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硝化反应和反硝化反应
硝化反应和反硝化反应
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硝化反应和反硝化反应
硝化反应
在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程,称为生物硝化作用。
硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤:
NH4++ NO2-+H2O+2H+
NO2-+ NO3-
硝化反应总方程式:
NH3++ +++
若不考虑硝化过程硝化菌的增殖,其反应式可简化为
NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+
从以上反应可知:
1gNH4+-N氧化为NO3- 需要消耗2*50/14=碱(以CaCO3计)
将1gNH4+-N氧化为NO2--N需要,氧化1gNO2--N需要,所以氧化1gNH4+-N需要。
硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面:
DO:DO应保持在2-3mg/L。当溶解氧的浓度低于L时,硝化反应过程将受到限制。
PH和碱度:,其中亚硝化菌,硝化菌。最适合PH为。碱度维持在70mg/L以上。碱度不够时,应补充碱
温度:亚硝酸菌最佳生长温度为35℃,硝酸菌的最佳生长温度为35~42℃。15℃以下时,硝化反应速度急剧下降;5℃时完全停止。
污泥龄:硝化菌的增殖速度很小,其最大比生长速率为 ~(温度20℃,~。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 。对于实际应用中,活性污泥法脱氮,污泥龄一般11~23d。
污泥负荷:负荷不应过高,负荷宜。因为硝化菌是自养菌,有机物浓度高,将使异养菌成为优势菌种。总氮负荷应≤(m3硝化段·d),当负荷(m3硝化段·d)时,硝化效率急剧下降。
C/N: BOD/TKN应3,比值越小,硝化菌所占比例越大。
抑制物浓度:NH4+-N≤200mg/L,NO2--N10-150mg/L,L。
ORP:好氧段ORP值一般在+180mV左右。
反硝化反应
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。
反硝化反应方程式为:
NO2-+3H(电子供给体-有机物) N2+H2O+OH-
NO3-+5H(电子供给体-有机物) N2+2H2O+OH-
由以上反应可知:
还原1gNO2--N或NO3--N,分别需要有机物(其O/H=16/2=8)3*8/14=和5*8/14=,同时还产生50/14=碱(以CaCO3计)
如果废水中含有DO,它会使部分有机物用于好氧分解,则完成反硝化反应所需要的有机物总量Cm=[NO3--N]+[NO3--N]+DO
反硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面:
DO:DO应保持低于L(活性污泥法)或1mg/L(生物膜法)。
PH:温度:硝酸菌的适宜温度为20~40℃。15℃以下时,反应速度急剧下降。
C/N: BOD/TN应≥4。
ORP:缺氧段的ORP值在-50~-110mV之间,厌氧段ORP值一般在-160~-200mV之间。
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