硝化與反硝化

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(yīng)過程如下：亞硝酸鹽菌：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)13—亞硝酸鹽函 - A ALNH4++|02 *NOf+2H*+H2O-AE =278.42KJ接著亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽：向左轉(zhuǎn)i向右轉(zhuǎn)-AE△E=278.42KJ這兩個(gè)反應(yīng)式都是釋放能量的過程，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)寫成：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)NII4++2O2 N03-+2I1h1120-AEAE=351KJ綜合氨氧化和細(xì)胞體合成反應(yīng)方程式如下：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)NH4+1.8302+L98HCO3-——-0.02C5H702N+0,98N0/+1.04H20+l.88H2C03上式可知：(1)在硝化過程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)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(jì))7.lg。影響硝化過程的主要因素有：pH值當(dāng)pH值為8.0~8.4時(shí)(20。0,硝化作用速度最快。由于硝化過程中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；溫度溫度高時(shí)，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；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=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。在實(shí)際運(yùn)行中，一般應(yīng)?。?;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2~3mg/L以上;BOD負(fù)荷硝化菌是一類自養(yǎng)型菌，而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過高，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。所以為要充分進(jìn)行硝化，BOD5負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下反硝化：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(jī)底物（碳源）。以甲醇作碳源為例，其反應(yīng)式為：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)6N03-+2CH30H^6N02-+2C02+4H206N02-+3CH30H^3&十3CO2+3H2O+60R-綜合反應(yīng)式為：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)6N03-+5CH30H一-5C02+3N2+7H20+60H-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(jī)物氧化分解。影響反硝化的主要因素：溫度溫度對(duì)反硝化的影響比對(duì)其它廢水生物處理過程要大些。一般，以維持20~401為宜。苦在氣溫過低的冬季，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；pH值反硝化過程的pH值控制在7.0~8.0；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1mg/L以下(生物膜法)；⑷有機(jī)碳源當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源，BOD5/TKN>(3~5)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。夕卜加有機(jī)碳多采用甲醇?？紤]到甲醇對(duì)溶解氧的額外消耗，甲醇投量一般為NO3--N的3倍。此外，還