1.2 硝化反应
氨氮的硝化反应涉及到亚硝化毛杆菌和硝化杆菌两种不同的硝化细菌。
在水的作用下：2NH3NH+4
在亚硝化毛杆菌作用下：
2NH+4+3O22NO-2+2H2O+8H+
在硝化杆菌作用下：
2NO-2+O22NO-3
总的反应：
NH4++2O2NO3-+2H+＋H2O
因此从化学计量学角度，1.0
kg氮需要4.6 kg的氧，实际生产中的数据较小，为3.9～4.3
kgO2/kgN。这是因为一部分氮用于细菌合成，并且硝化细菌可以从污水中二氧化碳和重碳酸盐获得一部分氧。由于上述反应产生氢离子，所以会消耗碱度，每氧化1 mg
NH3-N消耗7.14 mg/L的碱度。另外从文献可知氧化1 mg BOD产生0.3 mg/L的碱度［2］。
据报道硝化反应的温度范围是(5～45)
℃,但是(25～32)
℃是最佳温度范围。最佳的pH范围是7.8～9.2。虽然硝化过程也可在低溶解氧的条件下发生，但是硝化菌的生长速率较低。为了避免氧的限制，反应池中的溶解氧最好控制在3～4
mg/L。温度对生长速度的影响公式可以用阿伦缪斯公式表示，其中温度常数θ=1.12(5 ℃～20
℃)。对于城市污水可以采用表1中污泥龄θc［2］
表1 硝化工艺在不同温度下采用的污泥龄
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污水温度(℃) |
完全硝化的θc(d) |
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5 |
12 |
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10 |
9.5 |
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15 |
6.5 |
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20 |
3.5 |
在冬季水温低于10 ℃，如果θc＜10
d，硝化反应一般进行较差。若θc>10
d，只要氧化沟的曝气能力可满足总的氧化需求，并且保持较高的溶解氧，即可取得很好的硝化率。在北欧国家，硝化负荷阶段一般选在0.05～0.10
kgBOD5/kgMLSS，硝化速率大约为1.6
mgNH3-N/(gVSS*d)(10℃)。 |
