调试运管 计算:反硝化碳源投加量 [复制链接]

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京东
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。
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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。) T* }; s# c5 a5 l5 M0 _

8 O7 R" b$ ^' TCH3OH+1.5O2 → CO2+2H2O(1)0 ~, b5 q* Z" O' y; r
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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。
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6NO3-+5CH3OH → 3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)
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; o2 p, h2 S, @" ?2 ^2 ?4 J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。
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, S' n2 p! ]* D2、反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。
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NO3-+1.08CH3OH → 0.065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)
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/ z2 \& w) o* U$ a同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70。* ~' y& T9 Y" T1 X( x0 i

% p; r1 m/ [  g6 y1 M. g3、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。9 w* R6 A5 X% g7 z1 G2 Y7 W
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如果我们把(1)、(2)两式整理,3 U5 _$ n( |2 f+ X, L' I& F! j

; G' X( Z7 n/ @N2+2.5O2+2OH- → 2NO3-+H2O, a, T) Y, l5 Q) I4 d3 ^" R

" @. A8 f% U6 p# E+ a6 J有负离子不方便,我们在两边减去2OH-,6 ?8 y7 S3 v" A

) O  J2 r4 j* e0 e  m. `N2+2.5O2 → N2O5. k% d6 T$ B4 |4 y( r. Z
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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。
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这样就更简单了,C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86
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" I+ e8 X  X  H$ E/ W( I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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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。  f: t3 ]/ K6 m7 W  [7 j6 {% N
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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!
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