污水进行反硝化时,需要一定的碳源,教科书、文献中都有参考数据,但是具体怎么得出的,很多人不清楚。
我们说的c,其实大多数时候指的是cod(化学需氧量),即所谓c/n实际为cod/n。cod是用需氧量来衡量有机物含量的一种方法,如甲醇氧化的过程可用(1)式所示,二者并不相同,但二者按照比例增加,有机物越多,需氧量也越多。因此,我们可以用cod来表征有机物的变化。
ch3oh 1.5o2→co2 2h2o
(1)
1. 反硝化的时候,如果不包含微生物自身生长,方程式非常简单,通常以甲醇为碳源来表示。
6no3- 5ch3oh→3n2 5co2 7h2o 6oh-
(2)
由(1)式可以得到甲醇与氧气(即cod)的对应关系:1mol甲醇对应1.5mol氧气;由(2)式可以得到甲醇与no3-的对应关系,1mol甲醇对应1.2molno3-;两者比较可以得到: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,如果包含微生物自身生长,如(3)式所示。
no3- 1.08ch3oh→
0,065c5h7no2 0.47n2 1.68co2 hco3-
(3)
同样的道理,我们可以计算出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学方程式的数学计算,不代表真的发生这样的反应。如果我们把(1)、(2)两式整理,n2 2.5o2 2oh-→2no3- h2o有负离子不方便,我们在两边减去2oh-,n2 2.5o2→n2o5其中,n源于no3-,o可以代表有机物,因此,对应不含微生物生长的反硝化的理论碳源的需求量,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
依次可以类推出:
no2--n的纯反硝化的理论c/n比是n2o3分子中o/n的质量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71