毕业设计（论文）-短程硝化反硝化论文

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1、西安建筑科技大学毕业设计（论文）用纸第一章绪论1.1、废水中氮的来源、存在形式及对环境的危害1.1.1、水体中氮的来源进入水体的元素氮来源式多方面的，包括经自然过程进入到水体中的氮素和因人类活动而进入的氮素，其中以后者造成的危害最为严重。因人类活动造成的氮素来源主要有以下几个方面[1]：（1）工业和生活污水未经处理直接进入河道和水体：这类污水的氮、磷最高，如进入江、湖和海洋，造成藻类过度生长的危害最大。（2）污水处理厂出水：采用常规处理工艺的污水处理厂（包括生活污水和工业废水），其排放水都含有相当数量的氮、磷和硫。这是因为有机

2、物被微生物氧化分解产生的氨氮、硝酸盐和磷酸盐，除构成微生物的生物组成外，剩余部分都随出水排入河道，成为藻类合适的养料。这是城市污水经过常规二级处理但城市河道依然出现富营养化和黑臭的重要原因之一。（3）面源性的农业污染物,如肥料和农药等从农田中流失，包括通过与水冲淋、农业排水和地表径流带入河道和水体，成为直接的营养源。人工合成的化肥和农药是水体氮磷营养的主要来源。施入农田的氮肥只有一部分被农作物吸收，未被农作物吸收的氮肥超过50%，有的甚至超过80%。为了取得高额农作物产量，农田肥量越来越高，加上科学施肥及其推广问题尚未得到有效

3、的解决，进入水体的流失肥料量也必然越来越大。有机肥料也可能经微生物分解，成为可溶性无机盐，然后进入地下水和江河湖泊。此外禽兽养殖业肥料和水中野生动物的排泄物，氮磷含量相当高，也会大量进入水体。1.1.2、水体中氮的存在形式一般来讲，废水中的氮通常以有机氮和无机氮两种形态存在。有机氮废水包括含氨基和不含氨基的化合物如尿素、胞壁酸、氨基酸、尿素、脂肪胺和有机碱。水中的无机氮指氨氮、亚硝态氮和硝态氮，这三种无机氮统称为氮化合物。水体中的氮化合物，特别是氨氮，是污水脱氮处理的主要对象。水体中的有机氮主要以蛋白质形式存在。32西安建筑科

4、技大学毕业设计（论文）用纸城市生活污水中的氮主要存在形态是有机氮和氨氮。以新鲜的生活污水为例，有机氮和氨氮分别占总氮的40~60%和50~60%，亚硝酸盐氮和硝态氮含量仅占0~5%。虽然如此，但在污水的脱氮的过程中，氨氮一般总是被氧化成硝酸盐氮或亚硝酸盐氮，然后才能从水体中脱除，所以硝酸盐氮在水体中的存在也不容忽视。同时，氮也存在于许多工业废水中。许多工业废水含有可以经微生物降解的有机氮，如羊毛加工、制革、印染、食品加工等工业废水。某些行业排放的有机氮，如果胶、甲壳质、和季胺化合物等，都很难生物降解。排放高浓度氨氮废水的工业有

5、：钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产，这些废水如果直接排放，危害极大。极少部分工业废水中才含有硝态氮，如牲畜饲料场、家禽加工处理、军火制造中（火药制造、氧化铀及核燃料生产）产生的废水，一般都含有较高浓度的硝态氮。报道废水中亚硝盐含量的数据少于硝酸盐，然而，含有高浓度硝酸盐的废水通常也含有亚硝酸盐，只是其浓度较低而已。总之，工业排放废水中的氮化合物，浓度较高，需要专门处理，方可排入城市污水处理厂。1.1.3、氮素对水环境的危害随着化肥、洗涤剂和农药的普遍使用，废水中氮磷的含量有了增加，对环境的影响也

6、日益严重。氮素（主要是氨氮）进入水体后会引起生态及健康方面的有害影响，主要问题归纳如下：a、游离氨对鱼类的毒害作用：水体中游离氨与氨离子的化学平衡可以用下式表示：NH4++OH-óNH3+H2O(1.1)由于鱼类对游离氨非常敏感，即使水体中游离氨的含量低，也影响鱼鳃中氧的传递。对大部分鱼类而说，水体中游离氨对鱼的致死量为1mg/l。从式（1.1）可看出，水中游离氨是pH值的函数，pH的值变化会引起游离氨百分数的变化。PH值越高，水中游离氨含量越高，天然水体的pH为7.0~8.0，当碱性废水排入水体或由于光合作用消耗了水体的重碳

7、酸盐都会使水体中的pH值上升，因此需要对城市污水的氨氮排放加以控制，以避免游离氨对鱼类的毒性作用。b、氨氮消耗水体中的溶解氧（DO）由于NH3/NH4+和NO2-32西安建筑科技大学毕业设计（论文）用纸具有还原性，故在水体中他们会消耗水体中的溶解氧。一般城市污水经二级处理后，含氮化合物主要以氨氮形式存在于污水中，含氨氮的污水直接排入水体后，在硝化细菌的作用下氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，完全氧化1mg/l氨氮约需4.57mg/l的溶解氧。在典型的二级处理出水中含20~40mg/l氨氮，需氧量为90~180mg/l，这对水体质量的改善

8、和保证，以及鱼类的生存是十分不利的。a、硝酸盐的公共卫生问题水体和土壤接受二级处理出水由于硝化作用是的地表水和地下水的硝酸盐含量增加。一般地面水中硝酸盐含量不大于10mg/l，亚硝酸盐含量极少超过1mg/l。美国生活饮用水水质标准中规定饮用水硝酸盐含量不大于10mg/l。我国