高(gāo)效掌握碳源和堿度計算(suàn)，讓硝化反硝化提升到(dào)新高(gāo)度！

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硝化細菌硝化反應過程：在有氧條件(jiàn)下(xià)，氨氮被硝化細菌所氧化成為(wèi)亞硝酸鹽和硝酸鹽。包括兩個(gè)基本反應步驟：由亞硝酸菌（Nitrosomonas sp）參與将氨氮轉化為(wèi)亞硝酸鹽的反應；硝酸菌（Nitrobacter sp）參與的将亞硝酸鹽轉化為(wèi)硝酸鹽的反應，亞硝酸菌和硝酸菌都是化能(néng)自(zì)養菌，它們利用CO2、CO32-、HCO3-等做為(wèi)碳源，通(tōng)過NH3、NH4+、或NO2-的氧化還(hái)原反應獲得能(néng)量。硝化反應過程需要在好氧（Aerobic或Oxic）條件(jiàn)下(xià)進行，并以氧做為(wèi)電(diàn)子受體，氮元素做為(wèi)電(diàn)子供體。其相(xiàng)應的反應式為(wèi)：亞硝化反應方程式：55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3硝化反應方程式：400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O硝化過程總反應式：NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3通(tōng)過上(shàng)述反應過程的物(wù)料衡算(suàn)可知，在硝化反應過程中，将1克氨氮氧化為(wèi)硝酸鹽氮需好氧4.57克（其中亞硝化反應需耗氧3.43克，硝化反應耗氧量為(wèi)1.14克），同時約需耗7.14克重碳酸鹽（以CaCO3計）堿度。在硝化反應過程中，氮元素的轉化經曆了以下(xià)幾個(gè)過程：氨離子NH4-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亞硝酸鹽NO2-→硝酸鹽NO3-。

反硝化細菌反硝化反應過程：在缺氧條件(jiàn)下(xià)，利用反硝化菌将亞硝酸鹽和硝酸鹽還(hái)原為(wèi)氮氣而從(cóng)無水(shuǐ)中逸出，從(cóng)而達到(dào)除氮的目的。反硝化是将硝化反應過程中産生(shēng)的硝酸鹽和亞硝酸鹽還(hái)原成氮氣的過程，反硝化菌是一(yī)類化能(néng)異養兼性缺氧型微生(shēng)物(wù)。當有分子态氧存在時，反硝化菌氧化分解有機(jī)物(wù)，利用分子氧作為(wèi)最終電(diàn)子受體，當無分子态氧存在時，反硝化細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+做為(wèi)電(diàn)子受體，O2-作為(wèi)受氫體生(shēng)成水(shuǐ)和OH-堿度，有機(jī)物(wù)則作為(wèi)碳源提供電(diàn)子供體提供能(néng)量并得到(dào)氧化穩定，由此可知反硝化反應須在缺氧條件(jiàn)下(xià)進行。從(cóng)NO3-還(hái)原為(wèi)N2的過程如下(xià)：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2反硝化過程中，反硝化菌需要有機(jī)碳源（如碳水(shuǐ)化合物(wù)、醇類、有機(jī)酸類）作為(wèi)電(diàn)子供體，利用NO3-中的氧進行缺氧呼吸。其反應過程可以簡單用下(xià)式表示：NO3-+4H(電(diàn)子供體有機(jī)物(wù))→ 1/2N2+H2O+2OH-NO2-+3H(電(diàn)子供體有機(jī)物(wù))→ 1/2N2+H2O+OH-污水(shuǐ)中含碳有機(jī)物(wù)做為(wèi)反硝化反應過程中的電(diàn)子供體。由上(shàng)式可知，每轉化1gNO2-為(wèi)N2時，需有機(jī)物(wù)（以BOD表示）1.71g;每轉化1gNO3-為(wèi)N2時，需有機(jī)物(wù)（以BOD表示）2.86g。同時産生(shēng)3.57g重碳酸鹽堿度（以CaCO3）。如果污水(shuǐ)中含有溶解氧，為(wèi)使反硝化完全，所需碳源有機(jī)物(wù)（以BOD表示）用下(xià)式計算(suàn)：C=2.86Ni+1.71N0+DO0其中：C為(wèi)反硝化過程有機(jī)物(wù)需要量（以BOD表示），mg/l;Ni為(wèi)初始硝酸鹽氮濃度（mg/l）N0為(wèi)初始亞硝酸鹽氮濃度（mg/l）DO0為(wèi)初始溶解氧濃度（mg/l）如果污水(shuǐ)中碳源有機(jī)物(wù)濃度不足時，應補充投加易于生(shēng)物(wù)降解的碳源有機(jī)物(wù)（甲醇、乙醇或糖類）。以甲醇為(wèi)例，則NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-如果水(shuǐ)中有NO2-,則會(huì)發生(shēng)下(xià)述反應：NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-由上(shàng)式可見(jiàn)，每還(hái)原1gNO2-和1gNO3-分别需要消耗甲醇1.53g和2.47g。當水(shuǐ)中有溶解氧存在時，氧消耗甲醇的反應式為(wèi)：O2+0.93CH3OH+0.056NO3-→0.056C5H7O2N+1.64H2O+0.056HCO3-+0.59H2CO3

綜上(shàng)所述，可得反硝化過程需要有機(jī)碳源（甲醇）的投加量公式為(wèi)：Cm=2.47Ni+1.53N0+DO0其中：Cm為(wèi)反硝化過程中需要的甲醇濃度（mg/l）其餘符号同上(shàng)綜上(shàng)所述，硝化反應每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗堿度7.14g,表現為(wèi)PH值下(xià)降，在反硝化過程中，去除硝酸鹽氮的同時去除碳源，這部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化過程中補償堿度3.57g。

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