城市污水生物除磷脫氮技術(shù)原理概述
城市污水處理系統(tǒng)中的
關(guān)鍵微生物在城市污水處理廠中，
生物處理過程是由多種生物群體通過各式各樣的生物
反應(yīng)過程來完成的。
所有生物群體都來源于外部環(huán)境，
即來源于污水、
空氣、
土
壤或處理廠內(nèi)外的動(dòng)物。
這些生物群體包括細(xì)菌、
真菌、藻類、
原生動(dòng)物和后生
動(dòng)物。
在活性污泥系統(tǒng)中，
構(gòu)成生物群體生存壓力和zui終選擇的因素主要包括zui
終電子受體的類型及利用能力、
可獲得的基質(zhì)以及對(duì)基質(zhì)的利用能力、
是否具有
絮凝沉淀特性、
在環(huán)境溫度下能否生存及生長(zhǎng)、
生長(zhǎng)速率高低、
是否具有生長(zhǎng)懸
浮能力。
參與污水生物處理過程的關(guān)鍵性微生物群體可以劃分為以下兩異養(yǎng)菌
：利用有機(jī)物質(zhì)作為營養(yǎng)和能源的細(xì)菌?；苡袡C(jī)營養(yǎng)菌通過
復(fù)雜有機(jī)物的分解代謝獲得能源和生物合成所需的中間體，
直接代謝初級(jí)基質(zhì)或
者二級(jí)基質(zhì)。這是數(shù)量明顯占優(yōu)的一個(gè)
自養(yǎng)菌
：利用二氧化碳或碳酸鹽作為*碳源。其中，無機(jī)化能自養(yǎng)
菌通過氧化還原性無機(jī)物獲得生長(zhǎng)所需的能量，
例如完成氨氮氧化的硝化菌，
由
亞硝酸菌和硝酸菌組成，
這個(gè)類群只有存在溶解氧時(shí)才能增殖，
厭氧和缺氧狀態(tài)
下均不能增殖；光能自養(yǎng)菌則直接利用太陽光能（例如藍(lán)綠藻）
。
根據(jù)城市污水處理系統(tǒng)中異養(yǎng)菌對(duì)硝態(tài)氮的利用能力，
可以將其劃分為
反硝化菌和非反硝化菌：通常是兼性厭氧菌，好氧和缺氧狀態(tài)下均可以利用快速生
物降解有機(jī)物進(jìn)行增殖，厭氧狀態(tài)下可以進(jìn)行有機(jī)物的水解，但不能增殖。非反硝化菌：通常是好氧菌，好氧狀態(tài)下可以利用快速生物降解有機(jī)
物進(jìn)行增殖，缺氧和厭氧狀態(tài)下可以進(jìn)行有機(jī)物的水解，但不能增殖。
根據(jù)城市污水處理系統(tǒng)中微生物對(duì)磷酸鹽的去除能力，
可以將其劃分為聚磷
菌和非聚磷菌：
好氧交替循環(huán)工藝過程的厭氧階段，可以
利用細(xì)胞內(nèi)聚合磷酸鹽分解所產(chǎn)生的能量，
吸收外部的快速生物降解有機(jī)物并以
高分子有機(jī)聚合物
的形式存儲(chǔ)起來，
釋放出正磷酸鹽，
但不出現(xiàn)細(xì)胞增
殖；
如果具有反硝化能力，
就能夠在隨后的缺氧和好氧階段，
利用存儲(chǔ)的有機(jī)物
進(jìn)行產(chǎn)能代謝和細(xì)胞增殖，
同時(shí)大量吸收外部的磷酸鹽，
在細(xì)胞內(nèi)以聚合磷酸鹽
的形式存儲(chǔ)起來。
如果不具備反硝化能力，
則只有在好氧狀態(tài)下才能利用存儲(chǔ)的
有機(jī)物進(jìn)行產(chǎn)能代謝、細(xì)胞增殖和磷的非聚磷菌：厭氧過程中進(jìn)行有機(jī)物的水解和發(fā)酵，細(xì)胞不增殖；缺氧狀態(tài)
下是否利用快速生物降解有機(jī)物進(jìn)行增殖取決于能否利用硝態(tài)氮；
在好氧狀態(tài)下
能夠利用快速生物降解有機(jī)物進(jìn)行增殖。
城市污水中氮的來源與去除途徑
城市污水中氮的主要來源為：生活污水；工業(yè)污水，特別是化肥、焦化、洗
毛、制革、印染、食品與肉類加工、石油精煉行業(yè)排放的污水；地表徑流，氮氧
化合物、固體物、滲濾液等。氮的存在形式包括有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝
酸鹽氮以及雜環(huán)化合物等
在城市污水生物脫氮系統(tǒng)中，
氮的轉(zhuǎn)化過程
顆粒性不可生物降
解有機(jī)氮通過生物絮凝作用成為活性污泥組分，
通過排除剩余活性污泥從系統(tǒng)中
去除；
顆粒性可生物降解有機(jī)氮通過水解轉(zhuǎn)化為溶解性可生物降解有機(jī)氮。
溶解
性不可生物降解有機(jī)氮，
隨處理出水排出，
決定出水的有機(jī)氮濃度；
溶解性可生
物降解有機(jī)氮通過異養(yǎng)細(xì)菌的氨化作用轉(zhuǎn)化為氨氮，
其中尿素可迅速水解成碳酸
銨。
好氧條件下硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，
缺氧條件下反硝化菌將硝酸鹽異化
還原成氣態(tài)氮，從水中除去。
污水生物脫氮系統(tǒng)中氮的生物轉(zhuǎn)化過程
硝化菌包括亞硝酸菌和硝化桿菌，
是專性好氧菌，
只有存在溶解氧的好氧條
件下才能增殖，厭氧和缺氧條件下不能增殖，而其衰減死亡過程在厭氧、缺氧、
好氧狀態(tài)下均會(huì)發(fā)生。
（兼性厭氧菌）
能夠在缺氧和好氧條件下利用快速生物降解有機(jī)物
進(jìn)行增殖；
厭氧條件下，
可以進(jìn)行顆粒性有機(jī)物的水解和溶解性有機(jī)物的酸化
（發(fā)
酵）
，但通常不能增殖；部分反硝化菌同時(shí)也是聚磷菌，在缺氧和好氧條件下會(huì)
出現(xiàn)磷的吸收，厭氧條件下會(huì)出現(xiàn)磷的釋放。非反硝化菌
（好氧菌）
能夠在好氧條件下利用快速生物降解有機(jī)物進(jìn)行增殖
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