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,通常以为碳源来表示。
6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-(2)
由(1)式可以得到与氧气(即COD)的对应关系:1mol对应1.5mol氧气,由(2)式可以得到与NO3-的对应关系,1mol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。
反硝化的时候,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。
NO3-+1.08CH3OH→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-(3)
同样的道理,我们可以计算出C/N=3.70。
c. 附注:本来事情到这里已经算完了,但是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。
如果我们把(1)、(2)两式整理,
N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O
有负离子不方便,我们在两边减去2OH-,
N2+2.5O2→N2O5
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。
这样就更简单了,C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86
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
3、生物脱氮的基本条件
1)硝酸盐:硝酸盐的生成和存在是反硝化作用发生的先决条件,必须先将污水中的含氮有机物如蛋白质、氨基酸、尿素、脂类、硝基化合物等转化为硝酸盐氮。
2)不含溶解氧:反应器中的氧都将被有机体优先利用,从而减少反应器能脱氮的亚硝酸盐量,溶解氧超过0.2mg/L时没有明显脱氮作用。
3)兼性菌团:多数情况下,细菌普遍具有脱氮习性,污水处理的微生物脱氮时在好氧和缺氧条件下反复交替,其中以兼性菌团为主。
4)电子供体:生物脱氮的能量来自脱氮过程中起电子供体作用的碳质有机物,脱氮时污水中有机物必须充足,否则需要投加、乙醇、乙酸等外部碳源。


