農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面,反硝化作用使硝酸鹽還原成氮?dú)?,從而降低了土壤中氮素營養(yǎng)的含量,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不利。農(nóng)業(yè)上常進(jìn)行中耕松土,以防止反硝化作用。在環(huán)境保護(hù)方面,反硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)一起可以構(gòu)成不同工藝流程,是生物除氮的主要方法,在全球范圍內(nèi)的污水處理廠中被普遍應(yīng)用。利用硝化作用和反硝化作用去除有機(jī)廢水和高含量硝酸鹽廢水中的氮,來減少排入河流的氮污染和富營養(yǎng)化問題,已是環(huán)境學(xué)家的共識(shí)。利用各種反應(yīng)器處理城市的或其他廢水時(shí),有機(jī)廢水中的碳源可支持反硝化作用,進(jìn)行有效的生物脫氮。脫氮原理主要是通過化學(xué)反應(yīng)或生物降解去除廢水中的氮化物。滁州石化脫氮工藝
硝化的反應(yīng)過程:55NH4+ +76O2 + 109HCO3-= C5H7O2N + 54NO2- + 57H2O + 104H2CO3,400NO2- + NH4+ + 4H2CO3 +195O2 =C5H7O2N + 400NO3- + 3H2O,根據(jù)計(jì)算:每氧化1mgNH4+-N為NO3--N,需要消耗堿7.07mg(以CaCO3計(jì)),如果沒有足夠的堿度,硝化反應(yīng)將導(dǎo)致PH下降,使反應(yīng)速度減緩,氧化1mg NH4+-N為NO2- -N需要氧3.16mg,氧化1mgNO2--N為NO3--N需要氧1.11mg,所以共需要氧4.27mg.所以要有足夠的氧量。反硝化反應(yīng)。在缺氧條件下,硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在有機(jī)物相對(duì)較充足的前提下,在反硝化菌的作用下,轉(zhuǎn)變成氮?dú)?。氮?dú)饣静蝗苡谒云鸬饺コ偟哪康?。注:一般情況下,缺氧指0.1 mg/L<DO≤0.5mg/L,厭氧≤0.1 mg/L。脫氮直排標(biāo)準(zhǔn)在污水處理過程中,脫氮與除磷往往同時(shí)進(jìn)行,以實(shí)現(xiàn)更全方面的水質(zhì)凈化。
所以為了保址反硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行,必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài),保持氧化還原電位為-50一-110mV。另外,反硝化菌從有氧呼吸轉(zhuǎn)為無氧呼吸的關(guān)鍵是合成無氧呼吸的酶,而分子態(tài)氧的存在會(huì)抑制這類酶的合成及其活性。因此,為使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行,懸浮型活性污泥系統(tǒng)中的溶解氧應(yīng)保持在0.2mg/L以下,由于生物膜對(duì)氧傳遞的阻力較大,即使合液中有一定量的DO,生物膜內(nèi)層仍呈缺氧狀態(tài)而繼續(xù)進(jìn)行反硝化,所以附著型生物處理系統(tǒng)可以容許較高的溶解氧濃度(一般低于1mg/L)。
傳統(tǒng)硝化反硝化,傳統(tǒng)的理論認(rèn)為生物脫氮是由有機(jī)氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用來完成。氨化作用是將有機(jī)氮在生物處理過程中氧化為氨氮;硝化作用是由氨氧化為硝酸的過程稱為硝化作用;反硝化作用,硝酸鹽在缺氧條件(DO<0.5mg/L)下被反硝化菌還原為亞硝酸鹽,再轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^程。它的缺點(diǎn)也比較明顯:①存有大量有機(jī)物的情況下,自養(yǎng)硝化菌對(duì)氧氣與營養(yǎng)物的競爭力不如好氧異養(yǎng)菌,導(dǎo)致反應(yīng)中硝化菌種無法占據(jù)主導(dǎo)地位;②反硝化需要提供有機(jī)物作為電子供體,但硝化過程中去除了大量有機(jī)碳導(dǎo)致碳源缺乏。煤化工脫氮是在煤化工生產(chǎn)過程中去除廢氣中的氮氧化物。
生物方法脫氮:脫氮原理,氮化合物在自然界中以有機(jī)氮(動(dòng)物蛋白、植物蛋白)、氨態(tài)氮(NH4+、NH3)、亞硝態(tài)氮(NO2-)、硝態(tài)氮(NO3-)以及氣態(tài)氮(N2)形式存在,水中總氮主要包括除氣態(tài)氮以外的四類。1.氨化反應(yīng)。在厭氧環(huán)境下,有機(jī)氮可以轉(zhuǎn)換成氨態(tài)氮。通常廠外污水是通過管道輸送到污水處理廠的,管道內(nèi)部基本是厭氧環(huán)境,所以通過較長距離的輸送,有機(jī)氮的含量將較大程度上降低。2.硝化反應(yīng)。指利用化能自養(yǎng)微生物在好氧條件下將氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽的一個(gè)過程。這個(gè)過程中,氨氮在硝化菌和亞硝化菌的作用下,被部分轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮。脫氮工程的調(diào)試和運(yùn)行需要密切監(jiān)測反應(yīng)效果和操作參數(shù)。安徽除磷脫氮處理
脫氮技術(shù)的普及和推廣,需要企業(yè)和公眾的共同努力和支持。滁州石化脫氮工藝
生物脫氮的基本條件:1)硝酸鹽:硝酸鹽的生成和存在是反硝化作用發(fā)生的先決條件,必須先將污水中的含氮有機(jī)物如蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、脂類、硝基化合物等轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。2)不含溶解氧:反應(yīng)器中的氧都將被有機(jī)體優(yōu)先利用,從而減少反應(yīng)器能脫氮的亞硝酸鹽量,溶解氧超過0.2mg/L時(shí)沒有明顯脫氮作用。3)兼性菌團(tuán):多數(shù)情況下,細(xì)菌普遍具有脫氮習(xí)性,污水處理的微生物脫氮時(shí)在好氧和缺氧條件下反復(fù)交替,其中以兼性菌團(tuán)為主。4)電子供體:生物脫氮的能量來自脫氮過程中起電子供體作用的碳質(zhì)有機(jī)物,脫氮時(shí)污水中有機(jī)物必須充足,否則需要投加甲醇、乙醇、乙酸等外部碳源。滁州石化脫氮工藝