硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng).doc

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1、一、硝化反應(yīng)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。硝化反應(yīng)包括亞硝化和硝化兩個(gè)步驟:NH4++1.5O2NO2-+H2O+2H+NO2-+0.5O2NO3-硝化反應(yīng)總方程式：NH3+1.86O2+1.98HCO3-0.02C5H7NO2+1.04H2O+0.98NO3--+1.88H2CO3若不考慮硝化過程硝化菌的增殖，其反應(yīng)式可簡(jiǎn)化為NH4++2O2NO3-+H2O+2H+從以上反應(yīng)可知:1)1gNH4+-N氧化為NO3-需要消耗

2、2*50/14=7.14g堿（以CaCO3計(jì))2)將1gNH4+-N氧化為NO2--N需要3.43gO2,氧化1gNO2--N需要1.14gO2，所以氧化1gNH4+-N需要4.57gO2。硝化細(xì)菌所需的環(huán)境條件主要包括以下幾方面：a.DO：DO應(yīng)保持在2-3mg/L。當(dāng)溶解氧的濃度低于0.5mg/L時(shí)，硝化反應(yīng)過程將受到限制。b.PH和堿度：PH7.0-8.0，其中亞硝化菌6.0-7.5，硝化菌7.0-8.5。最適合PH為8.0-8.4。堿度維持在70mg/L以上。堿度不夠時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充堿c.溫度：

3、亞硝酸菌最佳生長(zhǎng)溫度為35℃，硝酸菌的最佳生長(zhǎng)溫度為35～42℃。15℃以下時(shí)，硝化反應(yīng)速度急劇下降；5℃時(shí)完全停止。d.污泥齡：硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長(zhǎng)速率為0.3～0.5d-1(溫度20℃，pH8.0～8.4)。為了維持池內(nèi)一定量的硝化菌群，污泥停留時(shí)間必須大于硝化菌的最小世代時(shí)間。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中，活性污泥法脫氮，污泥齡一般11～23d。e.污泥負(fù)荷：負(fù)荷不應(yīng)過高，負(fù)荷宜0.05-0.15kgBOD/(kgMLSS·d)。因?yàn)橄趸亲责B(yǎng)菌，有機(jī)物濃度高，將使異養(yǎng)菌成為優(yōu)勢(shì)菌種。總氮

4、負(fù)荷應(yīng)≤0.35kgTN/(m3硝化段·d)，當(dāng)負(fù)荷>0.43kg/(m3硝化段·d)時(shí)，硝化效率急劇下降。f.C/N:BOD/TKN應(yīng)<3，比值越小，硝化菌所占比例越大。g.抑制物濃度：NH4+-N≤200mg/L，NO2--N10-150mg/L，NO3--N0.1-1mg/L。a.ORP:好氧段ORP值一般在+180mV左右。一、反硝化反應(yīng)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。反硝化反應(yīng)方程式為：NO2-+3H(電子供給體-

5、有機(jī)物)0.5N2+H2O+OH-NO3-+5H(電子供給體-有機(jī)物)0.5N2+2H2O+OH-由以上反應(yīng)可知：1)還原1gNO2--N或NO3--N，分別需要有機(jī)物(其O/H=16/2=8)3*8/14=1.71g和5*8/14=2.86g，同時(shí)還產(chǎn)生50/14=3.57g堿（以CaCO3計(jì)）2)如果廢水中含有DO，它會(huì)使部分有機(jī)物用于好氧分解，則完成反硝化反應(yīng)所需要的有機(jī)物總量Cm=2.86[NO3--N]+1.71[NO3--N]+DO反硝化細(xì)菌所需的環(huán)境條件主要包括以下幾方面：a.DO：

6、DO應(yīng)保持低于0.5mg/L（活性污泥法）或1mg/L（生物膜法）。b.PH：PH6.5-7.5c.溫度：硝酸菌的適宜溫度為20～40℃。15℃以下時(shí)，反應(yīng)速度急劇下降。d.C/N:BOD/TN應(yīng)≥4。e.ORP：缺氧段的ORP值在－50～－110mV之間,厭氧段ORP值一般在－160～－200mV之間。