生物硝化抑制性物质浓度及其它影响因素-推荐下载
硝化抑制剂的机理
硝化抑制剂的机理
硝化抑制剂的机理主要是通过抑制铵态氮转化为硝态氮的过程,从而提高肥效,并减少硝态氮和亚硝态氮的淋溶和反硝化的氮肥损失。
硝化抑制剂的作用原理是:氮肥施入土壤后,在土壤微生物的作用下,进行硝化作用,即由铵态氮转化为硝态氮的过程。
硝化抑制剂的主要作用就是抑制这一过程,从而使得施入土壤中的氮素大部分以铵态氮形态存在,降低了土壤中硝态氮的含量。
同时,由于硝态氮是土壤中反硝化作用的底物,硝化抑制剂降低了硝态氮的含量,也即抑制了反硝化作用,从而减少氮肥的损失。
硝化抑制剂的作用机理不尽相同,概括来讲,抑制途径主要包括:
抑制土壤中的亚硝化、硝化、甚至反硝化过程,从而阻碍了NH4+向NO2-、NO3-转化过程。
通过减少硝态氮在土壤中的生成和累积,从而减少氮肥以硝态氮形式的损失及对生态环境的影响。
通过抑制氨氧化过程中酶的活性,或者氨氧化细菌的生长来抑制硝化作用的。
不同硝化抑制剂作用机理不尽相同,具体如下:
氰胺类、含氮杂环化合物、含硫化合物、烃类及其衍生物等都是常见的硝化抑制物。
废水中氨氮以非离子氨和离子氨两种状态存在,而氨单加氧酶是氨氧化过程中关键酶之一,能利用非离子氨,而不能利用离子氨。
土壤pH、温度和溶解氧等都是影响硝化作用的重要因素。
反硝化控制条件
反硝化控制条件反硝化是一种微生物过程,可以将硝酸盐还原为氮气,从而实现氮的去除。
在污水处理和土壤修复等领域,反硝化被广泛应用于氮的去除和环境保护。
本文将介绍反硝化的控制条件,包括温度、pH值、有机物质和氧气含量等因素。
1. 温度:温度是影响反硝化过程的重要因素之一。
一般来说,反硝化微生物的适宜生长温度为20-30摄氏度。
过低或过高的温度都会影响反硝化过程的效率。
因此,在实际应用中,需要根据环境条件进行温度控制,以保证反硝化微生物的活性和生长。
2. pH值:pH值是指溶液的酸碱性程度,也是反硝化过程中需要控制的重要参数之一。
一般来说,反硝化微生物的适宜pH范围为6.5-8.5。
过低或过高的pH值都会抑制反硝化微生物的生长和活性,从而影响反硝化过程的效果。
因此,需要根据实际情况进行pH值的调节,以维持适宜的反硝化环境。
3. 有机物质:有机物质是反硝化微生物生长和代谢的重要营养源。
适量的有机物质可以提供反硝化微生物所需的能量和碳源,促进其生长和活性。
然而,过高的有机物质浓度会导致反硝化过程过程中产生大量的亚硝酸盐,进一步形成亚硝胺等对人体有害的物质。
因此,在控制反硝化过程中,需要适量添加有机物质,确保营养需求的同时避免过高的有机负荷。
4. 氧气含量:氧气是反硝化过程中的抑制因子,高浓度的氧气会抑制反硝化微生物的活性和生长。
因此,在实际应用中,需要控制反硝化系统中的氧气含量,可以通过减少通气量、增加氮气的供应等方式来降低氧气浓度,从而提高反硝化过程的效率。
除了以上几个主要的控制条件外,还有其他一些辅助条件也会影响反硝化过程的效果,例如微生物的种类和菌群组成、底物浓度、反应时间等。
在实际应用中,需要根据具体情况进行综合考虑和控制。
反硝化是一种重要的氮去除过程,可以通过微生物的作用将硝酸盐还原为氮气。
在控制反硝化过程中,温度、pH值、有机物质和氧气含量等因素起着重要的作用。
合理调控这些条件,可以提高反硝化过程的效率,实现氮的去除和环境保护的目标。
影响硝化反硝化的因素
1、温度:温度愈高,可使硝化作用的活性增加,但这不表示温度越高越好,因为温度越高,溶氧的饱和度会降低,因此硝化作用仅能在温度与溶氧之间取得一个平衡关系以获得最高的效率。
一般的建议是以不超过30℃,不低于20℃为原则。
2、PH值:在一般的生物处理程序中,硝化反应系统受pH影响很大。
硝化细菌在生长过程中会消耗大量碱度,故pH稍高于7~8,有利于硝化作用(张镇南等,1995)。
一般的建议是以介于7.5~8.2之间最佳,若高于9.0或低于6.0都要避免,因为那已超过硝化细菌正常生长的范围,必然会影响硝化作用的效率(Alleman,1992)。
3、溶氧:当溶氧(DO)浓度低时,硝化反应受溶氧浓度影响很大。
但在一般的生物处理程中,溶氧则较不容易控制,因此必须作处理水之溶氧测试,并控制至少不低于2~3ppm的范围内(Alleman,1992)。
4、氨和亚硝酸:分子性的氨和游离的亚硝酸均会对硝化反应产生抑制作用(Anthonisen,1976)。
分子性的氨浓度如果高于10~150ppm,可能对亚硝酸化作用产生抑制作用,高于0.1~1.0ppm对硝酸化作用即产生抑制作用(Anthonisen,1976)。
亚硝酸浓度若大于0.22~2.8ppm亦会抑制硝酸化作用(Anthonisen et al.,1976)。
5、碳氮比:硝化细菌之存在比率取决于污水中含碳物质及含氮物质之相对数量。
含氮营养物浓度之测定可利用凯氏法(Kjeldahl method)测得所谓的总凯氏氮(Totol Kjeldahl Nitrogen),简称TKN,其值包含氨及有机氮化物。
含碳物质浓度之测定可利用生化需氧量BOD(Biochemical Oxygen Demand)行之,它代表有机污染之程度。
BOD/TKN简称碳氮比。
碳氮比愈高,异营性氧化菌的活性较大,大量繁殖,消耗溶氧速率快,使硝化细菌无法生存竞争。
反之,如果碳氮比愈低,则有利于硝化细菌之增殖。
硝化技术—硝化影响因素
温度对硝化生成物异构体的影响
NO2
HNO3
H2SO4
NO2 H2O
NO2
表5 硝基苯采用混酸硝化时温度对异构体生成比例的影响
硝化温度 /℃
25~29 90~100
邻位 /%
5
12
间位 /% 93
87
对位 /%
2
1
硝化影响因素(二)
硝化影响因素
被硝化物的性 质
硝化剂 反应介质
反应温度
反应温度升高,硝化反应速度加快。
表4 温度对硝化反应速度的影响
硝化产物
Cl
NO2
Cl
NO 2
k25℃ 0.18
0.39
k35℃ 0.47
1.23
k35℃/k25℃ 2.61
3.15
反应温度升高,硝酸分解和氧化副反应速度加快。
硝化影响因素
被硝化物的性 质
硝化剂 反应介质
温度
搅拌 相比和硝酸比
被硝化物的性 质
硝化剂 反应介质
温度
搅拌 相比和硝酸比
加料方式 硝化副反应
混酸硝化的影响
混酸中的H2SO4含量↑,硝化能力↑ 对于极难硝化物质,可采用SO3与硝酸的 混合物作硝化剂。
硝化影响因素
被硝化物的性 质
硝化剂 反应介质
温度
搅拌 相比和硝酸比
加料方式 硝化副反应
反应介质
SO3H
硝化 浓硫酸
SO3H 1,5-萘二磺酸
HNO3-H2SO4
25 32 9 59 0.54
HNO3-(CH3CO)2O 25 62 4 34 1.82
85%HNO3
30 57 3 40 1.43
硝化反应影响因素
脂肪族硝化
1
脂肪族硝化是指对脂肪族化合物进行硝化反应, 通常用于合成各种醇、酯、酮等有机化合物。
2
与芳香族硝化相比,脂肪族硝化的反应条件较为 剧烈,常用硝酸或硝酸与硫酸的混合物作为硝化 剂。
3
在脂肪族硝化过程中,控制反应温度和物料配比 对于提高产物纯度和选择性至关重要。
硝酸酯的合成
硝酸酯是一类重要的有机化合物,广泛应用于医药、 农药、炸药等领域。
安全问题
高温高压环境
硝化反应通常需要在高温高压 条件下进行,这增加了操作的
危险性。
爆炸风险
由于硝化反应的放热性,反应 过程中如未能有效控制温度, 可能引发爆炸。
毒性
硝化反应的产物中可能含有硝 基酚等有毒物质,对人体和环 境有害。
腐蚀性
反应过程中使用的强酸和强氧 化剂对设备有强烈的腐蚀作用
。
环保问题与处理方法拌速度影响反应物之间的混合程度和接触 面积,从而影响反应速率和产物分布。适当 的搅拌速度可以提高反应效率。
接触时间的影响
反应物在硝化剂中的停留时间会影响反应的 深度和产物分布。延长接触时间通常会增加 目标产物的选择性,但也可能导致副反应增 多。
PART 03
硝化反应的应用
REPORTING
WENKU DESIGN
芳香族硝化
硝化反应在芳香族化合物中的应用广泛,主要 用于制备芳香硝基化合物,是合成染料、炸药、 医药等精细化学品的重要步骤。
芳香族硝化过程中,常用的硝化剂是浓硝酸和 浓硫酸的混合物(混酸),该反应条件温和, 产率高。
硝化反应的选择性对于合成特定产物至关重要, 可以通过控制反应条件如温度、酸浓度以及物 料配比来实现。
温度
温度对反应速率的影响
硝化抑制剂的施用效果、影响因素及其评价
释放的乙炔对硝化作用的抑制, 以及乙炔在土壤中 的还原产物乙烯发挥的类似激素的作用, 使小麦、 水 稻和棉花 的 生 物 量、 产量及氮素利用率均显著提
[ $< = $> ] [ 8* ] 高 , 但 6??@0?A 等 的研究则表明, 565 的施
用不会影响牧草体内的 # 浓度和 # 累积量, 这可能 与试验期间氮肥施用量较高或 # 素损失较少, 从而 保证了牧草生长期间充足的 # 素供应有关, !" &$ 对作物产量和品质的影响 与作物对 # 吸收的影响相似, 硝化抑制剂的施 用对作物 产 量 和 品 质 的 影 响 也 存 在 较 大 差 异, 5.
[ $] 等 研究表明, 当 565 施用量为 !* Hale Waihona Puke !" @B ・ C2 = $
!" #$ 对硝酸盐淋溶损失和温室气体排放的影响 由于硝化抑制剂的施用可以有效调控土壤 # 素转化, 显著降低土壤硝化作用速率和硝酸盐累积, 因此, 尽管其施用效果受 # 源、 施 # 量、 施 # 时间、 灌溉水 ( 或降雨) 量、 作物种类等多种因素的影响, 但众多研究结果均表明, 硝化抑制剂的施用对减少 硝酸盐淋溶损失 ( 表 !) 和温室气体排放, 特别是氮 氧化物排放方面 ( 表 $) 作用显著, !" %$ 对作物氮素吸收利用的影响 有关硝化抑制剂的施用对作物 # 素吸收利用
硝化抑制剂的施用效果、 影响因素及其评价 !
孙志梅 # 武志杰
院,北京 !%%%$( )
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# 陈利军 # 马星竹
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( ! 中国科学院沈阳应用生态研究所,沈阳 !!%%!& ;" 河北农业大学资源与环境学院,河北保定 %’!%%! ;$ 中国科学院研究生
硝化的影响因素
硝化的主要影响因素由于废水生物处理反应器均为开放的非纯培养系统,如何控制硝化停止在N0,阶段是实现短程生物脱氮的关键。
硝化过程是由亚硝酸菌和硝酸菌协同完成的,由于两类细菌在开放的生态系统中形成较为紧密的互生关系,因此完全的亚硝化是不可能的。
短程硝化的标志是稳定且较高的NOz积累即亚硝化率较高[Nq一N/(NO:一N + N03一N)至少大于50%]。
影响NOZ积累的因素主要有:(1) 温度。
生物硝化反应的适宜温度为20-30 `C,一般低于15℃硝化速率降低。
温度对亚硝化菌和硝化菌的活性影响不同,12一14℃下活性污泥中硝化菌活性受到严重的抑制,出现NOZ积累。
15--30℃范围内,硝化过程形成的NOZ可完全被氧化成N03 ,温度超过30℃后又出现N研积累[191。
(2 )溶解氧 (DO)浓度。
亚硝化菌和硝化菌都是好氧菌,一般认为至少应保证DO质量浓度在0.5 m g/L以上时才能较好地进行硝化作用,否则硝化作用会受到抑制。
Hanaki[20 〕等的研究表明:在25℃时,低溶解氧(0.5 mg/L)条件下,亚硝化菌的增殖速率加快近I倍,补偿了由于低溶解氧造成的代谢活性下降,使得从NH3一N到NO:一N的氧化过程没有受到明显影响;而硝化细菌的增殖速率没有任何提高,从Nq一N到NO:一N的氧化过程受到了严重的抑制,从而导致N02的大量积累。
(3) p H op H对亚硝化反应的影响有两方面:一方面是亚硝化菌的生长要求有合适的pH环境;另一方面是pH对游离氨浓度有重大影响,从而影响亚硝化菌的活性。
适合亚硝化菌生长的最佳pH为8.0左右[211,硝化菌生长的最佳pH为6.0一7.5。
反应器中的反应液pH低于7则整个硝化反应会受到抑制,pH升高到8以上,则出水中N街浓度升高,硝化产物中NO:一N比率增加,出现N街积累。
此外,pH对氨的形态有重大影响,其反应式如下:NH 3+ H 2O - N H4+OH-分子态游离氨(F A)的浓度随pH的升高相应增大。
硝化反应影响因素
6.2.4 温度
反应温度升高,硝化反应速度加快。
表 温度对硝化反应速度的影响
硝化产物
Cl NO2
k25℃
0.18
0.39
k35℃
0.47
1.23
k35℃/k25℃
2.61
3.15
Cl NO2
反应温度升高,硝酸分解和氧化副反应速 度加快。
反应温度升高,反应选择性下降。
表 氯苯硝化温度对反应选择性的影响 温度,℃ 30 o,% 57.2 m,% 3.5 p,% 39.3
60
57.6
7.1
35.3
容易进行的硝化反应:10~90℃ 较难进行的硝化反应:30~130℃
6.2.5 搅拌
提高传热:及时移除反应热 提高传质:增加反应界面
6.2.6 相比和硝酸比
相比 混酸与被硝化物的质量比叫做相比,也 叫酸油比。
提高相比有利于:被硝化物的溶解和分散; 增加反应界面,加快反应; 控制反应温度,使反应平稳。
6.2.8 硝化副反应
硝酸分解 氧化:生成硝基酚类 多硝化 形成黑色络合物 (C6H5CH3•2ONO
蒽醌
NO 2
O
NO2
O NO2
O
NO2
(
O O
)
NO2 O
杂环化合物
N H
4
NO2
O
NO 2
S
NO 2
HNO3-(CH3CO)2O
N N H
NO2
O2N
5
N
N
6.2.2 硝化剂
对硝化产物异构体比例的影响
NHCOCH 3
《硝化反应影响因素》课件
通过本次课件,我们将深入了解硝化反应及其受影响的因素,带您领略这一 化学反应的神奇。
硝化反应介绍
硝化反应是一种重要的生物化学反应,它将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐。 反应方程式为:
NH3 + 2O2 -> NO2- + H2O + H+
反应产物是亚硝酸盐(N O 2- )和硝酸盐(N O 3- ),它们在环境污染防治中 具有重要意义。
3
实验结果
根据实验数据分析不同因素对硝化反应的影响程度作用。
结论
从实验结果可以看出,硝化反应速率和产物生成受到多个因素的影响。在实 际应用中,我们需要综合考虑这些因素,以达到最优化的效果。
硝化反应影响因素
温度
温度对硝化反应速率和产物生成的影响。
pH值
pH 值对硝化反应速率和产物生成的影响。
氧气浓度
氧气浓度对硝化反应速率和产物生成的影响。
碳源
碳源对硝化反应速率和产物生成的影响。
硝化反应影响因素实验
1
实验目的
通过实验验证不同因素对硝化反应的影响。
2
实验步骤
设定不同温度、氧气浓度、pH 值和碳源条件,观察反应结果。
AO生化的硝化与反硝化原理及控制参数-汇总重要
(4)BOD负荷硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高,会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖,从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化,BOD5负荷应维持在(BOD5)/kg(SS).d以下。
减少碱度;耗去无机碳(碳酸钠能提供无机碳源)。
硝化反应过程方程式如下所示:
①亚硝化反应:NH4++→NO2-+H2O+2H+
②硝化反应:NO2-+→NO3-
③总的硝化反应:NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+
3、反硝化反应的适宜条件:
(1)最适宜的PH值为7~8。PH高于8或低于6,反硝化速率将大为降
8. 溶解氧(DO)
一般情况下,缺氧阶段DO<L;好氧阶段DO>1~L
9. BOD负荷
一般在~(kgMLSS·d)
10. 总氮负荷
一般在~(kgMLSS·d)
7、影响因素与控制条件
1) 硝化反应主要影响因素与控制要求
①好氧条件,并保持一定的碱度。氧是硝化反应的电子受体,硝化池内溶解氧的高低,必将影响硝化反应的进程,溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L,不得低于1mg/L,当溶解氧质量浓度低于~L时,氨的硝态反应将受到抑制。
无变化
还原1mgNO3-N/NO2-N生成碱度
耗氧
分解1mg有机物(BOD5)需氧2mg
氧化1mgNH3-N需氧
氧化1mgNO2-N需氧
分解1mg有机物(COD)需NO2-N ,NO3-N 所提供化合态氧
环保专业一讲义:物硝化过程的主要影响因素
2.⽣物硝化过程的主要影响因素
影响⽣物硝化过程的环境因素主要有基质浓度、温度、溶解氧浓度、pH值、以及抑制物质的含量等。
⑴碳氮⽐
对于硝化过程,碳氮⽐影响活性污泥中硝化细菌所占的⽐例,过⾼的碳氮⽐将降低污泥中硝化细菌的⽐例。
⑵温度
温度不但影响硝化菌的⽐增长速率,⽽且影响硝化菌的活性,亚硝化菌的⽣长温度为35℃,硝化菌的⽣长温度为35~42℃。
⽣物硝化反应的温度范围为20~30℃,15℃以下硝化反应速率下降,5℃时反应基本停⽌。
反硝化适宜的温度范围为20~40℃,15℃以下反硝化反应速率下降。
⑶溶解氧
硝化反应必须在好氧条件下进⾏,所以溶解氧的浓度也会影响硝化反应速率,⼀般建议硝化反应中溶解氧的质量浓度⼤于
2mg/L。
⑷pH值
在硝化反应中,每氧化1g氨氮需要7.14g碱度(以碳酸钙计),如果不补充碱度,就会使pH值下降。
硝化菌对pH值的变化⼗分明显,硝化反应的pH值范围为7.5~8.5,当pH值低于7时,硝化速率明显降低,低于6和⾼于10.6时,硝化反应将停⽌进⾏。
⑸抑制物质
许多物质会抑制活性污泥过程中的硝化作⽤,例如:过⾼浓度的氨氮、重⾦属、有毒物质以及有机物。
对硝化反应的抑制作⽤主要有两个⽅⾯:⼀是⼲扰细胞的新陈代谢,⼆是破坏细菌最初的氧化能⼒。
⑹泥龄
硝化过程的泥龄⼀般为硝化菌最⼩世代时间的2倍以上,⽣物脱氮过程泥龄宜为12~25d。
硝化抑制剂dmpp应用研究进展及其影响因素effectsofnitrificationinh..
摘要:硝化作用是土壤氮素转化的关键过程之一,利用化学氮肥添加硝化抑制剂可有效调控土壤氮素的转化,提高农产品产量和品质,同时降低氮肥损失对大气和水体造成的污染。
3,4-二甲基吡唑磷酸盐(3,4-dimethypyrazole phosphate,DMPP )是一种对植物及土壤无毒无害的高效硝化抑制剂。
在现有相关研究的基础上,结合国内外研究进展,回顾了国内外硝化抑制剂DMPP 的研究历史与特性,通过综述DMPP 对土壤硝化抑制作用的机理,全面评述了施用DMPP 的环境效应和农学效应,重点阐述了影响DMPP 在土壤中硝化抑制效果的影响因素,归纳了国内外当前的研究热点及取得的科研成果,并对未来的研究方向予以展望。
关键词:硝化作用;硝化抑制剂;DMPP ;土壤氮素中图分类号:S143.1文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2014)06-1057-10doi:10.11654/jaes.2014.06.001硝化抑制剂DMPP 应用研究进展及其影响因素俞巧钢,殷建祯,马军伟,邹平,林辉,孙万春,符建荣*(浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,杭州310021)Effects of Nitrification Inhibitor DMPP Application in Agricultural Ecosystems and Their Influencing Factors :A ReviewYU Qiao-gang,YIN Jian-zhen,MA Jun-wei,ZOU Ping,LIN Hui,SUN Wan-chun,FU Jian-rong *(Institute of Environment Resource and Soil Fertilizer,Zhejiang Academy of Agriculture Sciences,Hangzhou 310021,China )Abstract :Nitrification is a key process for soil nitrogen transformation.Applying nitrification inhibitor in chemical fertilizers is an effective way to control nitrogen transformation,improve yield and quality of crops,and reduce the atmosphere and water pollution caused by nitrogen loss.3,4-dimethypyrazole phosphate (DMPP )is an efficient nitrification inhibitor with little inhibitory effects on plants and soil biota.In this paper,environmental effects,agriculture effects,and ecological effects and their influencing factors and mechanisms of nitrification in -hibitor DMPP were comprehensively reviewed.The current hot topics and future prospects about DMPP research were also discuused.Keywords :nitrification;nitrification inhibitor;DMPP;soil nitrogen收稿日期:2013-10-08基金项目:国家自然科学基金项目(31172030);国际科技合作项目(2011DFA911190);浙江省自然科学基金(Y3090180)作者简介:俞巧钢(1973—),男,博士,副研究员,主要从事农业环境保护与污染控制相关研究。
生物硝化影响因素
生物硝化影响因素第一部分对硝化细菌生长和硝化过程产生影响物质汇总表有毒物质对活性污泥的抑制浓度(mg/L)抑制生物硝化的一些有机物抑制硝化的一些重金属和无机物浓度第二部分其他硝化反应影响因素一、污泥负荷F/M和泥龄SRT生物硝化属低负荷工艺,F/M一般都在0.15 kgBOD/(kgMLVSS·d)以下。
负荷越低,硝化进行得越充分,NH3-N向NO3—-N转化的效率就越高。
有时为了使出水NH3-N非常低,甚至采用F/M为0.05kgBOD/(kgMLVSS·d)的超低负荷。
与低负荷相对应,生物硝化系统的泥龄SRT一般较长,这主要是因为硝化细菌增殖速度较慢,世代期长,如果不保证足够长的SRT,硝化细菌就培养不起来,也就得不到硝化效果。
实际运行中,SRT控制在多少,取决于温度等因素。
但一般情况下,要得到理想的硝化效果,SRT至少应在15d以上。
二、回流比R与水力停留时间T生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大。
这主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐,如果回流比太小,活性污泥在二沉池的停留时间就较长,容易产生反硝化,导致污泥上浮。
生物硝化系统曝气池的水力停留时间T a一般也较传统活性污泥工艺长,至少应在8h之上。
这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除速率低得多,因而需要更长的反应时间。
三、溶解氧DO硝化工艺混合液的DO应控制在2.0 mg/L,一般在2.0~3.0 mg/L之间。
当DO小于2.0 mg/L时,硝化将受到抑制;当DO小于1.0 mg/L时,硝化将受到完全抑制并趋于停止。
生物硝化系统需维持高浓度DO,其原因是多方面的。
首先,硝化细菌为专性好氧菌,无氧时即停止生命活动,不像分解有机物的细菌那样,大多数为兼性菌。
其次,硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。
另外,绝大多数硝化细菌包埋在污泥絮体内,只有保持混合液中较高的溶解氧浓度,才能将溶解“挤入”絮体内,便于硝化菌摄取。
硝化反应主要危险及控制措施
• 硝化原料苯类为易燃液体,对电器仪表防爆性能要求较高。 • 苯类极易积聚静电,因此设备管道要有防静电措施,管道设备要
用铜片跨接,要控制流速,进入容器的管道宜用插入管(液下)。
三、硝化过程的危害因素及预防对策(续)
3、硝化设备危害因素 (3)仪表控制报警联锁不可靠
• 对硝化反应温度控制上,在工艺自动控制上采取多重防范措施, 有切断、调节、报警和联锁等,当反应温度超温时,联锁装置 作用,自动切断滴加,应急情况时将应急的冷媒放入硝化釜, 达到迅速冷却的目的。如仪表控制报警联锁不可靠,一旦硝化 釜温度失控,将难以及时采取应急措施。
(4)泄压、防有害气体外泄装置不可靠
四、案例2——希克森和韦尔奇公司事件(续)
英国健康和安全局(HSE)的调查报告指出: “如果对清洗操作进行了彻底的危险评估,并设计一个操
作的安全规程,那么这起事故应该是可以避免的”。
三、硝化过程的危害因素及预防对策(续)
1、硝化过程的危害因素 (3)硝化易产生副反应和过反应,二硝和多硝化合物具有易爆 特性。
硝化反应具有深度氧化占优势的链锁反应和平行反应的特点, 同时还伴有水解等副反应,直接影响到生产的安全。硝化过程中 最危险的是有机物质的氧化,氧化反应出现时放出大量氧化氮气 体的褐色蒸气,以及混合物的温度迅速升高而引起硝化混合物从 设备中喷出,发生爆炸事故。芳香族的硝化反应常发生生成硝基 酚的氧化副反应,硝基酚及其盐类性质不稳定,极易燃烧、爆炸。 特别是多硝基化合物和硝酸酯,受热、摩擦、撞击或接触着火源, 极易发生着火或爆炸。
四、案例1——吉林石化双苯厂爆炸事件
• 2005年11月13日,13:45该车间硝化单元的T-102塔发生 堵塞,循环不畅,因处理不当发生爆炸,接连又发生4次连环 爆炸。造成8人死亡,60人受伤,下风侧3万名居民紧急撤离。 出动11个消防中队、57辆消防车、近300名消防队员参加灭 火、断料、冷却处置。爆炸漏出近100吨的苯、硝基苯等物 料以及灭火用水构成的事故现场地面水进入排水管线,流入 松花江,造成水体污染……
(完整版)AO生化的硝化与反硝化原理及控制参数-汇总重要,推荐文档
A/O生化处理工艺的硝化和反硝化控制(天道酬勤)1、基本原理本系统生化处理段采用缺氧/好氧(A/O)工艺,A/O工艺通常是在常规的好氧活性污泥法处理系统前,增加一段缺氧生物处理过程。
在好氧段,好氧微生物氧化分解污水中的BOD5,同时进行硝化反应,有机氮和氨氮在好氧段转化为硝化氮并回流到缺氧段,其中的反硝化细菌利用氧化态氮和污水中的有机碳进行反硝化反应,使化合态氮变成分子态氮,同时获得同时去碳和脱氮的效果。
这里着重介绍生物脱氮原理。
1) 生物脱氮的基本原理传统的生物脱氮机理认为:脱氮过程一般包括氨化、硝化和反硝化三个过程。
①氨化(Ammonification):废水中的含氮有机物,在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程;②硝化(Nitrification):废水中的氨氮在硝化菌(好氧自养型微生物)的作用下被转化为NO2-和NO3-的过程;③反硝化(Denitrification):废水中的NO2-和NO3-在缺氧条件下以及反硝化菌(兼性异养型细菌)的作用下被还原为N2的过程。
在反硝化菌的作用下,少部分亚硝酸及硝酸盐氮同化为有机氮化物,成为菌体,大部分异化为气态(70~75%)。
其中硝化反应分为两步进行:亚硝化和硝化。
2、硝化菌对环境的变化很敏感,它所需要的环境条件主要包括以下几方面:(1)好氧条件,DO≥1mg/l,并保持一定碱度,适宜的PH值为7.5~8.5,当pH值低于7.0时,硝化反应会受到抑制,但是当pH低于一定值后,硝化反应就会被抑制而停止,所以说如果废水pH由高到低,且pH小于6.5时就可以排除硝化反应导致的pH值降低。
(2)有机物含量不宜过高,污泥负荷≤0.15kgBOD/kgMLVSS·d,因为硝化菌是自养菌,有机基质浓度高,将使异氧菌快速增殖而成为优势。
(3)适宜温度20~30℃。
(4)硝化菌在反应器中的停留时间必须大于最小世代时间。
(5)抑制浓度尽可能的低,除重金属外,抑制硝化菌的物质还有高浓度有机基质,高浓度氨氮、NOx-N 以及络合阳离子。
「收藏」生物脱氮硝化反硝化原理及影响因素解析
「收藏」生物脱氮硝化反硝化原理及影响因素解析废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。
生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。
快速消除水中氨氮方法有多种,但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。
下面我详细介绍以下这种快速消除水中氨氮的方法:(一)生物硝化在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程,称为生物硝化作用。
由上式可知:(1)在硝化过程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g;(2)硝化过程中释放出H+,将消耗废水中的碱度,每氧化lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。
影响硝化过程的主要因素有:(1)pH值;当pH值为8.0~8.4时(20℃),硝化作用速度最快。
由于硝化过程中pH将下降,当废水碱度不足时,即需投加石灰,维持pH值在7.5以上;(2)温度;温度高时,硝化速度快。
亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃,在15℃以下其活性急剧降低,故水温以不低于15℃为宜;(3)污泥停留时间;硝化菌的增殖速度很小,其最大比生长速率为=0.3~0.5d-1(温度20℃,pH8.0~8.4)。
为了维持池内一定量的硝化菌群,污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。
在实际运行中,一般应取>2 ,或>2 ;(4)溶解氧;氧是生物硝化作用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反应的进行。
一般,在活性污泥法曝气池中进行硝化,溶解氧应保持在2~3mg/L以上;(5)BOD负荷;硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌。
若BOD5负荷过高,会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖,从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。
所以为要充分进行硝化,BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
(二)生物反硝化在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将NO2--N 和NO3--N还原成N2的过程,称为反硝化。
污水处理中硝化细菌生存的影响因素及控制
污水处理中硝化细菌生存的影响因素及控制污泥负荷Ns硝化细菌更多的还是在伴随着菌胶团的生存,有机物的去除是先进行碳氧氧化,再进行氮氧化。
有机物先通过菌胶团分解氧化生成二氧化碳与水,部分作为自身能量消耗。
只有有机负荷降低到一定程度,硝化细菌才开始工作进行硝化反应。
对于这个污泥负荷,设计值及经验值一般小于0.15kgBOD5/KgMLss.d。
通过介绍相信大家也能知道污泥负荷对于硝化细菌,硝化反应是尤为重要!污泥龄(SRT)首先简单介绍一下污泥龄:污泥龄是指曝气池中活性污泥的总量与每日排放的剩余污泥的比值,稳定运行时剩余污泥量就是新增长的活性污泥量。
因此,污泥龄也是新增长的活性污泥在曝气池中的平均停留时间,也可以理解为污泥总量增长一倍也就是繁殖一代所需要的时间。
泥龄ts是活性污泥在曝气池中的平均停留时间,即曝气池中的活性污泥量/每天从曝气池系统排出的剩余污泥量TS=(X*VT)/(QS*XR+Q*XE)式中:tS——泥龄,dX——曝气池中的活性污泥浓度,即 MLSS,kg/m3VT——曝气池总体积,m3QS——每天排出的剩余污泥体积,m3/dXR——剩余污泥浓度,kg/m3Q——设计污水流量,m3/dXE——二沉池出水的悬浮固体浓度,kg/m3为了保证好氧系统的微生物中有足够的硝化菌,需要增加硝化菌的繁殖数量,为此虽然硝化菌的繁殖周期在5d,但是为了提高硝化菌的浓度,通常将污泥龄控制在繁殖周期的 2 倍。
有些资料也显示是10~15d。
案例分享:某生活污水处理厂,主要工艺为A2O工艺,进水水量5000m3/d,进水COD300-400mg/l 进水氨氮为 20mg/l,出水在16-20mg/l,氨氮出水要求 5mg/l。
从去除率来看脱氮效果不明显,几乎没有经过现场询问运营人员,运行管理人员平时运行,如果出水 COD 升高,检测SV30 为 85%时,他们就采取排泥措施,还有DO偏高,污泥沉降性能不好,他们也会排泥,基本 1-2d 排一次泥,根据现场分析判断,排泥太勤,污泥龄短硝化菌流失,硝化效率低下甚至无去除率。
硝化反应主要危险及控制措施
三、硝化过程的危害因素及预防对策(续)
4、硝化设备危害的预防对策 (1)设备设计、材质选择要合理,特别对耐腐蚀要求。
(2)硝化釜搪玻璃涂层的完整性必须定期检查 。
(3)电器仪表要防爆,设备、管道要有防静电措施并定期进行 防静电检测。 (4)仪表控制报警联锁要定期检查并试运行。 (5)泄压、防有害气体外泄装置要经常巡查确保有效。
三、硝化过程的危害因素及预防对策(续)
1、硝化过程的危害因素 (2)反应组份分布与接触不均匀,可能产生局部过热。
硝化反应是在非均相中进行的,即在剧烈搅拌下使有机相分 散到酸相中反应,反应组份的分布与接触不易均匀,而引起局部 过热导致危险出现。尤其在意外停电、停冷却水、停止搅拌或由 于搅拌叶片脱落等事故发生时,搅拌失效是非常危险的,因为这 时两相很快分层,大量活泼的硝化剂在酸相中积累,引起两相接 触面反应局部过热;一旦搅拌再次开动,可能会突然引发激烈的 反应,瞬间可释放过多的热量,引起爆炸事故。
一、硝化反应的介绍(续)
硝化过程常用的硝化剂有各种浓度的硝酸、硝酸与硫酸的混 合物(即混酸)、硝酸和醋酐的混合物等。
根据硝化物的性质和所用的硝化剂的不同,硝化方法主要有 稀硝酸硝化、浓硝酸硝化和非均相混酸硝化等。
• 混酸(浓硝酸、浓硫酸)硝化主要用于苯、甲苯和氯苯等的 硝化。
二、硝化剂的危害因素及预防对策
四、案例1——吉林石化双苯厂爆炸事件
• 2005年11月13日,13:45该车间硝化单元的T-102塔发生 堵塞,循环不畅,因处理不当发生爆炸,接连又发生4次连环 爆炸。造成8人死亡,60人受伤,下风侧3万名居民紧急撤离。 出动11个消防中队、57辆消防车、近300名消防队员参加灭 火、断料、冷却处置。爆炸漏出近100吨的苯、硝基苯等物 料以及灭火用水构成的事故现场地面水进入排水管线,流入 松花江,造成水体污染……
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四、硝化速率
生物硝化系统一个专门的工艺参数是硝化速率,系指单位重量的活性污泥 每天转化的氨氮量,一般用 NR 表示,单位一般为 gNH3-N/(gMLVSS·d)。NR 值 的大小取决于活性污泥中硝化细菌所占的比例,温度等很多因素,典型值为
产生抑制的浓度(mg/L) 0.25
0.005~0.5 0.5 50 0.25
0.08~0.5 0.34 500
需要更长的反应时间。
三、溶解氧 DO
硝化工艺混合液的 DO 应控制在 2.0 mg/L,一般在 2.0~3.0 mg/L 之间。当 DO 小于 2.0 mg/L 时,硝化将受到抑制;当 DO 小于 1.0 mg/L 时,硝化将受到完 全抑制并趋于停止。生物硝化系统需维持高浓度 DO,其原因是多方面的。首先, 硝化细菌为专性好氧菌,无氧时即停止生命活动,不像分解有机物的细菌那样, 大多数为兼性菌。其次,硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多,如 果不保持充足的氧量,硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。另外,绝大多数 硝化细菌包埋在污泥絮体内,只有保持混合液中较高的溶解氧浓度,才能将溶 解“挤入”絮体内,便于硝化菌摄取。
生物硝化影响因素
第一部分 对硝化细菌生长和硝化过程产生影响物质汇总表
毒物 铝 氨 砷 硼(硼酸盐) 镉 钙 三价铬 铜 铁
有机物 苯胺 有毒物质对活性污泥的抑制浓度(mg/L)
抑制浓度 15~26
480 0.1 0.05~100 10~100 2500 1~10 1.0 1000
毒物 铅 锰 镁 汞 镍 银 硫酸盐 锌 酚
抑制生物硝化的一些有机物
产生 75%抑制时的浓度(mg/L) 1 1 1 1 5.6 7
0.076 0.18
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷,3各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
0.02 gNH3-N/(gMLVSS·d),即每克活性污泥每天大约能将 0.02 gNH3-N 转化成
NO3—-N。
五、BOD5/TKN 对硝化的影响
TKN 系指水中有机氮与氨氮之和。入流污水中 BOD5 与 TKN 之比是影响硝 化效果的一个重要因素。BOD5/TKN 越大,活性污泥中硝化细菌所占的比例越小, 硝化速率 NR 也就越小,在同样运行条件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN 越小,硝化效率越高。典型城市污水的 BOD5/TKN 大约为 5-6,此时活性污泥 中硝化细菌的比例约为 5%;如果污水的 BOD5/TKN 增至 9,则硝化菌比例将降 至 3%;如果 BOD5/TKN 减至 3,则硝化细菌的比例可高达 9%。其次,BOD5/TKN 变小时,由于硝化细菌比例增大,部分会脱离污泥絮体而处于游离状态,在二 沉池内不易沉淀,导致出水混浊。综上所述,BOD5/TKN 太小时,虽硝化效率提
抑制浓度 0.1 10 ---
0.1~5.0 1.0~2.5
5.0 3000 0.08~10 200
种类 六价格
铜 铅 镁 镍 锌 氰化物 硫酸盐
抑制硝化的一些重金属和无机物浓度
第二部分 其他硝化反应影响因素
一、污泥负荷 F/M 和泥龄 SRT
生物硝化属低负荷工艺,F/M 一般都在 0.15 kgBOD/(kgMLVSS·d)以下。负 荷越低,硝化进行得越充分,NH3-N 向 NO3—-N 转化的效率就越高。有时为了使 出水 NH3-N 非常低,甚至采用 F/M 为 0.05kgBOD/(kgMLVSS·d)的超低负荷。
与低负荷相对应,生物硝化系统的泥龄 SRT 一般较长,这主要是因为硝化 细菌增殖速度较慢,世代期长,如果不保证足够长的 SRT,硝化细菌就培养不 起来,也就得不到硝化效果。实际运行中,SRT 控制在多少,取决于温度等因 素。但一般情况下,要得到理想的硝化效果,SRT 至少应在 15d 以上。
二、回流比 R 与水力停留时间 T
生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大。这主要是因为生物硝 化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐,如果回流比太小,活性污泥 在二沉池的停留时间就较长,容易产生反硝化,导致污泥上浮。
生物硝化系统曝气池的水力停留时间 Ta 一般也较传统活性污泥工艺长,至 少应在 8h 之上。这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除速率低得多,因而
对全部高中资料试卷电气设备,在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验;通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关,系电通,力1根保过据护管生高线产中0不工资仅艺料可高试以中卷解资配决料置吊试技顶卷术层要是配求指置,机不对组规电在范气进高设行中备继资进电料行保试空护卷载高问与中题带资2负料2,荷试而下卷且高总可中体保资配障料置2试时32卷,3各调需类控要管试在路验最习;大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试,况卷要下安加与全强过,看度并25工且52作尽22下可护都能1关可地于以缩管正小路常故高工障中作高资;中料对资试于料卷继试连电卷接保破管护坏口进范处行围理整,高核或中对者资定对料值某试,些卷审异弯核常扁与高度校中固对资定图料盒纸试位,卷置编工.写况保复进护杂行层设自防备动腐与处跨装理接置,地高尤线中其弯资要曲料避半试免径卷错标调误高试高等方中,案资要,料求编试技5写、卷术重电保交要气护底设设装。备备置管4高调、动线中试电作敷资高气,设料中课并技3试资件且、术卷料中拒管试试调绝路包验卷试动敷含方技作设线案术,技槽以来术、及避管系免架统不等启必多动要项方高方案中式;资,对料为整试解套卷决启突高动然中过停语程机文中。电高因气中此课资,件料电中试力管卷高壁电中薄气资、设料接备试口进卷不行保严调护等试装问工置题作调,并试合且技理进术利行,用过要管关求线运电敷行力设高保技中护术资装。料置线试做缆卷到敷技准设术确原指灵则导活:。。在对对分于于线调差盒试动处过保,程护当中装不高置同中高电资中压料资回试料路卷试交技卷叉术调时问试,题技应,术采作是用为指金调发属试电隔人机板员一进,变行需压隔要器开在组处事在理前发;掌生同握内一图部线纸故槽资障内料时,、,强设需电备要回制进路造行须厂外同家部时出电切具源断高高习中中题资资电料料源试试,卷卷线试切缆验除敷报从设告而完与采毕相用,关高要技中进术资行资料检料试查,卷和并主检且要测了保处解护理现装。场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况,然后根据规范与规程规定,制定设备调试高中资料试卷方案。
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