污水进行反硝化时,需要一定的碳源,教科(kē)书、文(wén)献中都有(yǒu)参考数据,但是具體(tǐ)怎么得出的,很(hěn)多(duō)人不清楚。
,即所谓C/N实际為(wèi)COD/N。
COD是用(yòng)需氧量来衡量有(yǒu)机物(wù)含量的一种方法,如甲醇氧化的过程可(kě)用(yòng)(1)式所示,二者并不相同,但二者按照比例增加,有(yǒu)机物(wù)越多(duō),需氧量也越多(duō)。
因此,我们可(kě)以用(yòng)COD来表征有(yǒu)机物(wù)的变化。
CH3OH+1.5O2→CO2+2H2O
(1)
1. 反硝化的时候,如果不包含微生物(wù)自身生長(cháng),方程式非常简单,通常以甲醇為(wèi)碳源来表示。
6NO3-+5CH3OH→3N2+5CO2+7H2O+6OH-
(2)
由(1)式可(kě)以得到甲醇与氧气(即COD)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气;
由(2)式可(kě)以得到甲醇与NO3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molNO3-;
两者比较可(kě)以得到:
1molNO3--N对应1.25molO2,即14gN对应40gO2,因此C/N=40/14=2.86。
2. 反硝化的时候,如果包含微生物(wù)自身生長(cháng),如(3)式所示。
NO3-+1.08CH3OH→
0,065C5H7NO2+0.47N2+1.68CO2+HCO3-
(3)
同样的道理(lǐ),我们可(kě)以计算出C/N=3.70。
3. 附注:本来事情到这里已经算完了,但是偶还想发挥一下第一种情况,以下计算只是一种化學(xué)方程式的数學(xué)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(lǐ),
N2+2.5O2+2OH-→2NO3-+H2O
有(yǒu)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(kě)以代表有(yǒu)机物(wù),因此,对应不含微生物(wù)生長(cháng)的反硝化的理(lǐ)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(fēn)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(kě)以类推出:
NO2--N的纯反硝化的理(lǐ)论C/N比是N2O3分(fēn)子中O/N的质量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71
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