生物脱氮法适用于处理含有机物的低氨氮浓度废水, 主要应用于化工废水和生活污水的处理.微生物去除氨氮过程需经过两个阶段:
第一阶段为硝化过程, 在Nitrosomonas菌和Nitrobacter菌在有氧条件下将氨态氮转化为亚硝态氮和硝态氮的过程, 第二阶段为反硝化过程, 污水中的硝态氮和亚硝态氮在无氧或低氧条件下, 被反硝化菌(异养, 自养微生物均有发现且种类很多)还原转化为氮气。常见的生物脱氮流程可以分为三类.
(1)多级污泥系统:多级污泥系统通常称为传统的生物脱氮流程(见图1).此流程可以得到相当好的BOD去除效果和脱氮效果, 其缺点是流程长, 构筑物多, 基建费用高, 需要外加碳源, 运行费用高, 出水中残留一定量的甲醇等.
(2)单级污泥系统:单级污泥系统的形式有:前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统.前置反硝化的生物脱氮流程, 通常称为A/ O流程(见图2).与传统的生物脱氮工艺流程相比, 该工艺具有流程简单、构筑物少、基建费用低、不需外加碳源、出水水质高等优点.而后置式反硝化系统, 因为混合液缺乏有机物, 一般还需要人工投加碳源, 但脱氮的效果可高于前置式, 理论上可达到接近百分之百的脱氮.交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成, 通过改换进水和出水的方向, 两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行, 它利用交替工作的方式, 避免了混合液的回流, 其脱氮效果优于一般流程.其缺点是运行管理费用较高, 而且必须配置计算机控制自动操作系统.
(3)生物膜系统:将上述系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器, 即形成生物膜脱氮系统.此系统中应有混合液回流, 但不需污泥回流, 在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统.