干货硝化反硝化的碳源、碱度的计算
硝化与反硝化反应
硝化与反硝化反应一、硝化反应1、硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。
反应过程如下：亚硝酸盐菌：NH4++ 3/2 O2→ NO2-+ 2H++ H2O - △E △E=278.42KJ接着亚硝酸盐转化为硝酸盐：NO2-+ 1/2 O2→ NO3-- △E △E=278.42KJ这两个反应式都是释放能量的过程，氨氮转化为硝态氮并不是去除氮而是减少它的需氧量。
上诉两式合起来写成：NH4++ 2 O2→ NO3-+ 2H++ H2O - △E △E=351KJ综合氨氧化和细胞体合成反应方程式如下：NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.02C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.88H2CO3上式可知：在硝化过程中，1g 氨氮 NH4+-N 氧化为转化为 NO2--N 需 3.43gO2，氧化1gNO2--N 需要 1.14gO2,所以氧化 1gNH4+-N 需要 4.57gO2；硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每 lg 氨氮 NH4+-N 氧化为 NO3-，将消耗碱度2*50/14=7.l4g(以 CaCO3计)。
2、影响硝化过程的主要因素有：(1)pH 值和碱度当 pH 值为 8.0～8.4 时(20℃)，硝化作用速度最快，其中亚硝化菌 6.0～7.5，硝化菌 7.0～8.5。
由于硝化过程中 pH 将下降，当废水碱度≤70mg/l，则需投加石灰，维持 pH 值在 7.5 以上。
(2)温度温度高时，硝化速度快。
亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃ ，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；5℃时完全停止。
(3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～0.5d-1 (温度20℃ ，pH8.0～8.4)。
为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。
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。
关于硝化反硝化的碳源碱度的计算!
关于硝化反硝化的碳源碱度的计算!硝化反硝化是自然界中一种重要的生化过程。
它通过细菌的作用，将氨氮转化为硝态氮，再将硝态氮还原为氨氮，完成氮的循环。
本文将重点介绍硝化反硝化中碳源和碱度的计算方法。
一、碳源的计算1.硝化过程中的碳源硝化过程中，细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐，此过程需要耗费能量。
为了维持细菌的正常生长和代谢，需要提供足够的碳源。
一般来说，硝化过程中适宜的碳源包括有机物和无机碳源。
无机碳源：常用的无机碳源有碳酸盐、碳酸氢盐、苏打灰等。
这些无机碳源在水中溶解后可以为细菌提供能量和碳源。
有机碳源：常用的有机碳源包括葡萄糖、乳糖、酒精等。
有机碳源的加入可以增加水中的溶解有机物质，为细菌提供能量和碳源，促进硝化反应的进行。
2.反硝化过程中的碳源反硝化过程中，细菌将硝态氮还原为氮气释放到大气中，此过程同样需要耗费能量。
同样需要提供足够的碳源。
常用的碳源包括有机物和无机碳源。
无机碳源：常用的无机碳源有硫酸盐、碳酸盐等。
这些无机碳源在水中溶解后可以为细菌提供能量和碳源。
有机碳源：常用的有机碳源包括葡萄糖、乳糖、酒精等。
有机碳源的加入可以增加水中的溶解有机物质，为细菌提供能量和碳源，促进反硝化反应的进行。
二、碱度的计算碱度是指水溶液中碱性物质所占的量。
在硝化反硝化中，强碱性条件对细菌的生长和代谢有一定的影响。
因此，合理控制碱度是保证硝化反硝化顺利进行的重要因素。
常用的计算碱度的方法有以下几种：1.pH法pH是衡量水溶液酸碱程度的指标，与碱度密切相关。
一般来说，当pH在7.0-8.5之间时，硝化和反硝化的效果较好。
因此，可以通过测定水样的pH值来初步评估碱度的情况。
2.碱定法碱定法是一种量化测定碱度的方法。
常用的碱定方法有酸碱滴定法和酸碱指示剂法。
通过向水样中加入酸或碱滴定剂，直到水样的酸碱度发生变化，从而计算出水样中的碱度。
3.碳酸盐盐度法碳酸盐盐度法是一种通过测定水样中的碳酸盐盐度来推测碱度的方法。
碳酸盐盐度是指水中溶解的碳酸盐所占的量，可以通过测量水样中的总碱度来计算。
硝化反硝化碱度平衡
污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算一、影响硝化的重要因素1、pH和碱度对硝化的影响pH值酸碱度是影响硝化作用的重要因素。
硝化细菌对pH反应很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为8～9的范围内），其生物活性最强，硝化过程迅速。
当pH＞9.6或＜6.0时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。
若pH＞9.6时，虽然NH4＋转化为NO2—和NO3—的过程仍然异常迅速，但是从NH4的电离平衡关系可知，NH3的浓度会迅速增加。
由于硝化菌对NH3极敏感，结果会影响到硝化作用速率。
在酸性条件下，当pH＜7.0时硝化作用速度减慢，pH＜6.5硝化作用速度显著减慢，硝化速率将明显下降。
pH＜5.0时硝化作用速率接近零。
pH下降的原因pH下降的原因可能有两个，一是进水中有强酸排入，导致人流污水pH降低，因而混合液的pH也随之降低。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3—-N约消耗7.14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果无强酸排人，正常的城市污水应该是偏碱性的，即pH一般都大于7.0，此时的pH 则主要取决于人流污水中碱度的大小。
所以，在生物硝化反应器中，应尽量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系统顺利进行的前提。
而要准确控制pH，pH＜6.5时，则必须向污水中加碱。
应进行碱度核算。
2、有机负荷的影响在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时，NH4-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。
当有机负荷稍高于3.0kgBOD／(m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/（m3滤料·d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。
生物脱氮原理碳源计算公式
生物脱氮原理碳源计算公式引言。
生物脱氮是一种环保的氮污染治理技术，通过微生物的作用将废水中的氨氮转化为氮气排放到大气中，达到净化水质的目的。
在生物脱氮过程中，碳源的供应对于微生物的生长和氨氮的转化起着至关重要的作用。
因此，准确计算生物脱氮过程中所需的碳源量对于工程设计和运行管理具有重要意义。
生物脱氮原理。
生物脱氮是利用硝化细菌和反硝化细菌的作用将废水中的氨氮转化为氮气的过程。
在生物脱氮系统中，硝化细菌将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，而反硝化细菌则将硝酸盐还原为氮气。
这一过程需要大量的碳源来提供能量和碳源供应。
碳源计算公式。
在生物脱氮系统中，碳源的计算可以通过以下公式进行：碳源需求量 = 氨氮去除量× 5.07 + 硝态氮去除量× 3.43。
其中，氨氮去除量和硝态氮去除量分别为废水中氨氮和硝态氮的去除量，单位为kg/d；5.07和3.43分别为氨氮和硝态氮的理论碳需求系数。
碳源需求量的计算。
以某废水处理厂为例，废水中的氨氮去除量为100kg/d，硝态氮去除量为80kg/d，那么根据上述公式，碳源的需求量可以计算如下：碳源需求量 = 100 × 5.07 + 80 × 3.43 = 507 + 274.4 = 781.4kg/d。
因此，该废水处理厂在生物脱氮过程中需要提供约781.4kg/d的碳源来满足微生物的生长和氨氮、硝态氮的转化需求。
碳源的选择。
在生物脱氮系统中，常用的碳源包括甲醇、乙醇、乙二醇、乙酸、乳酸等有机物质，其中甲醇是应用最为广泛的一种碳源。
在选择碳源时，需要考虑碳源的价格、供应稳定性、对微生物的毒性以及对环境的影响等因素。
同时，还需要根据废水的水质特点和处理工艺的要求来确定最适合的碳源类型和用量。
碳源的供应方式。
碳源的供应方式通常包括间歇供应和连续供应两种方式。
间歇供应是指根据废水的水质变化和处理工艺的需要，在特定的时间段内向生物脱氮系统中添加碳源；而连续供应则是通过设备和管道将碳源连续地注入到生物脱氮系统中。
干货收藏｜污水脱氮反硝化碳源计算常用公式汇总！
⼲货收藏｜污⽔脱氮反硝化碳源计算常⽤公式汇总！污⽔进⾏反硝化时，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C，其实⼤多数时候指的是COD（化学需氧量），即所谓C/N实际为COD/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+1.5O2CO2+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-+5CH3OH3N2+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14g N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-+1.08CH3OH0,065C5H7NO2+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+2.5O2N2O5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。
干货硝化反硝化的碳源、碱度的计算
干货！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（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（Nitrobacter sp）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-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO 3-+1.04H2O+1.884H2CO3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-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐NO2-→硝酸盐NO3-。
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。
硝化,反硝化,碱度,DO与pH值关系
硝化系统与pH值关系(2007-05-19 22:51:41)分类：七彩水质专题发生硝化反应，那么必须控制污泥龄大于硝化细菌的世代时间方可。
按照污水处理的理论，硝化细菌世代周期5~8天,反硝化细菌世代周期15天左右。
碱度是为硝化细菌提供生长所需营养物质，氧化1mg NH4-N需要碱度7.14 mg。
硝化过程只有在污泥负荷<0.15kgBOD/(k gSS·d)时才会发生。
在反应过程中氧化1kg氨氮约消耗4.6kg氧，同时消耗约7.14kg碳酸钙碱度。
为保证硝化作用的彻底进行，一般来说出水中应有剩余碱度。
合适的pH是微生物发挥最佳活性必须的，一般微生物要在pH6-9范围内比较合适。
实际上，因为水质的差异，相同pH的水，碱度可以相差很多。
对于A/O工艺。
其中硝化液回流进行反硝化，这样可以利用原污水中的有机物做为反硝化的电子供体，同时可提供部分碱度，抵消硝化段的部分碱度消耗。
该工艺脱氮率的提高要靠增加回流比实现，但回流比不宜太高，否则回流混合液中夹带的DO会影响到反硝化段的缺氧状态，另外回流比增大，运行费用也会增加。
水的碱度是指水中含有能接受氢离子的物质的量，例如氢氧根,碳酸盐,重碳酸盐,磷酸盐,磷酸氢盐,硅酸盐,硅酸氢盐,亚硫酸盐,腐植酸盐和氨等，都是水中常见的碱性物质，它们都能与酸进行反应。
因此，选用适宜的指示剂,以酸的标准溶液对它们进行滴定，便可测出水中碱度的含量.。
碱度可分为酚酞碱度和全碱度两种。
酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的量,其终点的pH值为8.3;全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点的pH值为4.2.若碱度很小时,全碱度宜以甲基红-亚甲基蓝作指示剂,终点的pH值为5.0。
碱度以CaCO3（碳酸钙）浓度表示，单位为mg/l。
PH的值是H离子浓度的体现，当PH=7是，说明H离子浓度为10的-7次幂，所以OH离子的浓度也是10的-7次幂，为中型，当PH=8时，H离子浓度为10的-8次幂，OH离子浓度是10的-6次幂，这都是H离子的浓度小于1mol/L时的计算方法，当H离子浓度大于1时，就不用了。
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干货！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（Nitrosomonas sp）参与将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌（Nitrobacter sp）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-
+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO 3-+1.04H2O+1.884H2CO3
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-→羟胺NH2OH→硝酰基NOH→亚硝酸盐NO2-→硝酸盐NO3-。
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）1.71g;每转化1gNO3-为N2时，需有机物（以BOD表示）2.86g。
同时产生3.57g重碳酸盐碱度（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=2.86Ni+1.71N0+DO0
其中：
C为反硝化过程有机物需要量（以BOD表示），mg/l;
Ni为初始硝酸盐氮浓度（mg/l）
N0为初始亚硝酸盐氮浓度（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、乙醇或糖类）。
以甲醇为例，则
NO3-
+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.
47N2↑+1.68H2O+HCO3-
如果水中有NO2-,则会发生下述反应：
NO2-
+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.4
8N2↑+1.23H2O+HCO3-
由上式可见，每还原1gNO2-和1gNO3-分别需要消耗甲醇1.53g和2.47g。
当水中有溶解氧存在时，氧消耗甲醇的反应式为：
O2+0.93CH3OH+0.056NO3-
→0.056C5H7O2N+1.64H2O+0.056HCO3-
+0.59H2CO3
综上所述，可得反硝化过程需要有机碳源（甲醇）的投加量公式为：
Cm=2.47Ni+1.53N0+DO0
其中：
Cm为反硝化过程中需要的甲醇浓度（mg/l）
其余符号同上
综上所述，硝化反应每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗碱度7.14g,表现为PH值下降，在反硝化过程中，去除硝酸盐氮的同时去除碳源，这部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化过程中补偿碱度3.57g。
—— END ——。