硝化反硝化碱度计算
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。
反硝化产生碱度的原理
反硝化产生碱度的原理反硝化是指通氧条件下，一种或一系列微生物将硝酸盐（NO3-）还原成氮气（N2）的过程。
在这个过程中，产生的氢离子（H+）和碳酸盐（CO3-2）会增加水体或土壤的碱度。
下面将详细介绍反硝化产生碱度的原理。
1.反硝化的步骤反硝化是由多种细菌参与的复杂过程，通常包括以下几个步骤：(1)硝酸盐还原为亚硝酸盐（NO2-）。
首先，一些细菌（如亚硝化细菌）将硝酸盐还原为亚硝酸盐。
此过程中氧分子用作电子受体，并由硝酸盐获得电子。
NO3-+2e-+2H+→NO2-+H2O(2)亚硝酸盐进一步还原为一氧化氮（NO）、氮气（N2）或甲烷（CH4）。
在这一步骤中，另一组细菌（如反硝化细菌）进一步还原亚硝酸盐。
这些细菌将亚硝酸盐还原为一氧化氮、氮气或甲烷。
一氧化氮可进一步还原为氮气。
2NO2-+2H+→N2O+H2O2NO2-+4H+→N2+2H2O2NO2-+8H+→2NH4++2H2O2.碱度的产生在反硝化过程中，硝酸盐的还原会释放出氢离子（H+），使环境酸化。
然而，随着氮气的生成和其他附加反应的发生，一些其他化学物质也被产生，从而增加了整体的碱度。
(1)硝酸盐还原释放氢离子（H+）在硝酸盐还原为亚硝酸盐的过程中，氧分子（O2）被还原为水（H2O），从而释放出氢离子。
NO3-+2e-+2H+→NO2-+H2O(2)亚硝酸盐还原产生碱度亚硝酸盐进一步还原为一氧化氮、氮气或甲烷。
在这一过程中，H+被还原成H2O，从而减少了溶液中的酸度。
产生的水分子会平衡一部分由硝酸盐还原所产生的H+。
2NO2-+2H+→N2O+H2O2NO2-+4H+→N2+2H2O2NO2-+8H+→2NH4++2H2O(3)其他反应产生的碱度反硝化过程中还涉及其他反应，如硝酸还原酶催化氮气生成和一氧化氮还原为氮气。
在这些反应中，水和氨（NH3）等溶解成分也会产生，进一步提高水体或土壤的碱度。
综上所述，反硝化过程引起水体或土壤的碱度升高，主要是由于还原过程中产生的氢离子（H+）被还原为水（H2O），同时其他附加反应产生的物质也会增加碱度。
污水处理—硝化与反硝化
污水硝化—反硝化脱氮处理是一种利用硝化细菌和反硝化细菌的污水微生物脱氮处理方法。
此法分为硝化和反硝化两个阶段，在好氧条件下利用污水中硝化细菌将含氮物质转化为硝酸盐，然后在缺氧条件下利用污水中反硝化细菌将硝酸盐还原成气态氮。
两段生物脱氮法是污水微生物脱氮的有效方法，作为标准生物脱氮法已得到较广泛应用。
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)参预将氨氮转化为亚硝酸盐的反应；硝酸菌(Nitrobacter sp)参预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+、或者 NO2-的氧化还原反应获得能量。
硝化反应过程需要在好氧(Aerobic 或者 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：1.亚硝化反应方程式： 55NH4++76O2+109HCO3-→C5H7O2N ﹢ 54NO2-+57H2O+10 4H2CO32.硝化反应方程式： 400NO2-+195O2+NH4++4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3- +3H2O3.硝化过程总反应式： NH4++1.83O2+1.98HCO3-→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+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-。
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。
工艺设计计算公式
A/O工艺设计参数①水力停留时间：硝化不小于5～6h；反硝化不大于2h，A段:O段=1:3②污泥回流比：50～100%③混合液回流比：300～400%④反硝化段碳/氮比：BOD/TN>4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N5⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSS·d/KgMLSS·d⑥硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS<0.18KgBOD5⑦混合液浓度x=3000～4000mg/L（MLSS）⑧溶解氧：A段DO<0.2～0.5mg/LO段DO>2～4mg/L⑨pH值：A段pH =6.5～7.5O段pH =7.0～8.0⑩水温：硝化20～30℃反硝化20～30℃⑾ 碱度：硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g（以CaCO3计）。
反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g氧，生成3.75g碱度（以CaCO3计）⑿需氧量Ro——单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。
微生物分解有机物需消耗溶解氧，而微生物自身代谢也需消耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。
Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nra’─平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBODb’─微生物（以VSS计）自身氧化（代谢）所需氧量KgO2/Kg VSS·d。
上式也可变换为：Ro/VX=a’·QSr/VX+b’ 或Ro/QSr=a’+b’·VX/QSrSr─所去除BOD的量（Kg）Ro/VX─氧的比耗速度，即每公斤活性污泥（VSS）平均每天的耗氧量KgO2/KgVSS·dRo/QSr─比需氧量，即去除1KgBOD的需氧量KgO2/KgBOD由此可用以上两方程运用图解法求得a’ b’Nr—被硝化的氨量kd/d 4.6—1kgNH3－N转化成NO3-所需的氧量（KgO2）几种类型污水的a’ b’值⒀供氧量─单位时间内供给曝气池的氧量，因为充氧与水温、气压、水深等因素有关，所以氧转移系数应作修正。
AO工艺设计计算公式
AO工艺设计计算公式
A/O 工艺设计参数
①水力停留时间：硝化不小于5〜6h;反硝化不大于2h, A段:0段=1:3
②污泥回流比：50〜100%
③混合液回流比：300〜400%
④反硝化段碳/氮比：BOD/TN>4,理论BOD肖耗量为
1.72gBOD/gNOx--N
⑤硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSS d
⑥硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS<0.18KgBODgMLSS d
⑦混合液浓度x=3000〜4000mg/L （MLSS）
⑧溶解氧：A段DOv0.A 0.5mg/L
O 段DO>〜4mg/L
⑨pH值：A段pH =6.5 〜7.5
O 段pH =7.0 〜8.0
⑩水温：硝化20〜30 r
反硝化20〜30 r
（11）碱度：硝化反应氧化1gNH+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g （以CaCO 计）。
反硝化反应还原1gNO3--N 将放出 2.6g 氧, 生成3.75g碱度（以CaCO计）
（12）需氧量Ro单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量（KgO2/h）。
微生物分解有机物需肖耗溶解氧，而微生物自身代谢也需肖耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。
Ro=a'QSr+b'VX+4.6Nr
a'—平均转化
1Kg 的BOM需氧量KgQ/KgBOD
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AO工艺设计计算公式
AO工艺设计计算公式A/O工艺设计参数在A/O工艺的设计中，需要考虑以下参数：1.水力停留时间：硝化不少于5-6小时，反硝化不超过2小时，A段：O段=1:3.2.污泥回流比：50-100%。
3.混合液回流比：300-400%。
4.反硝化段碳/氮比：BOD5/TN>4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N。
5.硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSS·d。
6.硝化段污泥负荷率：BOD5/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d。
7.混合液浓度x=3000-4000mg/L（MLSS）。
8.溶解氧：A段DO2-4mg/L。
9.pH值：A段pH=6.5-7.5，O段pH=7.0-8.0.10.水温：硝化20-30℃，反硝化20-30℃。
11.碱度：硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g（以CaCO3计）。
反硝化反应还原1gNO3--N将放出2.6g 氧，生成3.75g碱度（以CaCO3计）。
12.需氧量Ro：单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量（KgO2/h）。
微生物分解有机物需消耗溶解氧，而微生物自身代谢也需消耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。
Ro=a’QSr+b’VX+4.6Nr。
其中，a’为平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBOD，b’为微生物（以VSS计）自身氧化（代谢）所需氧量KgO2/KgVSS·d。
13.Nr为被硝化的氨量，kd/d4.6为1kgNH3-N转化成NO3-所需的氧量（KgO2）。
对于不同类型的污水，其a’和b’值也有所不同。
最后，还需要考虑供氧量的问题。
由于充氧与水温、气压、水深等因素有关，因此氧转移系数应作修正。
ρ表示所在地区实际压力（Pa）与标准大气压下Cs值的比值。
公式为ρ=实际Cs值/（Pa）=所在地区实际压力（Pa）/（Pa）。
反硝化池脱氮速度计算公式
反硝化池脱氮速度计算公式反硝化过程是指在污水处理过程中，将氨氮转化为氮气释放到大气中的过程。
通过反硝化，可以有效地降低污水中的氨氮含量，达到脱氮的目的。
为了计算反硝化池的脱氮速度，我们需要关注以下几个因素：1.反硝化菌浓度：反硝化过程需要反硝化菌的参与，菌群的浓度对反硝化速度有着重要影响。
反硝化菌浓度越高，反硝化速度越快。
一般来说，反硝化菌浓度可以通过测量污水中的亚硝酸盐（NO2-）或亚硝酸氮（NO2-N）来间接判断。
亚硝酸氮的浓度可以通过分光光度法、高效液相色谱法等方法进行测定。
2.有机碳源：反硝化过程中，有机碳是反硝化菌进行代谢和生长所需的能源。
通过向反硝化池中加入适量的有机碳源，可以促进反硝化过程的进行。
常用的有机碳源包括乙酸、丙酸、甲醇等。
有机碳源的投加量需要根据具体情况来确定，过量的有机碳源会导致污水处理系统过载，而不足的有机碳源则会限制反硝化菌的生长。
3.温度和pH值：温度和pH值是影响反硝化过程的重要因素。
适宜的温度和pH值可以提高反硝化速度。
一般来说，反硝化过程的最适温度在20-30摄氏度之间，最适pH值在7-8之间。
温度过低会降低反应速率，而温度过高则容易导致反硝化菌的失活。
pH值过高或过低都会对反硝化过程产生不利影响。
4.氧气浓度：反硝化过程是在无氧条件下进行的，因此需要控制污水中的氧气浓度。
过高的氧气浓度会抑制反硝化过程的进行，影响脱氮效果。
可以通过投加硝酸盐还原剂（如亚硫酸盐）来降低污水中的氧气含量。
综上所述，反硝化池脱氮速度的计算公式不存在一个通用的公式，而是需要综合考虑以上提到的多个因素。
根据具体的污水处理系统和运行条件，可以选择适当的公式进行计算。
同时，需要注意的是，反硝化过程受到许多复杂的影响因素，因此实际运行中的脱氮速度可能会有一定的误差。
硝化
硝化反应-----碧水离子硝化细菌的生长繁殖比较缓慢，在曝气充足，曝气时间足够长，污泥龄足够长的条件下，硝化细菌才会积累。
因此只有在曝气时间足够长的条件下，才会出现硝化作用。
具体反应过程：第一步：NH4++1.5O2亚硝酸菌NO2-+2H++H2O第二步：NO2-+0.5O2硝酸菌NO2-+2H++H2ONO3-+2H++H2O总反应为：NH4++2O2每千克氨氮转化为硝酸盐时，氮需氧量约为4.6kg。
在硝化反应过程中消耗水中的碱。
每氧化1mg氨氮，即破坏碱度（碳酸钙计）7.2mg。
因此pH会有下降，对于空气曝气，碱度应该维持在30~50mg/L。
当原水碱度不足的时候，即需要投加石灰等。
硝化每千克氨氮，大约消耗5.4kg熟石灰。
消化反应影响因素：1）pH值：当pH值为8.4时（20℃），硝化作用速度最快2）温度：温度升高时硝化速率增快。
30℃时候是17℃时候硝化速度的2倍3）溶解氧：需要较高的溶解氧，当溶解氧从2mg/L降低到0.5mg/L 时，硝化速度由0.09降低到0.045kg NH4+/(kgMLSS.d)4）氨氮浓度：当氨浓度小于2.5mg/L的时候了，硝化速度急剧下降。
当硝化与除去COD在同一池子进行时停留时间7h，污泥龄7d污泥负荷小于0.25，二沉池表面负荷21 m³/(㎡.d)分段处理：第一段曝气池出水BOD不大于50mg/L即可第二段可根据试验，硝化速度与BOD/TKN越小，硝化速度越快。
二沉池表面负荷41m³/(㎡。
d)，回流比100%声明：本篇主要为思考生物脱氮工作提供便利参考，如有更多相关资料欢迎传阅，1261385623@参考文献北京市市政工程设计研究院给水排水手册第5册（第二版）中国建筑工业出版社出版2004.2。
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硝化反硝化碱度计算
硝化反硝化碱度计算是指通过测定水中的硝酸盐和亚硝酸盐的含量，来评估水体中的硝化和反硝化过程的程度。
硝化反硝化碱度计算可以通过以下公式进行：
碱度= [硝酸盐浓度] - [亚硝酸盐浓度]
其中，[硝酸盐浓度]表示水中硝酸盐的浓度，[亚硝酸盐浓度]表示水中亚硝
酸盐的浓度。
硝酸盐和亚硝酸盐的浓度可以通过化学分析方法进行测定，例如使用分光光度法、电化学法或色谱法等。
根据测得的硝酸盐和亚硝酸盐的浓度，可以计算出水体的硝化反硝化碱度。