文档介绍：第七章硝化反应与生物滤池
氮在养殖水体中的存在形式:
NO3-—N、NO2-—N、氨氮(NH4+、NH3)、N2
氮在养殖系统中的循环:
氨化反应、硝化反应、反硝化反应
Organic matter→NH3+NH4+→NO2-→NO3-→NO2-→N2+N2O
第一节综述
氨化作用
定义:
氨化作用是指将有机氮化合物转化为氨态氮的过程,也称为矿化作用。
细菌
参与氨化作用的细菌称为氨化细菌。在自然界中,它们的种类很多,主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌,兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。
降解方式:好样和厌氧
好氧条件下主要有两种降解方式:
一是氧化酶催化下的氧化脱氨。
例如:氨基酸生成酮酸和氨:
另一是在水解酶催化作用下的水解脱氨反应。
例如尿素能被许多细菌水解产生氨。
分解尿素的细菌:有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等。
在厌氧条件或缺氧的条件
厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。
还原脱氨
水解脱氨
脱水脱氨
硝化作用(Nitrification)
一、概念
硝化作用是指将氨氮氧化为亚硝酸氮和硝酸氮的生物化学反应。
二、细菌
这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成。亚硝化菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝化杆菌属、硝化球菌属。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化细菌。
四、硝化反应的特点
从上式可以看出硝化过程的重要特点:
氨的生物氧化需要大量的氧,;
硝化过程细胞产率非常低,且难以维持较高生物浓度,特别是在低温的冬季。
(每克N由NH4+(如CaCO3))。
五、硝化反应影响因素
1、温度
在生物硝化系统中,硝化细菌对温度的变化非常敏感,在5~35℃的范围内,硝化菌能进行正常的生理代谢活动。
当废水温度低于15℃时,硝化速率会明显下降。
当温度低于10℃时已启动的硝化系统可以勉强维持,硝化速率只有30℃时的25%。
尽管温度的升高,生物活性增大,硝化速率也升高,但温度过高将使硝化菌大量死亡,实际运行中要求硝化反应温度低于38℃。
2、pH值
硝化菌对pH值变化非常敏感,~,在这一最佳pH值条件下,硝化速度可达最大值。
Anthonison认为pH对硝化反应的影响只是表观现象,实际起作用的是两个平衡:
H++NH3 = NH4+和H++NO2-= HNO2中的
NH3和HNO2。
pH通过这两个平衡影响NH3和HNO2的浓度起作用。