硝化反硝化反应
硝化与反硝化
污水深度处理的硝化与反硝化(2007-08-12 10:48:15)转载▼标签：环保、污水处理污水深度处理的硝化与反硝化一。
硝化(1) 微生物：自营养型亚硝酸菌(Nitrosmohas)自营养型硝酸菌（Nitrobacter）(2) 反应：城市污水中的氮化物主要是NH3,硝化菌的作用是将NH3—N氧化为NO3—NNH+4+1.5O2———NO2+H2O+H+－ΔE亚硝酸菌ΔE=278.42kJNO2+0.5O2———NO-3－ΔE硝酸菌ΔE=278.42kJNH+4+2.0O2——— NO-3+H2+2H+－ΔE硝酸菌ΔE=351kJ研究表明,硝化反应速率主要取决于氨氮转化为亚硝酸盐的反应速率。
硝酸菌的细胞组织表示为C5H7NO255NH+4+76O2+109HCO-3———C5H7NO2+54NO-2+57H2O+104H2Co3亚硝酸菌400 NO2+ NH+4+4 H2Co3+ HCO-3+195 O2——— C5H7NO2+3 H2O+400 NO-3硝酸菌NH+4+1.86 O2+1.98HCO-3——— 0.02C5H7NO2+1.04H2O+0.98 NO-3+1.88H2Co3硝酸菌(3) 保证硝化反应正常进行的必要条件：pH 8~9水温亚硝酸菌反应最佳温度 t=35 0C t>15 0CDO 2 ~ 3 mg / L > 1.0 mg / L硝化1克NH3—N：消耗4。
57克O2消耗7。
14克碱度（擦C a Co3计）生成0。
17克硝酸菌细胞(4) 亚硝酸菌的增殖速度 t=25O C活性污泥中µ(Nitrosmohas)=0.18e 0.116(T-15) day –1µ(Nitrosmohas)=0.322 day –1（20ＯＣ）纯种培养：µ(Nitrosmohas)=0.41e 0.018(T-15) day -1河水中µ(Nitrosmohas)=0.79e 0.069(T-15) day -1一般它营养型细菌的比增长速度µ =1。
反硝化反应所需适宜的环境条件
反硝化反应所需适宜的环境条件
反硝化反应是一种生物过程，通常由一些细菌和古细菌完成。
适宜的环境条件包括以下几个方面：
1. pH值：反硝化反应通常在中性或微碱性条件下进行，pH值
一般在7到8.5之间。
2. 温度：反硝化反应受温度影响较大。
理想的反应温度一般在20到40摄氏度之间，细菌和古细菌的活性随温度的升高而增加。
3. 氧气：反硝化反应是在缺氧条件下进行的，即需要少量或无氧气环境。
这是因为反硝化细菌利用硝酸盐作为最终电子受体代替氧气。
4. 有机负荷：反硝化反应需要有机物作为碳源供细菌生长。
有机负荷的浓度越高，细菌活性就越强。
5. 厌氧环境：反硝化细菌通常生长在厌氧环境中，没有氧气存在。
因此，反硝化反应需要在没有或很少氧气的条件下进行。
6. 符合基本生物学需求：细菌生长和活跃所需的其他基本生物学因素，如适宜的营养物质、矿物质和水分等。
需要注意的是，反硝化反应是一个复杂的微生物过程，细菌和环境条件之间的相互作用会对反硝化反应的效果产生重要影响。
因此，在具体应用时还需要根据实际情况进行优化和调整。
同步硝化反硝化原理
同步硝化反硝化原理同步硝化反硝化是一种重要的废水处理技术，它通过微生物的代谢作用将废水中的氨氮和硝酸盐氮转化为氮气释放到大气中，从而达到净化水质的目的。
这种技术在污水处理中得到了广泛的应用，下面我们就来详细了解一下同步硝化反硝化的原理。
首先，我们来介绍一下硝化反应和反硝化反应的基本过程。
硝化反应是指氨氮在微生物的作用下被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐的过程。
而反硝化反应则是指硝酸盐被还原成氮气或氮氧化物的过程。
这两种反应是废水处理中常见的氮素转化过程。
在同步硝化反硝化中，硝化和反硝化两种反应同时进行。
这是通过控制氧气的供应来实现的。
在废水处理系统中，通常会设置好氧区和缺氧区，氨氮在好氧区被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后在缺氧区被还原成氮气或氮氧化物。
这样就实现了硝化和反硝化两种反应的同步进行。
同步硝化反硝化的原理是基于微生物的代谢特点。
在好氧条件下，氨氮被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，而在缺氧条件下，硝酸盐被还原成氮气或氮氧化物。
这种技术不仅能够高效地去除废水中的氨氮和硝酸盐氮，还能够减少化学药剂的使用，降低处理成本。
此外，同步硝化反硝化还具有一定的适用性。
它适用于有机负荷较高、氨氮负荷较高的废水处理系统，能够有效地提高氮素的去除效率。
而且，同步硝化反硝化技术还能够适应废水水质和流量的波动，具有一定的抗冲击负荷能力。
总的来说，同步硝化反硝化是一种高效、经济的废水处理技术，它通过控制好氧和缺氧条件下微生物的代谢过程，实现了氨氮和硝酸盐氮的同步转化，达到了净化水质的目的。
这种技术不仅能够高效去除氮污染物，还能够降低处理成本，具有一定的适用性和稳定性。
因此，在废水处理领域具有广阔的应用前景。
生化的硝化与反硝化原理
A/O生化处理2.5.1 基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺，A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前，增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段，好氧微生物氧化分解污水中的BOD5，同时进行硝化反应，有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段，其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应，使化合态氮变成分子态氮，同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为：脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification)：废水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；②硝化(Nitrification)：废水中的氨氮在硝化菌（好氧自养型微生物）的作用下被转化为NO2?和NO3?的过程；③反硝化(Denitrification)：废水中的NO2?和NO3?在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
其中硝化反应分为两步进行：亚硝化和硝化。
硝化反应过程方程式如下所示：①亚硝化反应：NH4++→NO2-+H2O+2H+②硝化反应：NO2-+→NO3-③总的硝化反应：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+反硝化反应过程分三步进行，反应方程式如下所示(以甲醇为电子供体为例)：第一步：3NO3-+CH3OH→3NO2-+2H2O+CO2第二步：2H++2NO2-+CH3OH→N2+3H2O+CO2第三步：6H++6NO3-+5CH3OH→3N2+13H2O+5CO22) 本系统脱氮原理针对本系统生化工艺段而言，除了上述脱氮原理外，还糅合了短程硝化-反硝化，即氨氮在O池中未被完全硝化生成NO3-，而是生成了大量的NO2--N，但在A池NO2-同样被作为受氢体而进行脱氮（上述第二步可知）；再者在A池NO2-同样也可和NH4+进行脱氮，即短程硝化-厌氧氨氧化，其表示为：NH4++NO2-→N2+2H2O。
硝化和反硝化
电子供体；（2）厌氧或亏氧条件。
★所以，污水中氨氮旳清除，需先在好氧条件下
进行硝化处理，在厌氧或缺氧条件下进行反硝化
处理。
（3）同化作用
在生物处理过程中，污水中旳一部分氮（氨 氮或有机氮）被同化成微生物细胞旳构成部 分，并以剩余活性污泥旳形式得以从污水中 清除旳过程，称为同化作用。 当进水氨氮浓度较低时，同化作用可能成为 脱氮旳主要途径。
硝酸还原菌
6NO3－＋2CH3OH―――→6NO2－＋2CO2＋4H2O
亚硝酸还原菌
6NO2－＋3CH3OH———→3N2＋3H2O＋6OH－＋3CO2
总反应式
：
反硝化菌
6NO3－＋5CH3OH—————→
5CO2＋3N2+7H2O+ 6OH－
反硝化菌属异型兼性厌氧菌。 在有氧存在时，它会以O2为电子受体进行
好氧呼吸；
在无氧而有 NO3－或 NO2 －存在时，则以 NO3－或NO2－为电子受体，以有机碳为电子供 体和营养源进行反硝化反应。
在反硝化菌代谢活动旳同步，伴伴随反硝 化菌旳生长繁殖，即菌体合成过程，其反应 如下：
3NO3－＋14CH3OH＋CO2＋3H＋—————→ 3C5H7O2N＋19H2O
② pH值
† 反硝化反应旳合适PH值为6.5～7.5。 ‡ PH值高于8或低于6时，反硝化速率将迅 速下降。
③温度
反硝化反应旳温度范围较宽，在5℃-40℃ 范围内都能够进行。
但温度低于15℃时，反硝化速率明显下降 。
小结
★ 从硝化和反硝化旳机理可看出，硝化过程
仅变化了废水中氮素旳存在形式，反硝化过程 才是真正旳脱氮过程。
水体若为水源，将增长给水处理旳难度 和成本。
硝化反硝化原理
硝化反硝化原理
硝化和反硝化是在自然环境中发生的两种重要的生物地球化学过程。
硝化是指细菌将氨态氮氧化为亚硝酸盐，然后进一步氧化为硝酸盐。
这个过程在土壤和水体中广泛发生，对于氮的循环至关重要。
硝化反应中最具代表性的细菌是氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌。
在硝化过程中，氨氧化细菌首先将氨利用氧氧化为亚硝酸盐。
这一过程被称为氨氧化反应，其中产生的氮气被称为亚硝酸盐。
然后，亚硝酸盐氧化细菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，这个过程被称为亚硝酸盐氧化反应。
硝化过程是在氧气存在的条件下进行的。
反硝化是另一种与硝化相关的过程，它是指细菌将硝酸盐还原为氮气或亚硝酸盐。
这个过程通常发生在缺氧的环境中。
反硝化细菌通过代谢硝酸盐来获得能量。
在反硝化过程中，硝酸盐首先被还原为亚硝酸盐，然后进一步还原为氮气。
这个过程中产生的氮气被释放到大气中。
硝化反硝化过程在氮循环中起着重要的作用。
硝化过程将氨态氮转化为硝态氮，使得植物能够吸收和利用氮。
而反硝化则将硝态氮还原为氮气，将氮气释放到大气中。
这两个过程的平衡对于氮的循环和生态系统的功能至关重要。
sbr 硝化和反硝化 反应原理
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污水处理技术之关于硝化反硝化的碳源、碱度的计算
污水处理技术之关于硝化反硝化的碳源、碱度的计算一、硝化细菌硝化反应过程：在有氧条件下，氨氮被硝化细菌所氧化成为亚硝酸盐和硝酸盐。
他包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌（N i t r o s o m o n a s s p）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（N i t ro b a c t e r s p）参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应，亚硝酸菌和硝酸菌都是化能自养菌，它们利用C O2、C O32-、H C O3-等做为碳源，通过N H3、N H4+、或N O2-的氧化还原反应获得能量。
硝化反应过程需要在好氧（A e ro bi c或O x i c）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：55N H4++76O2+109H C O3→C5H7O2N﹢54N O2-+57H2O+104H2C O3硝化反应方程式：400N O2-+195O2+N H4-+4H2C O3+H C O3-→C5H7O2N+400N O3-+3H2O硝化过程总反应式：N H4-+1.83O2+1.98H C O3→0.021C5H7O2N+0.98N O3-+1.04H2O+1.884H2C O3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克氨氮氧化为硝酸盐氮需好氧4.57克（其中亚硝化反应需耗氧3.43克，硝化反应耗氧量为1.14克），同时约需耗7.14克重碳酸盐（以C a C O3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N H4-→羟胺N H2O H→硝酰基N O H→亚硝酸盐N O2-→硝酸盐N O3-。
二、反硝化细菌反硝化反应过程：在缺氧条件下，利用反硝化菌将亚硝酸盐和硝酸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硝酸盐和亚硝酸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，反硝化细菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N3+和N5+做为电子受体，O2-作为受氢体生成水和O H-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。