*************************************生物脱氮原理硝化作用硝化是在好氧条件下，由化能自养型硝化细菌将氨氮氧化为硝酸盐的过程，分为两个阶段：氨的氧化：由氨氧化细菌（如亚硝化单胞菌）催化NH??+1.5O?→NO??+2H?+H?O亚硝酸盐的氧化：由亚硝酸盐氧化细菌（如硝化杆菌）催化NO??+0.5O?→NO??总反应：NH??+2O?→NO??+2H?+H?O硝化菌生长缓慢，对环境条件敏感，需要保持足够的污泥龄（通常10天）。最适pH为7.5-8.5，最适温度为25-35℃。反硝化作用反硝化是在缺氧条件下（有机碳存在但无分子氧），由反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气的过程：NO??→NO??→NO→N?O→N?反硝化菌是兼性厌氧菌，在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体，有机物作为电子供体。常见反硝化菌包括假单胞菌、芽孢杆菌等。反硝化过程需要足够的有机碳源，C/N比通常需维持在4-5:1。反硝化可以回收部分氧气消耗，节约约40%的曝气能耗，同时消耗部分酸性物质，有利于维持系统pH稳定。生物脱氮的关键在于创造合适的环境条件，促进硝化菌和反硝化菌的生长和活性。在实际工程中，需要合理设计好氧区和缺氧区的大小、控制内回流比例、监测关键工艺参数，以实现稳定高效的氮去除。A/O工艺1缺氧区进水与回流污泥和内回流混合，反硝化去除氮2好氧区有机物氧化降解，进行硝化作用3沉淀池固液分离，污泥回流内回流将好氧区硝化液回流至缺氧区A/O工艺（缺氧/好氧工艺）是一种基本的生物脱氮工艺，通过在活性污泥系统中设置缺氧区和好氧区，实现有机物降解和氮去除的目标。其工作原理是利用缺氧区进行反硝化，好氧区进行有机物氧化和硝化，通过内回流将好氧区产生的硝酸盐送回缺氧区进行反硝化。A/O工艺设计的关键参数包括：缺氧区和好氧区的容积比（通常为1:2至1:4）、内回流比（通常为100-300%进水量）、溶解氧控制（缺氧区0.5mg/L，好氧区2-4mg/L）、污泥龄（15-20天，确保硝化菌生长）等。A/O工艺适用于中等浓度氨氮（30-50mg/L）的城市污水处理，总氮去除率可达70-80%。A2/O工艺厌氧区主要功能是磷释放，聚磷菌在厌氧条件下释放磷并吸收有机物。HRT约1-2小时，无需充氧，保持搅拌使混合液充分接触。缺氧区主要功能是反硝化脱氮，内回流带来的硝酸盐在这里被还原为氮气。HRT约2-3小时，DO控制在0.2-0.5mg/L，需要有足够的碳源。好氧区完成有机物降解、硝化和磷吸收。聚磷菌在好氧条件下过量吸收磷。HRT约4-6小时，DO维持在2-4mg/L，确保完全硝化。A2/O工艺是A/O工艺的改进型，在缺氧区前增加了厌氧区，实现同时脱氮除磷。厌氧-缺氧-好氧的串联组合创造了有利于聚磷菌和反硝化菌生长的环境条件。系统通常设置两条回流：内回流（好氧区到缺氧区）用于反硝化，污泥回流（二沉池到厌氧区）用于维持系统微生物量。A2/O工艺的运行管理重点是控制各区溶解氧和氧化还原电位，保持适宜的内回流比（100-300%）和污泥龄（8-15天，平衡脱氮和除磷需求）。该工艺对总磷的去除率可达70-90%，总氮去除率可达70-80%，是目前城市污水处理厂常用的脱氮除磷工艺。生物除磷原理厌氧释磷聚磷菌水解多聚磷酸盐获取能量，吸收VFA合成PHB1好氧吸磷聚磷菌氧化PHB获取能量，过量吸收磷酸盐2排泥带磷富磷污泥排出系统，实现磷的去除污泥回流部分富磷污泥回流至厌氧区，重复循环生物除磷的核心是聚磷菌（PAOs）独特的代谢特性。在厌氧条件下，聚磷菌释放体内储存的磷酸盐，获取能量吸收挥发性脂肪酸（VFAs），并将其转化为胞内储存物质聚羟基丁酸酯（PHB）；在好氧条件下，聚磷菌利用PHB提供的能量过量吸收环境中的磷酸盐，形成胞内多聚磷酸盐。通过排出富含磷的剩余污泥，实现系统中磷的去除。影响生物除磷效果的关键因素包括：厌氧区有机物浓度（尤其是VFAs含量）、厌氧接触时间、好氧区溶解氧浓度、pH值（7.5-8.5最佳）、温度（15-35℃最佳）和污泥龄（5-10天较适宜）。在实际工程中，可通过初沉池发酵或外加碳源等方式增加VFAs含量，提高除磷效果。强化生物除磷工艺UCT工艺UCT（UniversityofCapeTown）工艺是A2/O工艺的改进型，其核心改进是将回流污泥引入缺氧区而非厌氧区，并增设一条从缺氧区到厌氧区的回流。这种设计有以下优点：回流污泥中的硝酸盐经过缺氧区反硝化后再进入厌氧区减少厌氧区中的硝酸盐干扰，提高V