硝化與反硝化

1、3.7硝化與反硝化廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨，然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。一、硝化與反硝化（一）硝化在好氧條件下，通過(guò)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(guò)程，稱(chēng)為生物硝化作用。反應(yīng)過(guò)程如下：亞硝酸鹽菌NH/+3/2O2 NOJ+2H+HO-AE E=278.42KJ第二步亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：硝酸鹽菌NC+1/2O2 NA 3'-A E E=278.42KJ這兩個(gè)反應(yīng)式都是釋放能量的過(guò)程，氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮并不是去除 氮而是減少它的需氧量。上訴兩式合起來(lái)寫(xiě)成：NH/+2Q NO 3 +2H+HO-A

2、 E E=351 KJ綜合氨氧化和細(xì)胞體合成反應(yīng)方程式如下：NH+1.83Q+1.98HCO 一 0.02C5HQN+0.98 NQ/+1.04 H2O+I.88HCO由上式可知：（1）在硝化過(guò)程中，2氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)需氧4.57g ；硝化過(guò)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CaCO計(jì))7.lg。影響硝化過(guò)程的主要因素有：(1) pH值當(dāng)pH值為8.08.4時(shí)(20 9)，硝化作用速度最快。由 于硝化過(guò)程中pH將下降，當(dāng)廢水堿度不足時(shí)，即需投加石灰，維持pH 值在7.5以上；(2) 溫度溫度高時(shí)，硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35C，在15C以下其活性

3、急劇降低，故水溫以不低于15C為宜；(3) 污泥停留時(shí)間硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長(zhǎng)速率為 二0.30.5d-1 (溫度20C, pH8.08.4) °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。在實(shí)際運(yùn)行中， 一般應(yīng)取2 ;(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(yīng)的進(jìn)行。一般，在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化，溶解氧應(yīng)保 持在23mg/L以上；(5) BOD負(fù)荷硝化菌是一類(lèi)自養(yǎng)型菌，而B(niǎo)OD氧化菌是異養(yǎng)型 菌。若BOD負(fù)荷過(guò)高，會(huì)使生長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖，從而 佼白養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì)，結(jié)果降低了硝化速率。所

4、以為要充分 進(jìn)行硝化，BOD負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BODs)/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NO-N和 NO -N還原成2的過(guò)程，稱(chēng)為反硝化。反硝化過(guò)程中的電子供體(氫供 體)是各種各樣的有機(jī)底物(碳源)。以甲醇作碳源為例，其反應(yīng)式為：6NO 十 2CHOIHA6NO 十 2CO 十 4HO6NO 十 3CHOIHA3N 十 3CO 十 3HO 十 60H綜合反應(yīng)式為：6NO+5CHOH TCO 2+3N+7HO+6OH由上可見(jiàn)，在生物反硝化過(guò)程中，不僅可使 NQ-N、NO-N被還原，而且還可使有機(jī)物氧化分解。影響反硝化的主要因素：(1)

5、 溫度溫度對(duì)反硝化的影響比對(duì)其它廢水生物處理過(guò)程要 大些。一般，以維持2040C為宜?？嘣跉鉁剡^(guò)低的冬季，可采取增 加污泥停留時(shí)間、降低負(fù)荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2) pH值 反硝化過(guò)程的pH值控制在7.08.0 ;(3) 溶解氧氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1 mg/L以下(生物膜 法)；有機(jī)碳源當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源，BOD/TKN(35)時(shí)，可無(wú)需外加碳源。當(dāng)廢水所含的碳、氮比低于這個(gè)比值時(shí)，就需另 外投加有機(jī)碳。外加有機(jī)碳多采用甲醇。考慮到甲醇對(duì)溶解氧的額外消 耗，甲醇投量一般為NO-N的3倍。此外，還可利用微生物死亡；