化学反应的氮去除
方向在生化脱氮工艺,需要两个步骤:硝酸氧化氮和随后的减少硝酸盐的气态氮,N2。由氧化步骤亚硝化单胞菌并通过硝化菌属,如前所述。减少步骤是由正常的异养细菌。现在我们将讨论这些氧化反应所涉及的化学反应和减少。
15.6.1硝化作用:亚硝化单胞菌阶段
从表15.2、广义供体反应受体反应,合成反应,由亚硝化单胞菌分别如下所示:半电池反应
1 NH + + H2O - 1没有+ 4 H + + e ~供体反应(15.13)
6 3 6 3
1 o2 + H + e - ^ H2O受体反应(15.14)
- 20 C5H7NO2 + H2O合成反应(15.15)
表显示了供体反应三种可能性:国内废水、亚硝酸盐和氨。
注意:氨和铵是可以互换的,因为一个转换到另一个。
我们是硝化氨,所以铵是捐献者。电子受体的表还显示了其他的可能性。然而,因为硝化是有氧氧是承兑人。最后,合成反应有两种可能:一个使用氨,另一个使用硝酸。这两个可能的物种,生物更喜欢铵离子到硝酸根离子。只有当铵离子硝酸盐会消耗用于合成。
如果前面的方程只是没有修改,添加电子将继续自由地漫游在解决方案;这是不可能的。在实际反应中,必须修改前面的方程,使电子放弃由方程(15.13)由电子接受平衡方程(15.14)和(15.15)。从NH4-N克当量之一,基于方程(15.15),假设m等价物纳入亚硝化单胞菌的细胞,C5H7NO2。因此,NH4-N等效剩余的供体反应方程(15.13)是1米,= (1 - m) (((1/20) N) / 1) (1 / N) = 0 (1 - m)摩尔数。(1/20来自方程(15.15)用于计算等效质量NH4-N。]因此,2 o (1 - m) mol NH4-N可供捐赠者捐赠电子的反应。由方程(15.13),修改后的供体反应
T76(> 1 - 20米)NH + + i (20) 1 - m)水
——{嗨)m)不——+如果!)(1 - m) H + + ^ 1 - m) (1516)
从方程(15.15),m NH4-N的等价物是m [((1/20) N) / 1] (1 / N) = 0摩尔数。因此,合成反应
1/5 (m1/20 (mJTT ^ - 1/20 (mJXTTT + 1 (mJTT + 1 (m V
1/20I20J CO + 1720 I20J HC°+ H / 2) y nh4 + ^ (20 H + 1720 (2 oje
1/20 V (m TT ~ XT 9/20 (m JTT„, K1„
1/20 (2 ^ ()J c5h7°J H2 2 n + 1720 (20°(15.17)
从方程式。(15.16)和(15.17),electron-moles留给接受者的反应
杰(J_J(我_)- JL / m j = 3-13m 1/6U-J(1米)1/20U-J 10
因此,受体的反应,方程(15.14),修改
1 (3-13mJ„3-13mTT + 3-13m - 1 (3-13mJTT„/ ^ mx
4 h0-j°2 + -T0-H + 10 e ^ 2 i-t0-jh2°(15.18)
添加方程式。(15.16)、(15.17)和(15.18)产生的总反应亚硝化单胞菌反应,如下所示。注意,添加后,电子e ~已经一去不复返了。总反应应该表明没有电子方程,由于电子不能闲逛的解决方案。他们必须采取了一些原子。整个反应是
15.6.2硝化作用:硝化菌属的阶段
硝化菌属对能源利用亚硝化单胞菌产生的亚硝酸盐。修改的供体、受体和合成反应是写下面,从表15.2:
2 n°- h2 + 2°n ^ 2°- e + H + +供体反应(15.20)
4°2 e + H + + - ^ ^ H2°受体反应(15.21)
J ^ ^; 1-c5h7no2 + O合成反应(15.22)
在方向的过程硝化菌属反应遵循亚硝化单胞菌的反应。从方程(15.19),1/20 (1 - m) mol NO2-N已经从原来的一个相当于基于方程(15.15)的氨氮。这些亚硝酸盐作为硝化菌属的选举人捐赠。因此,方程(15.20)的供体反应
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