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。) t. a+ `6 W# ?
+ d' Q- l! G& _$ n
* H/ k* o1 O, E- p7 V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。
* Q, M9 c) f8 F+ `+ z: t8 v$ V! i0 c3 C4 {& ]" W7 h
CH3OH+1.5O2 → CO2+2H2O(1)4 f6 p' ^+ q# J/ i3 ]1 \/ f
& B4 ^# [- }/ I0 X+ q6 n2 C w( T2 J4 u1、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。, }- V; s" E. ?9 o7 r4 i
; o8 W# H8 z3 Q- `( C3 @( T
6NO3-+5CH3OH → 3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)
+ R5 Y* P* F7 M- g1 _1 S# t9 C8 a* Z2 O
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。
' [8 y$ U5 E4 f4 g- _/ U, K7 C" S# B' o0 ]
2、反硝化的时候，如果包含微生物自身生长，如(3)式所示。5 f/ k% C) k. b( F5 W
, W) u! U. `3 R( l) ?' @7 k2 yNO3-+1.08CH3OH → 0.065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)
* f/ J0 Y5 a3 B. s6 j1 o" o- A) D- b
同样的道理，我们可以计算出C/N=3.70。, k& P) U* Q) |2 N3 _0 V( B
+ N% o" M3 F0 A- ^0 u( v1 T5 k3、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。3 X# l8 F& C r2 Y* X
# Y% Z5 m/ A N. }1 g0 V如果我们把(1)、(2)两式整理，
; Y1 m4 c& s# ]& X8 W [2 Q( r8 ^8 p. Z4 ]7 M6 `: P
N2+2.5O2+2OH- → 2NO3-+H2O, @7 e/ ~: K" t5 C5 o6 u, ?& s, x+ E
8 Y3 i4 U7 B* F* S7 R有负离子不方便，我们在两边减去2OH-，+ U& s4 U. b$ ~2 n$ n
7 p$ m, S7 z* w t7 lN2+2.5O2 → N2O5
% x b! t J" f! D0 N' _
' T( a1 y2 r; p3 D; u( Z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。
+ t2 U! i% B1 O) A3 _) K
4 h* B" E; _. V' A) }: F这样就更简单了，C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86% v# H: h7 Y0 y, z, C
$ [- b8 t9 r. N& x, w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" K+ x6 j" Q7 G+ h7 Q0 B
4 s2 N8 a- ?7 g
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。- N5 _0 M3 K( \+ }" W
, l2 ?5 f V' ?9 U3 P3 V
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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