硝化反硝化全解

1、硝化反硝化全解 一、硝化反应一、硝化反应 在好氧条件下，通过自养型微生物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: 反硝化反应反硝化反应 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。反硝化菌为异养型微生物，在缺氧状态时，反硝化菌利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物作为电子供体提供能量并被氧化稳定。 反硝化反应方程式为： NO2-+3H(电 子 供 给 体 -有 机 物 ) 0.5 N2+H2O+OH- NO3-+5H(电 子 供 给 体 -有

2、机 物 ) 0.5 N2+2H2O+OH- 短程硝化反硝化短程硝化反硝化 短程硝化是指 NH3生成亚硝酸根，不再生产硝酸根；而由亚硝酸根直接生成 N2，称为短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3-NO2-N2，即可以从水中氨氮去除的一种工艺。 影响因素： 1、pH 硝化反应的适宜的 pH 值为 7.08.0 之间，其中亚硝化菌7.07.8 时，活性最好；硝化菌在 7.78.1 时活性最好。当 pH降到 5.5 以下，硝化反应几乎停止。反硝化细菌最适宜的 pH 值为7.07.5 之间。考虑到硝化和反硝化两过程中碱度消耗与产生的相互性，同步硝化与反硝化的最适的 pH 值应为 7.5 左右。 2、溶解

3、氧（DO） 硝化过程的 DO 应保持在 23mg/L，反硝化过程的 DO 应保持0.20.5mg/L。 反应池内溶解氧的高低，必将影响硝化反应的进程，溶解氧质量浓度一般维持在 23mg/L，不得低于 1mg/L，当溶解氧质量浓度低于 0.50.7mg/L 时，氨的硝态反应将受到抑制。反硝化通常需在缺氧条件下进行，溶解氧对反硝化有抑制作用，主要是由于氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。 3、温度 生物硝化反应适宜的温度在 2030，反硝化适宜温度在30左右。亚硝酸菌最佳生长温度为 35，硝酸菌的适宜温度为2040。15以下时，硝化反应速度急剧下降。温度对反硝

4、化速率的影响很大，低于 5或高于 40，反硝化的作用几乎停止。 4、 碱度 一般污水处理厂碱度应维持在 200mg/L 左右。 NH4+1.83O2+1.98HCO3-0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3 通过上述反应过程的物料衡算可知，在硝化反应过程中，将 1g氨氮氧化为硝酸盐氮需约需耗 7.14g 碳酸氢盐（以 CaCO3 计）碱度。 NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO30.06C5H7NO2 +0.47N2+1.68H2O+HCO3- 在反硝化过程中，将 1g 硝酸盐氮还原成氮气，约产生 3.57g碱（以 CaCO3 计），需要有机

5、物（BOD5）约为 2.86g。微生物降解1 mg 有机碳源 BOD5，约产生 0.1 mg 碱度（以 CaCO3 计）。 5、碳氮比（C/N） 控制硝化过程的 5BOD5/TKN3 时，碳源充足，无需补充外加碳源；BOD5/TN3 时，需要补充外加碳源。 6. 水力停留时间（HRT） 硝化过程 HRT 可控制在 4h10h 之间，反硝化 HRT 可控制在1h4h 之间。因 HRT 过短，反应池中各微生物种群没有充分的时间生长，污泥流失过快，硝化反应和反硝化反应都没有得到充分的进行。当 HRT 达到一定的值时，再增加 HRT，对脱氮作用没有显著的效果。因为长 HRT 条件下，系统的有机负荷率降

6、低，会使生物的内源呼吸加剧，影响污泥的活性，最终降低系统对污染物去除效果。 7. 污泥停留时间（SRT） 硝化过程的泥龄（SRT）一般控制在 1020d。 硝化菌的增殖速度很小， 其最大比生长速率为 0.30.5d-1，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。但是污泥停留时间太长，会导致系统有机负荷过低，许多微生物由于得不到所需要的营养会死亡。 比生长速率 ： 每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率 8. 氧化还原电位（ORP） 硝化段 ORP 值一般在+180mV 左右，反硝化段的 ORP 值在50110mV 之间。 氧化还原电位就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化-还原性。 越高， 氧化性越强， 电位越低，氧化性越弱。通过控制 ORP 可以间接控制溶解氧浓度，尤其氧化还原电位其在 DO 浓度比较低时，DO 较小的改变反映在氧化还原电位上变化较大。 9. 碳源投加量 每克甲醇、乙醇、乙酸、乙酸