氮磷污染物的生物降解1.pdf

长安大学水利与环境学院 一、氮污染物的生物降解 （一）氮污染物的生物降解过程 厌氧过程 （anaerobic process）：厌氧处理是在 厌氧或者缺氧条件下，利用厌氧性微生物使有 机物分解成甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮及水 等的过程。 生物降解 好氧过程 （aerobic process）：好氧处理是在有 充分溶解氧的条件下，利用好氧性微生物使有 机物分解成二氧化碳、氨及水等的过程。 一、氮污染物的生物降解 （二）氮污染物生物降解原理 固氮：将气态氮转化为铵根离子 硝化：由铵根离子转化为硝酸盐 反硝化：由硝酸盐经亚硝酸盐转化为氮气 氮具有复杂的形态及生物地球化学过程 固氮 反硝化 + - - NH —N —N O —NO —NO —NO —NO 4 2 2 2 2 3 硝 化 一、氮污染物的生物降解 （二）氮污染物生物降解原理 水土环境中无机氮主要形态分布 pE 5时，NH4+是主要的氮形态； pE在5 – 7时，NO2-是主要形态； pE 7时，NO3-是主要形态。 一、氮污染物的生物降解 （二）氮污染物生物降解原理 1.氮的转化： 当有机物被生物降解时，有机氮转化为氨氮，然后由 硝化细菌将氨氮转化为硝酸盐 （硝化作用）；然后再由反硝化 细菌将硝酸盐转化为氮气 （反硝化作用）。 氨化反应 未经处理的城市污水中氮存在主要形式是 有机氮化合物 (蛋白质和氨基酸)和氨氮等。在氨化 菌作用下，有机氮被分解转化为氨态氮，这一过程 称为氨化过程，氨化过程很容易进行。例如，氨基 酸的氨化反应为式： 一、氮污染物的生物降解 （二）氮污染物生物降解原理 1.氮的转化： 氨化菌 R CHNH COOH O R COOH CO NH 2 2 2 3 硝化反应 硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利 用无机碳为碳源将NH4 ＋氧化成NO2- ，然后再氧化成NO3- 的过程。 硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌 将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-) ，第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐 转化为硝酸盐。 + － + NH +1.5O → NO + 2H + H O ( （亚硝化） 4 2 2 2 NO － + 0.5O → NO － (硝化) 2 2 3 一、氮污染物的生物降解 （二）氮污染物生物降解原理 1.氮的转