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污水处理如何计算反硝化碳源投加量?

北极星环保网来源:环保新课堂2018/8/24 10:30:35我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 反硝化 碳源

北极星环保网讯:污水处理进行反硝化时,需要一定的碳源,教科书、文献中都有参考数据,但是具体怎么得出的,很多人不清楚。

我们说的碳源,在工程实践中一般是指的是COD(化学需氧量),而CN比中的N,没有特殊情况(进水有机氮很少)下是指NH3-N(氨氮),即所谓C/N实际为COD/NH3-N,COD是用需氧量来衡量有机物含量的一种方法,如甲醇氧化的过程可用(1)式所示,二者并不相同,但二者按照比例增加,有机物越多,需氧量也越多。因此,我们可以用COD来表征有机物的变化。

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O(1)

1、反硝化的时候,如果不包含微生物自身生长,方程式非常简单,通常以甲醇为碳源来表示。

6NO3-+5CH3OH→

3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)

由(1)式可以得到甲醇与氧气(即COD)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气,由(2)式可以得到甲醇与NO3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molNO3-,两者比较可以得到,1molNO3--N对应1.25molO2,即14gN对应40gO2,因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。

NO3-+1.08CH3OH

→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)

同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70。

3、附注:本来事情到这里已经算完了,但是偶还想发挥一下第一种情况,以下计算只是一种化学方程式的数学计算,不代表真的发生这样的反应。

如果我们把(1)、(2)两式整理,

N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O

有负离子不方便,我们在两边减去2OH-,

N2+2.5O2→N2O5

其中,N源于NO3-,O可以代表有机物,因此,对应不含微生物生长的反硝化的理论碳源的需求量,实际就是相当于把N2氧化成N2O5的需氧量,进一步说就是N2O5分子中O/N的质量比。

这样就更简单了,C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86

依次可以类推出NO2--N的纯反硝化的理论C/N比是N2O3分子中O/N的质量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71

4、理论上只要CN比为2.86时,就可以完全脱氮,如果在加上微生物自身生长,CN比为3.70时可以完全脱氮,但是理论终究是理论,并没有考虑内回流所携带的氧气。

正常情况下,反硝化菌只有在消耗完内回流携带的氧气之后才进行反硝化,所有,这一部分的氧气也是消耗了碳源,根据笔者多年现场经验及与其他污师交流,一般AO脱氮工艺的CN比控制在4-6之间!

延伸阅读:

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