反硝化作用及其影响

在生化操作,缺氧的异养细菌的增长仅仅是另一种增长模式以应对缺乏氧气和nitrate-N作为终端电子受体的存在。因为nitrate-N到N下降的结果,从废水中除去氮接受治疗,也称为反硝化过程。一般来说,它发生在适当的条件是故意成立于生物反应器,但随着率表达式在表6.1显示,它会发生在任何时间氧浓度较低,硝酸浓度高,有机物作为电子供体存在。这意味着潜在的发生存在于所有生化反应堆。它应该作为一个可能的反应在任何完整的系统模型。

6.4.1脱氮的特性

2.4.1节中,我们可以看到四个酶是参与减少nitrateN N >:硝酸还原酶、亚硝酸还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶。然而,正如硝化作用被视为一个单步过程中ASM,脱氮。这种简化不会严重限制了模拟的结果,是必要的,因为信息不足的影响因素的每个个体的反应速率,允许他们都被包括在一个系统模型,虽然已经进行了初步尝试在简单的模型系统。”One modification of ASM No. 1 allows for direct use of nitrite during denitrification," but the rate is not linked to the nitrite concentration, which could lead to erroneous results.

反硝化作用是通常练习从废水去除氮,但这不是唯一的原因包括处理系统。11在前一节中我们发现包含生化反应器的硝化作用要求大量的氧气供应。电子接受潜在的氧气并没有完全失去,但是,因为它仍然驻留在硝酸生产。例如,4.57 g O;需要将氨氮的g nitrate-N通过硝化作用,但每克nitrate-N 2.86 g 0的电子接受能力:如表3.1所示。因此,如果有办法用电子接受能力的氧化废水中的有机物质,几乎63%的能源消耗将氨氮转化为nitrate-N可以恢复。处理系统的发展可以被环境工程在过去的十年里的主要焦点。我们也看到在前面的部分中,硝化作用导致的破坏大量的碱度,每克7.08 g (CaCO,)氨- \氧化。反硝化作用,另一方面,破坏了氢离子,产生二氧化碳,如情商所示。3.22。这增加碱度的净效应。 As can be seen from the stoichiometric coefficient for alkalinity production in Table 6.1, approximately (1-Yhl)/14 moles of alkalinity will be produced for each gram of nitrate-N reduced to N:. For a typical Y„ value, this amounts to approximately 3.5 g of alkalinity (as CaCO,) per g of nitrate-N. Thus, about half of the alkalinity lost through the氨氧化- n nitrate-N可以恢复在随后的减少nitrate-N N_ . .通过适当的配置或操作的生物反应器可以利用这个来减少化学物质必须购买的pH值控制。”We will see later how this can be done.

6.4.2脱氮影响因素

即使脱氮通常练习作为治疗的一部分,系统内硝酸硝化作用形成的,它是更容易理解的独特特点脱氮如果它是孤立的。这样的考虑不是人工因为一些工业废水含有高浓度的硝酸和生物治疗是一种选择开放工程师为其切除。在本节中,我们将考虑生物量的增长在一个装运箱接收一个包含硝酸盐的影响。我们将假定影响还包含足够的氨氮满足生物量的生物合成的需要,这样的唯一角色nitrate-N终端电子受体。这意味着在表6.1中描述的化学计量学是适用的。

比较的过程1在表6.1中,有氧的增长异养生物,过程2,缺氧的异养生物的生长,揭示了COD-based化学计量学是相同的。这也是在第三章比情商Eq。3.24。3.8。因此,利用给定的有机物在装运箱,电子受体的用量(基于鳕鱼)对生长条件是相同的。这表明氧气需求曲线,我们看着前面的部分也可以表示为nitrate-N需求曲线,只要nitrate-N表达鳕鱼或O,等效的基础上通过使用因子2.86 g 02 / g N(鳕鱼或-2.86 g / g N)如表3.1所示。反过来,这告诉我们,nitrate-N的数量将被删除在给定数量的增长影响衬底取决于SRT的生物反应器。SRT的时间越长,分数越大的基质中电子受体,和更大的nitrate-N量会减少。因此,影响nitrate-N通过反硝化作用去除的一个因素是反应堆的SRT生物量的增长。

当考虑脱氮需要逆向思维。在好氧异养生物的增长,我们的目标是去除有机基质和电子受体的供应过剩。然而,在缺氧的异养生物的生长,我们的目标是消除电子受体,和足够的有机基质,即。给电子体,必须提供可以做到这一点。因此,工程师们关注/一个比率,衬底鳕鱼的数量必须提供删除给定的nitrate-N,而不是电子受体完成的要求好氧生物反应器。前款所考虑因素的讨论表明,作为随/ SRT的方式相反的方式氧气需求随SRT的有氧生物反应器。回到第五章,衰变的传统方法是使用,Eq。5.33允许计算的氧气(电子受体)使用:

自罗代表电子受体的用量,因为每g nitrate-N可以接受尽可能多的电子2.86 g的氧气,方程可以写成:

SN„) = F (Sso - Ss)

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