硝化与反硝化Word下载.docx

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反应过程如下：

亚硝酸盐菌

NH4++3/2O2NO2-+2H++H2O-△E△E=278.42KJ

第二步亚硝酸盐转化为硝酸盐：

硝酸盐菌

NO-+1/2O2NO3--△E△E=278.42KJ

这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。

上诉两式合起来写成：

NH4++2O2NO3-+2H++H2O-△E△E=351KJ

综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下：

NH4+1.83O2+1.98HCO3-0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.88H2CO3

由上式可知：

（1）在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；

（2）硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度（以CaCO3计）7.lg。

影响硝化过程的主要因素有：

（1）pH值 

当pH值为8.0～8.4时（20℃），硝化作用速度最快。

由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；

（2）温度 

温度高时，硝化速度快。

亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；

（3）污泥停留时间 

硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～0.5d-1（温度20℃，pH8.0～8.4）。

为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。

在实际运行中，一般应取＞2；

（4）溶解氧 

氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。

一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；

（5）BOD负荷 

硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。

若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。

所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg（BOD5）/kg（SS）.d以下。

（二）反硝化

在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。

反硝化过程中的电子供体（氢供体）是各种各样的有机底物（碳源）。

以甲醇作碳源为例，其反应式为：

6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 

6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

综合反应式为：

6NO3-+5CH3OH5CO2+3N2+7H2O+6OH-

由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO2--N、NO3--N被还原，而且还可使有机物氧化分解。

影响反硝化的主要因素：

（1）温度 

温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。

一般，以维持20～40℃为宜。

苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；

（2）pH值 

反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；

（3）溶解氧 

氧对反硝化脱氮有抑制作用。

一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下（活性污泥法）或1mg/L以下（生物膜法）；

（4）有机碳源 

当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TKN＞（3～5）时，可无需外加碳源。

当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。

外加有机碳多采用甲醇。

考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。

此外，还可利用微生物死亡；

自溶后释放出来的那部分有机碳，即"

内碳源"

，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。