高效掌握碳源和堿度計算，讓硝化反硝化提升到（dào）新高度！

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硝化細菌硝化反應過程：在有氧條件（jiàn）下（xià），氨氮被硝（xiāo）化細（xì）菌所氧化（huà）成為亞硝酸鹽和硝酸（suān）鹽。包括（kuò）兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌（Nitrosomonas sp）參與將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應；硝（xiāo）酸菌（Nitrobacter sp）參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽（yán）的反（fǎn）應，亞硝（xiāo）酸（suān）菌和硝酸菌都（dōu）是化能自養菌，它們利用CO2、CO32-、HCO3-等做為碳源，通（tōng）過（guò）NH3、NH4+、或NO2-的氧（yǎng）化還（hái）原反應（yīng）獲（huò）得能量。硝化反應過程需要在好（hǎo）氧（Aerobic或Oxic）條件下進（jìn）行，並以氧做為（wéi）電子受體，氮元素做為（wéi）電子供體。其相應的反應式為：亞硝化反應方程式：55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3硝化反應方程（chéng）式：400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O硝化過程總反應式：NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3通過上（shàng）述反應過程的物料（liào）衡算可知，在硝化反應過程中，將1克（kè）氨氮氧化為硝（xiāo）酸鹽氮需好氧4.57克（其中亞（yà）硝化反應需耗氧3.43克，硝化反應耗氧量為1.14克），同時約需耗7.14克重碳酸鹽（以CaCO3計）堿度（dù）。在硝化反應過程中，氮元（yuán）素的（de）轉（zhuǎn）化經曆了以下幾個過程：氨離子NH4-→羥胺NH2OH→硝酰基NOH→亞硝酸鹽（yán）NO2-→硝酸鹽NO3-。

反硝化細菌反（fǎn）硝化反應過程：在缺氧條件下（xià），利用反硝化菌將亞（yà）硝酸鹽和硝酸鹽還原為（wéi）氮氣而從無（wú）水中（zhōng）逸出，從而達到除（chú）氮的目的。反（fǎn）硝（xiāo）化是將硝化反應過程中產生的硝酸鹽和亞硝酸（suān）鹽（yán）還原成氮氣的過程，反硝化菌是一類化能（néng）異養兼性缺氧型（xíng）微生物。當有分子態氧存（cún）在時，反硝化菌氧化分解有機物，利用分子氧作為最終電子受體，當無（wú）分子態氧存在時，反硝化細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+做為電子受體，O2-作為受氫體生（shēng）成水和OH-堿度（dù），有機物則（zé）作為碳源提供電子（zǐ）供體提供能量（liàng）並得到氧化穩定，由此可知反硝（xiāo）化反應須在缺氧條件下進行。從NO3-還原為N2的過程如下：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2反硝化過程中，反（fǎn）硝化菌需要有機碳源（如碳水化合物（wù）、醇類、有機酸類）作為電子供體，利用NO3-中（zhōng）的氧進行缺氧呼吸。其反應過程可（kě）以簡單用下式表示：NO3-+4H(電（diàn）子供體有機物)→ 1/2N2+H2O+2OH-NO2-+3H(電子（zǐ）供體（tǐ）有機物)→ 1/2N2+H2O+OH-汙（wū）水中含碳有（yǒu）機物（wù）做為反硝化（huà）反應過程中的（de）電子供體（tǐ）。由（yóu）上（shàng）式可知，每轉化1gNO2-為（wéi）N2時，需（xū）有機（jī）物（以BOD表示）1.71g;每轉化1gNO3-為N2時，需有機物（以BOD表示）2.86g。同時產生3.57g重碳酸鹽堿度（以CaCO3）。如（rú）果汙水（shuǐ）中含有溶解氧，為使反硝化（huà）完全，所需碳源有機物（以BOD表示）用下式計算：C=2.86Ni+1.71N0+DO0其中（zhōng）：C為反硝化過程有機物需要量（以BOD表示），mg/l;Ni為初始硝酸鹽氮濃度（mg/l）N0為初（chū）始亞（yà）硝酸鹽氮濃（nóng）度（mg/l）DO0為（wéi）初始溶解氧濃度（dù）（mg/l）如果汙水中碳源有機物濃度不足時，應補充投加易於生物降解的碳源有機物（甲醇、乙醇或糖類）。以甲醇為例，則NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7O2N+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-如果水中（zhōng）有NO2-,則會發生下述反應（yīng）：NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7O2N+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-由上式可見（jiàn），每還原1gNO2-和1gNO3-分別需要消耗甲醇1.53g和2.47g。當水中有溶解氧（yǎng）存在時，氧消耗甲醇（chún）的反應式為（wéi）：O2+0.93CH3OH+0.056NO3-→0.056C5H7O2N+1.64H2O+0.056HCO3-+0.59H2CO3

綜上所（suǒ）述，可得（dé）反硝化過程需要有機碳源（甲醇）的投加量公式為：Cm=2.47Ni+1.53N0+DO0其中：Cm為反硝化過程中需要（yào）的甲醇濃度（mg/l）其餘符號同上綜上所述，硝化反應每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗（hào）堿度（dù）7.14g,表現為PH值下降，在（zài）反硝化過程中，去除硝酸鹽氮的同時去（qù）除碳源，這部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化過程中補償堿度3.57g。

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