资料22_脱氮(反硝化)速度的测定方法(中文)

2010年11月
脱氮（反硝化）速度的测定方法
JICA 短期专家 竹岛 正
【意义】
所谓反硝化反应是指污水中的亚硝酸盐氮或硝酸盐氮在无溶解氧的条件下，在兼性细菌（反硝化细菌）的作用下转化为气态氮而被从水中去除的过程。

反硝化反应可以用下式表示。

O
H OH N H NO O
H OH N H NO 2242)(10222)(62++→→-
＋＋＋＋－
３
２－２－
２
在生物脱氮的高度处理设施中，必须将已经硝化的活性污泥混合液送入无氧槽（脱氮槽）中，以便完成脱氮反应。

脱氮主要受BOD-SS 负荷，有机物浓度，水温，溶解氧浓度等影响。

脱氮速度可以用单位时间内（小时）单位体积（L ）的混合液所去除的氮量（mg/L•小时），或者用单位时间内（小时）单位重量（g ）的活性污泥所去除的氮量（mg/g•小时）来表示。

【测定方法】
序批式实验装置：序批式实验时，采用容积约为试样量的10倍左右的反应器，并为使污泥不发生沉淀而设置搅拌机。

根据搅拌强度不同，为了防止来自水面上氧的溶解，最好用发泡聚苯乙烯等材料覆盖在水面上。

所要器具：
• 反应容器（烧杯：3升） 1个 • 磁力搅拌器
1台 • ORP （氧化还原电位）计
1台 • 溶解氧测定仪（检查用） 1台
• 水温计
1支 • 活性污泥混合液试样的过滤用具 1套
• 亚硝酸盐氮，硝酸盐氮的分析系统
• 活性污泥混合液的MLSS ，MLVSS 的分析系统
试验操作：
从缺氧槽内采取活性污泥混合液，按所需量添加到实验装置。

对所采取的活性污泥混合液进行缓慢搅拌以免发生沉淀，并确认溶解氧浓度是否为零，然后即可采取分析用的试样。

所采取的试样应在脱氮速度达到不变的部分内按一定间隔采取，采样后立即过滤。

对滤液中的亚硝酸盐氮，硝酸盐氮进行分析，然后根据亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的总量的时间变化求出单位时间内的脱氮速度。

当活性污泥混合液中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮消耗之后，脱氮速度出现下降时结束实验。

活性污泥混合液单位体积的脱氮速度（mg/L•小时）＝
亚硝酸盐氮浓度的减少量（mg/L）+ 硝酸盐氮浓度的减少量（mg/L）
经过时间（小时）
另外，需要计算单位重量活性污泥的脱氮速度时，在实验开始和结束时分别测定MLSS，MLVSS，根据平均值计算出活性污泥的单位MLSS或单位MLVSS（g）的脱氮速度。

活性污泥单位重量的脱氮速度（mg/g•小时）＝
脱氮速度（mg/L•小时）
MLSS或MLVSS（g/L）
【注意事项】
（1）根据目的不同，考虑设施的操作条件，用进水和活性污泥混合液做实验求脱氮速度。

（2）实际设施的活性污泥混合液中的硝酸盐氮浓度较低的情况时，为了提高实验精度可以添加硝酸钠，使得硝酸盐氮浓度达到与好氧槽末端相同程度（10mg/L）。

另外，试样液中的有机物量较少时，根据向其添加有机物。

（3）搅拌机的搅拌速度如果过快，会加大外界氧由水面容入试料中，故应尽量降低搅拌速度。

（4）在实验开始和结束时分别测定水温，以便使得水温与取样的实际设施是一致的。

当实验中水温出现变动时，应使用恒温水槽设定水温差在±１℃。

（5）脱氮速度测定中，供试样品的pH有从7.0开始显著上升的情况，需要注意。

【实验方法之例】※假定MLSS：2,000mg/L，脱氮速度：3mg-N/g-SS/hr程度
（1）预先将恒温槽的水温设定与缺氧槽相同程度，再将实验装置放入恒温槽中。

（2）从缺氧槽的出口（序批式的情况下则在搅拌阶段完成的之前）采取活性污泥混合液，并向试验装置投加2升。

（3）添加硝酸钾220mg，甲醇0.1mL，用磁搅拌棒搅拌。

（使得NO3-N达15mg/L程度）
（4）在用磁搅拌棒搅拌时控制在不使活性污泥沉降的程度即可，注意不要将空气卷入。

（5）确认DO大致在0mg/L，然后按表-1所示的时间采取混合液。

所采取的量应足够供分析用。

使用RQ flex的情况，50ml足够。

MLSS时200mL。

（6）将采取的混合液立即进行过滤，测定MLSS及过滤夜中的NO2-N，NO3-N。

表-1脱氮速度测定试验水质分析方法的事例
另外，测定水温，pH，DO，ORP，并进行记录。

（7）计算NO2-N与NO3-N之和（＝NOx-N），并制成下图，算出脱氮速度。

脱氮速度的计算方法
• 以时间为横轴（分钟），以NOx-N为纵轴，在大致呈直线的范围内画出回归直线。

• 回归直线的斜率作为a，以MLSS作为b(mg/L)，脱氮速度常数ＫDN（mg-N/g-SS/hr）如下式所示。

ＫＤＮ＝－ａ×60÷ｂ×1,000
（例如，ＫＤＮ＝0.110×60÷2,000×1,000≒3.3mg-N/g-SS/hr）
• 此外，以单位重量计算脱氮速度时，脱氮速度常数ＫＬDN（mg-N/L/hr）如下式所示。

ＫＬDN＝ａ×60
（例如，ＫＬDN＝0.110×60≒6.6mg-N/L/hr）。