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文档简介
硝化与反硝化
(公用工程污水车间)
生活污水中,主要含有有机氮和氨氮。
当污水中的有机物被生物降解氧化时,其中的有机氮被转化为氨氮。
(一)概述生物脱氮除磷技术一、废水中氮的处理技术
水体若为水源,将增加给水处理的难度和成本。
经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体,可导致水体富营养化。
二级处理的出水需进行脱氮处理。(二)生物法脱氮1、生物脱氮机理
生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。(1)硝化反应
硝化反应是在好氧条件下,将NH4+转化为NO2—和NO3-的过程。
由亚硝酸菌和硝酸菌两种菌共同完成的。
这两种菌属于化能自养型微生物。定义
细菌2NH4++3O2―――→2NO2-+4H++2H2O硝化菌2NO2-+O2―――-→2NO3-硝化菌总反应式:NH4++2O2―――→NO3-+2H++H2O
硝化菌
硝化细菌是化能自养菌,生长率低,对环境条件变化较为敏感。₠温度
低于15℃时,反应速度迅速下降,5℃时反应几乎完全停止。影响因素
硝化反应的适宜温度为20℃-30℃
硝化菌是自养菌,若水中BOD5值过高,将有助于异氧菌的迅速增殖,微生物中的硝化菌的比例下降。₡BOD5/TKN下降下降₢硝化菌的泥龄
硝化菌的生长世代周期较长,为了保证硝化作用的进行,泥龄应取大于硝化菌最小世代时间两倍以上。₣溶解氧
硝化反应对溶解氧有较高的要求,处理系统中的溶解氧量最好保持在2mg/L以上。
硝化菌受PH值的影响很敏感,适宜的PH值7-8。₤pH值
在废水中保持足够的碱度,以调节PH值的变化。(2)反硝化反应
反硝化反应是指在无氧条件下,反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)和亚硝酸盐氮(NO2-)还原为氮气的过程。定义
6NO3-+2CH3OH―――→6NO2-+2CO2+4H2O硝酸还原菌6NO2-+3CH3OH———→3N2+3H2O+6OH-+3CO2
亚硝酸还原菌6NO3-+5CH3OH—————→5CO2+3N2+7H2O+6OH-反硝化菌总反应式:反硝化菌属异型兼性厌氧菌。
在有氧存在时,它会以O2为电子受体进行好氧呼吸;
在无氧而有NO3-或NO2-存在时,则以NO3-或NO2-为电子受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。
在反硝化菌代谢活动的同时,伴随着反硝化菌的生长繁殖,即菌体合成过程,其反应如下:3NO3-+14CH3OH+CO2+3H+—————→3C5H7O2N+19H2O式中C5H7O2N为反硝化微生物的化学组成。反硝化还原和微生物合成的总反应式为:从以上的过程可知,约96%的NO3--N经异化过程还原,4%经同化过程合成微生物。NO3-+1.08CH3OH+H+―――→0.065C5H7O2N+0.47N2+0.76CO2+2.44H2O影响因素①BOD5/TKN
当污水中BOD5/TKN>3~5时,可认为碳源充足。不同的有机碳将导致反硝化速率的不同。碳源按其来源可分为三类:
外加碳源,多采用甲醇,因为甲醇被分解后的产物为CO2,H2O,不产生其它难降解的中间产物,但其费用较高;
原水中含有的有机碳;
内源呼吸碳源——细菌体内的原生物质及其贮存的有机物;
②pH值
‡PH值高于8或低于6时,反硝化速率将迅速下降。†
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