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  • 反硝化反應是指什么(污水硝化反應與反硝化原理)
反硝化反應是指什么(污水硝化反應與反硝化原理)
廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然后可進一步轉化為硝酸鹽。
產品類別: 反硝化反應是指什么(污水硝化反應與反硝化原理)
產品名稱: 反硝化反應是指什么(污水硝化反應與反硝化原理)
更新時間: 2022-10-20 08:40:10
產品型號: 廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然后可進一步轉化為硝酸鹽。

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反硝化反應是指什么(污水硝化反應與反硝化原理)


  廢水中的氮常以合氮有機物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數有機氮轉化為氨,然后可進一步轉化為硝酸鹽。

  硝化與反硝化

  (一)硝化

  在好氧條件下,通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程,稱為生物硝化作用。

  反應過程如下:

  亞硝酸鹽菌(8-36h)

  NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O-△E E=278。42KJ

  第二步亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽:

  酸鹽菌(12-59h)

  NO-+1/2O2→NO3--△E△E=278。42KJ

  這兩個反應式都是釋放能量的過程,氨氮轉化為硝態氮并不是去除氮而是減少它的需氧量。上訴兩式合起來寫成:

  NH4++2O2→NO3-+2H++H2O-△E△E=351KJ

  綜合氨氧化和細胞體合成反應方程式如下:

  NH4++1。83O2+1。98HCO3-→0。02C5H7O2N+0。98 NO3-+1。04 H2O+1。88H2CO3

  由上式可知:(1)在硝化過程中,1g氨氮轉化為硝酸鹽氮時需氧4。57g;(2)硝化過程中釋放出H+,將消耗廢水中的堿度,每氧化lg氨氮,將消耗堿度(以CaCO3計)7。lg。

  (3)水中BOD不宜過高,20mg/L以下,否則會使增值速率較大的異氧細菌迅速增殖,使自養型的硝化細菌受到排擠,難以形成優勢菌種,使硝化反應難以進行。

  影響硝化過程的主要因素有:

  (1)pH值當pH值為8。0~8。4時(20℃),硝化作用速度最快。

  由于硝化過程中pH將下降,當廢水堿度不足時,即需投加石灰,維持pH值在7。5以上;

  (2)溫度溫度高時,硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低,故水溫以不低于15℃為宜;

  (3)污泥停留時間硝化菌的增殖速度很小,其最大比生長速率為=0。3~0。5d-1(溫度20℃,pH8。0~8。4)。為了維持池內一定量的硝化菌群,污泥停留時間必須大于硝化菌的最小世代時間。在實際運行中,一般應取〉2d;

  (4)溶解氧氧是生物硝化作用中的電子受體,其濃度太低將不利于硝化反應的進行。一般,在活性污泥法曝氣池中進行硝化,溶解氧應保持在2~3mg/L以上;

  (5)BOD負荷硝化菌是一類自養型菌,而BOD氧化菌是異養型菌。若BOD5負荷過高,會使生長速率較高的異養型菌迅速繁殖,從而使自養型的硝化菌得不到優勢,結果降低了硝化速率。所以為要充分進行硝化,BOD5負荷應維持在0。3kg(BOD5)/kg(SS)。d以下。

  (二)反硝化

  在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇作碳源為例,其反應式為:

  6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O

  6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

  綜合反應式為:

  6NO3-+5CH3OH→5CO2+3N2+7H2O+6OH-

  由上可見,在生物反硝化過程中,不僅可使NO2--N、NO3--N被還原,而且還可使有機物氧化分解。

  1mg的硝酸鹽氮理論消耗2。87mg的BOD5,一般4mg的BOD5即可滿足反硝化的需求

  影響反硝化的主要因素:

  (1)溫度溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理過程要大些。一般,以維持20~40℃為宜。苦在氣溫過低的冬季,可采取增加污泥停留時間、降低負荷等措施,以保持良好的反硝化效果;

  (2)pH值反硝化過程的pH值控制在7。0~8。0;

  (3)溶解氧氧對反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反應器內溶解氧應控制在0。5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);

  (4)有機碳源當廢水中含足夠的有機碳源,BOD5/TKN〉(3~5)時,可無需外加碳源。當廢水所含的碳、氮比低于這個比值時,就需另外投加有機碳。外加有機碳多采用甲醇。考慮到甲醇對溶解氧的額外消耗,甲醇投量一般為NO3--N的3倍。此外,還可利用微生物死亡;自溶后釋放出來的那部分有機碳,即“內碳源”,但這要求污泥停留時間長或負荷率低,使微生物處于生長曲線的靜止期或衰亡期,因此池容相應增大。




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