經驗!如何計算反硝化碳源投加量?

2020-11-23 北極星環保網

北極星水處理網訊:汙水進行反硝化時，需要一定的碳源，教科書、文獻中都有參考數據，但是具體怎麼得出的，很多人不清楚。

我們說的碳源，在工程實踐中一般是指的是COD（化學需氧量），而CN比中的Ｎ，沒有特殊情況（進水有機氮很少）下是指NH3-N（氨氮），即所謂C/N實際為COD/NH3-N，COD是用需氧量來衡量有機物含量的一種方法，如甲醇氧化的過程可用（1）式所示，二者並不相同，但二者按照比例增加，有機物越多，需氧量也越多。因此，我們可以用COD來表徵有機物的變化。

CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O（1）

1、反硝化的時候，如果不包含微生物自身生長，方程式非常簡單，通常以甲醇為碳源來表示。

6NO3-+5CH3OH→

3N2+5CO2+7H2O+6OH-（2）

由（1）式可以得到甲醇與氧氣（即COD）的對應關係：1mol甲醇對應1.5mol氧氣，由（2）式可以得到甲醇與NO3-的對應關係，1mol甲醇對應1.2molNO3-，兩者比較可以得到，1molNO3--N對應1.25molO2，即14gN對應40gO2，因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的時候，如果包含微生物自身生長，如（3）式所示。

NO3-+1.08CH3OH

→0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-（3）

同樣的道理，我們可以計算出C/N=3.70。

３、附註：本來事情到這裡已經算完了，但是偶還想發揮一下第一種情況，以下計算只是一種化學方程式的數學計算，不代表真的發生這樣的反應。

如果我們把（1）、（2）兩式整理，

N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O

有負離子不方便，我們在兩邊減去2OH-，

N2+2.5O2→N2O5

其中，N源於NO3-，O可以代表有機物，因此，對應不含微生物生長的反硝化的理論碳源的需求量，實際就是相當於把N2氧化成N2O5的需氧量，進一步說就是N2O5分子中O/N的質量比。

這樣就更簡單了，C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86

依次可以類推出NO2--N的純反硝化的理論C/N比是N2O3分子中O/N的質量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71

4、理論上只要CN比為2.86時，就可以完全脫氮，如果在加上微生物自身生長，CN比為3.70時可以完全脫氮，但是理論終究是理論，並沒有考慮內回流所攜帶的氧氣。

正常情況下，反硝化菌只有在消耗完內回流攜帶的氧氣之後才進行反硝化，所有，這一部分的氧氣也是消耗了碳源，根據筆者多年現場經驗及與其他汙師交流，一般AO脫氮工藝的CN比控制在4-6之間！

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