AO工艺脱氮分析

生物脱氮是指污水中的有机氮和氨氮在微生物的共同作用下，经过氨化、硝化、反硝化转化为氮的过程。

基本原则:

氨化反应

氨化是指含氮有机物在氨化功能菌的代谢下分解成NH4+的过程。含氮有机物可以在分子氧和无氧的条件下被相应的微生物分解，释放出氨。

硝化

硝化反应由好氧自养微生物完成，是在好氧状态下，以无机氮为氮源，将NH4+转化为NO2-，再氧化为NO3-的过程。硝化过程可以分为两个阶段。第一阶段，硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，第二阶段，硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。

反硝化作用

反硝化反应是反硝化菌在缺氧条件下将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮还原为气态氮(N2)的过程。反硝化细菌是异养微生物，大部分属于兼性细菌。在缺氧状态下，硝酸盐中的氧作为电子受体，有机物(BOD组分在污水)作为电子供体提供能量，被稳定氧化。

因此，生物脱氮系统中的硝化和反硝化反应需要满足以下条件:

硝化阶段:充足的溶解氧，2mg/L以上的(DO)值，适宜的温度，最好是20℃，不低于10℃，足够长的泥龄，适宜的pH条件。

反硝化阶段:硝酸盐的存在，约0.5mg/L的缺氧条件(DO)，充足的碳源(能量)，适宜的pH条件。

根据上述原理，可以形成缺氧池和好氧池，即所谓的A/O系统。

AO工艺法又称厌氧-好氧工艺法，A(Anacrobic)为厌氧阶段，用于脱氮除磷；O(Oxic)是好氧阶段，用于去除水中的有机物。

A/O法生物去除氨氮的原理:在充氧条件下污水中的氨氮被硝化细菌硝化成硝态氮(O阶段)，大量硝态氮回流到A阶段，在缺氧条件下，以污水中的有机物为电子供体，硝态氮为电子受体。

硝化反应:

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

脱氮反应:

6NO3-+5CH3OH(有机物)→ 5CO2 =+7H2O+6OH-+3N2 =

如图所示，A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO = 2 ~ 4mg/L，在缺氧阶段，异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物、可溶性有机物等悬浮污染物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性有机物转化为可溶性有机物。当缺氧水解的这些产物进入好氧池进行好氧处理时，提高了污水的可生化性，提高了氧含量。在缺氧阶段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物(有机链中的N或氨基酸中的氨基)氨化成游离氨(NH3、NH4+)。在供氧充足的条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化成NO3-，通过回流控制返回到A池。在缺氧条件下，异养细菌的反硝化作用将NO3-还原为分子氮(N2

A/O法工艺脱氮特性:

(a)流程简单，无需增加碳源和后置曝气池，原污水为碳源，建设和运行成本低；

(b)反硝化优先，硝化次之，设置内循环，以原污水中的有机底物为碳源，效果好，反硝化反应充分；

(c)后面有曝气池，可进一步去除脱氮残渣，改善处理水的水质；

(d)阶段A中的搅拌仅用于悬浮污泥和避免DO的增加。O段前段采用强曝气，后段通过减少气量来降低内循环液的DO含量，以保证a段的缺氧状态。

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