文档介绍：硝化反硝化
A、硝化反应过程:在有氧条件下,氨氮被硝化细菌所氧化成为亚***盐和***盐。他包括两个基本反应步骤:由亚***菌(Nitrosomonas sp)参与将氨氮转化为亚***盐的反应;***菌(Nitrobacter sp)参与的将亚***盐转化为***盐的反应,亚***菌和***菌都是化能自养菌,它们利用CO2、CO32-、HCO3-等做为碳源,通过NH3、NH4+、或NO2-的氧化还原反应获得能量。硝化反应过程需要在好氧(Aerobic或Oxic)条件下进行,并以氧做为电子受体,氮元素做为电子供体。其相应的反应式为:
亚硝化反应方程式:
55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3
硝化反应方程式:
400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O
硝化过程总反应式:
NH4-++→+-++
通过上述反应过程的物料衡算可知,在硝化反应过程中,将1克氨氮氧化为***(,),(以CaCO3计)碱度。
在硝化反应过程中,氮元素的转化经历了以下几个过程:氨离子
NH4-→羟***NH2OH→硝酰基NOH→亚***盐NO2-→***盐NO3-。
B、反硝化反应过程:在缺氧条件下,利用反硝化菌将亚***盐和***盐还原为氮气而从无水中逸出,从而达到除氮的目的。反硝化是将硝化反应过程中产生的***盐和亚***盐还原成氮气的过程,反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物。当有分子态氧存在时,反硝化菌氧化分解有机物,利用分子氧作为最终电子受体,当无分子态氧存在时,反硝化细菌利用***盐和亚***盐中的N3+和N5+做为电子受体,O2-作为受氢体生成水和OH-碱度,有机物则作为碳源提供电子供体提供能量并得到氧化稳定,由此可知反硝化反应须在缺氧条件下进行。从NO3-还原为N2的过程如下: NO3-→NO2-→NO→N2O→N2
反硝化过程中,反硝化菌需要有机碳源(如碳水化合物、醇类、有机酸类)作为电子供体,利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。其反应过程可以简单用下式表示:
NO3-+4H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+2OH-
NO2-+3H(电子供体有机物)→ 1/2N2+H2O+OH-
污水中含碳有机物做为反硝化反应过程中的电子供体。由上式可知,每转化1gNO2-为N2时,需有机物(以BOD表示)
;每转化1gNO3-为N2时,需有机物(以BOD表示)。(以CaCO3计)。如果污水中含有溶解氧,为使反硝化完全,所需碳源有机物(以BOD表示)用下式计算:
C=++DO0
其中:
C为反硝化过程有机物需要量(以BOD表示),mg/l;
Ni为初始***盐氮浓度(mg/l)
N0为初始亚***盐氮浓度(mg/l)
DO0为初始溶解氧浓度(mg/l)
如果污水中碳源有机物浓度不足时,应补充投加易于生物降解的碳源有机物(甲醇、乙醇或糖