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推荐收藏|污水脱氮反硝化碳源如何计算?

(2022-07-07 07:24:47)
标签:

工业水处理

环保

活性污泥

生产

污水处理

分类: 环保水处理

更多关注公号:环保水处理(hbscl01)

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。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/crQlFGFKAW8qR4qCDX7OmicKvm7vjDSTPZ9Bgmf8DaDYHYpm9IKjL9bbwMib6QNHSmhcBwic6AsnDlfORXsvRqZiaQ/640?wx_fmt=jpeg&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1

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 1.5O2→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。

给排水科学与工程专业应用与实践丛书--工业水处理
56.40


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

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