浮生半日闲人
范文一：缺氧(反硝化)反应
反硝化在废水处理中的作用
提 纲
? ? ? ? ? ? ? ? 反硝化的作用机理 缺氧反硝化的影响因素 反硝化反应的化学计量学 反硝化的反应动力学 缺氧反硝化在生物处理工艺脱氮中的典型应用 外加碳源除氮 缺氧作用对难降解有机物的去除 反硝化除磷
有机物在不同生化环境下的降解
? ? 有机物 CnHm ? ?
? ? O2 H2O，CO2
NO3Fe(III) SO42-
N2，CO2
Fe(II), CO2
H2S, CO2 CH4, CO2
一、反硝化的作用机理
反硝化作用的定义
? 生物反硝化过程是指在无氧或低氧条件 下，微生物将硝酸盐氮（NO3--N）和亚 硝酸盐氮（NO2--N）还原成气态氮的过 程。 ? 参与这一过程的微生物称为反硝化菌， 是一类兼性需氧（硝态氮中的氧）微生 物。
反硝化菌
? 反硝化菌在环境中存在于土壤、沉积物、 地表水、地下水中 ? 大部分反硝化菌以有机物为电子供体， 是异养菌； ? 部分反硝化菌可以H2和还原态硫为电子 供体，是自养菌。
反硝化反应中氮的转化
硝酸盐还原酶 ? NO3? ?? ? ? → NO2 ?亚硝酸盐还原酶 → NO ?氧化氮还原酶 → N 2O ?氧化亚氮还原酶 → N 2 ? ? ? ?? ??? ? ????
NO3- + 2e- + 2H+ = NO2- + H2O NO2- + e- + 2H+ = NO + H2O 2NO + 2e- + 2H+ = N2O + H2O N2O + 2e- + 2H+ = N2 + H2O
反硝化反应中氮的转化
同化反硝化 （当NO3-是氮的唯一可被利用形式时进行） 氮 的 氧 化 还 原 态 -Ⅲ -Ⅱ -Ⅰ 0 +Ⅰ +Ⅱ +Ⅲ +Ⅳ +Ⅴ 硝酸盐NO3硝酰基NOH （NO） 亚硝酸盐NO2羟胺NH2OH 气态氮N2 笑气N2O 氨氮（供细胞合成） 异化反硝化
反硝化反应方程式（异养反硝化菌）
6 NO3? + 2CH 3 OH ? → 6 NO2? + 2CO2 + 4 H 2 O ?
? 6 NO2 + 3CH 3OH ? 3 N 2 + 3CO2 + 3H 2O + 6OH ? ?→
总方程式为： 6 NO3? + 5CH 3OH ? 3 N 2 + 5CO2 + 7 H 2O + 6OH ? ?→
反硝化反应方程式（自养反硝化菌）
8 4 16 8 ? NO3 + 4 H 2 ? ?→ N 2 + H 2O + OH ? 5 5 5 5
：
6 2 3 4 + ? 2? NO3 + S + H 2O ? ?→ N 2 + SO4 + H 5 5 5 5
二、缺氧反硝化的影响因素
反硝化工艺的影响因素
影响因素 硝酸盐浓度
影响作用说明 相对在好氧条件下进行的生化反应过程而言，反硝化菌的生长速率较小， 因而反硝化速率比较慢。观察表明硝酸盐浓度会影响反硝化菌的最大生长速 C 率，其影响可用下式表示： μ = μ
' D N mD
K
sN
+CN
碳源
一般认为当废水中的BOD5/TKN大于3～5时，可无需外加碳源，否则需另外 投加有机碳源。外加碳源大多投加甲醇，因它被氧化分解后的产物为CO2和 H2O，不留下任何难以分解的中间产物，而且能获得最大的反硝化速率，一 般来说，该速率为无外加碳源时的四倍。以甲醇为碳源时，碳源浓度对反硝 M 化的影响可用Monod 公式进行模拟。 μ = μ
'
D mD
K
M
+ M
温度 pH值 溶解氧
温度对脱氮处理工艺具有显著的影响。对于反硝化作用来说，最适宜的运 行温度是20～40℃。低于15℃时，反硝化速率将明显下降，而在5℃以下， 反硝化虽能进行，但速率极低。 对反硝化菌的生长来说，其最佳pH值范围为7.0~8.0。 反硝化菌属异养型兼性厌氧/需氧菌，它需要在缺氧条件下生活。如果反 应器中的溶解氧过多，将会阻抑硝酸盐还原酶的形成，或充当电子受体，从 而竞争性地阻碍了硝酸盐氮的还原。一般地，在悬浮生长系统，反硝化段溶 解氧控制在0.5mg/L以下，而在生物膜反硝化系统中，由于菌体周围微环境 的氧分压与溶液大环境的不同，溶解氧控制在1.0 mg/L以下时，亦不致影响 反硝化的正常进行。
溶解氧浓度的影响
溶解氧以两种方式影响反硝化 ? 抑制氮还原酶的基因（DO大于2.55mg/L时） ? 抑制氮还原酶活性（ DO大于n/10 mg/L 时） 当DO大于零时反硝化可以发生
反硝化中间产物的积累
? 较低浓度电子供体； ? 较高浓度DO（较高浓度DO对亚硝酸还原酶和 氧化氮还原酶的抑制作用大于对硝酸还原酶的 抑制作用） ? 最适7
硝酸盐对亚硝酸盐还原酶有抑制作用
250 200 浓度（mg/L） 150 100 50 0 0 1 2 3 时间（h） 4 5
吡啶 NO3-N NO2-N
NO和N2O的还原
? NO和N2O的还原一般较快； ? 但在有些情况会有N2O的积累，如低温、 高浓度有毒物质存在等不利条件下。
N2O的温室效应
? 大气中的三种主要温室气体：CO2、CH4、N2O；
? N2O对温室效应的贡献是CH4的2.5倍，等摩 尔浓度N2O的增温潜势是CO2的150倍，其在
? 目前大气中N2O的浓度为619μg/L，并正
大气中的浓度增加一倍，将导致全球升温0.3℃。
以每年0.25%~0.31%的速度增长。
反硝化过程中N2O的逸出
? N2O还原酶的合成滞后于NO3-还原酶，因 此反硝化初期， N2O不能及时还原为氮 气，而扩散到大气中； ? N2O还原酶竞争电子的能力弱，因此当电 子供体不足时，引起N2O积累而逸出； ? 有些特殊的反硝化菌反硝化的最终产物 就是N2O。
三、反硝化反应的化学计量学
以甲醇为电子供体：
0.1667CH 3OH + 0.1561NO3? + 0.1561H + = 0.00954C5 H 7 NO2 + 0.0733 N 2 + 0.3781H 2O + 0.119CO2
以乙酸为电子供体：
? ? 0.125 3COO + 0.1438 3 + 0.1438 + = 0.0122 5H7 NO2 + 0.0658 2 + 0.125HCO + 0.1542 2O + 0.0639 2 CH NO? H C N H CO 3
以氢为电子供体：
0.5H2 + 0.1773 3 + 0.0246 2 + 0.1773 + = 0.00493 5H7 NO2 + 0.0862 2 + 0.5714 2O NO? CO H C N H
反硝化反应的化学计量学
电子 供体 gOD/g NO3--N g VS
S/g g alk as NO3--N CaCO3/g NO3--N 3.57 0.490 3.57 3.57 0.685 0.224 g VSS/g OD(=Yn) 0.135 0.172 0.0696
甲醇 3.66 乙酸 3.97 氢 3.22
反硝化所需碳源量
bsCODr＝bsCODsyn+bsCODo
? bsCODr : 被利用的溶解性可生物降解COD
? bsCODsyn：用于细胞合成的溶解性可生物降解COD
? bsCODo ：被氧化的溶解性可生物降解COD
反硝化所需碳源量
由于 bsCODsyn＝1.42Yn*bsCODr
Yn = Y 1+ (bdn ) SRT
故 bsCODr＝1.42Yn bsCODr+bsCODo 推出 bsCODo＝(1-1.42Yn) bsCODr
反硝化所需碳源量
由于 bsCODo ＝2.86NOx NOx: 被还原的NO3－N 所以 2.86 NO3＝ (1-1.42Yn) bsCODr 推出 bsCOD 2.86
NO3 ? N = 1 ? 1.42Yn
四、反硝化的反应动力学
? 异养反硝化菌与好氧异养菌有相似的动 力学特征； ? 氧呼吸从O2转为NO3-或NO2-,电子供体用于
细胞合成的比例fs和产率系数Y的降低程度均 不大，因此，在有机物去除方面，反硝化与好 氧过程类似。
四、反硝化的反应动力学
? 许多研究表明,当有机碳源充足时，反硝化速率与硝酸盐 浓度呈零级动力学反应、即反硝化速率与硝酸盐浓度无 关（一般认为，NO3-—N超过0．1mg/L时，对反硝化速 率无影响）．而只与反硝化细菌的数量有关。因此碳源 无限制时，在缺氧池中NO3-的去除可表达为； ? (NO3-)i一(NO3)e＝(RDN)(Xv)(t) (NO3-)i——进水NO3-—N浓度．mg/L； (NO3-)e——出水NO3-—N浓度，mg/L； RDN——反硝化速率，g（NO3—N）／g（VSS）d; XV——挥发性污泥浓度，mg/L。 式中．
不同碳源对反硝化速率和耗碳速率的影响
碳源 混合VFA 乙酸 丙酸 丁酸 戊酸 甲醇（20℃） 乙醇 消化污泥上清液 内源反硝化
反 硝 化 速 率 （ mg NO3—N/mgVSS?d）
0.754 0.603 0.362 0.519 0.487 0.289 0.349 0.575 0.084
耗 碳 速 率 （ mg C/mgVSS?d） 1.792 1.236 0.505 0.928 0.929
表观C/N 2.37 2.05 1.40 1.79 1.91
0.601 1.212
1.72 2.12
城市污水的反硝化速率
第一阶段反硝化速率最快，为50mg(NO3—N)/L·h，共持续5—15min，第二阶段反 硝化速率为16 mg(NO3—N)/L·h，直至全部碳源耗光，第三阶段是内源呼吸反硝化 速率，为5.4 mg(NO3—N)/L·h。
反硝化速率与温度和溶解氧的关系
? RDN（T）= RDN（20）K（T-20）（1-DO） ? 式中： K——反硝化的温度系数，取值范围： 1.03~1.1，通常取1.09。
pH对反硝化速率的影响
pH对反硝化速率的影响
? 反硝化的最佳pH在中性和微碱性之间，当环境 中pH值偏离这一最佳值时，反硝化速率逐渐下 降，pH与反硝化速率的关系可用Timmerman提 出的方程式表达： ? RDN=（ RDN，max）/（1+K1?I） ? 式中：K1——常数； I——抑制浓度； I=10（pHmax-pH）-1 RDN，max——最适宜pH值时的反硝化速率
五、缺氧反硝化在生物处理工 艺脱氮中的典型应用
?生物量衰减（内源反硝化） ?预缺氧——
A/O法脱氮 ?同时硝化反硝化
用于生物量衰减
? ?
? 废水 ?
发生污泥作为电子供体的反硝化反应
曝气池 污泥回流
缺氧池
二沉池
出水
剩余污泥
? 出水BOD、NO3-较低、但NH4+高
用于生物量衰减
特点：是去除生物量的简单而有效的方法。 但较少单独应用 原因： 1.内源呼吸速率很慢（反硝化衰减系数为 0.051/d），因此需要较高的污泥浓度和较长的 HRT，导致较高的费用以及二沉池的沉降性能 问题； 2.生物量衰减放出氨氮，降低了系统的氮去除率。
预缺氧－A/O工艺脱氮
?
? 废水 ? 混合液回流 缺氧段(A) 好氧段(O) 二沉池 出水
污泥回流
剩余污泥
? 出水BOD、 NH4+ 较低、但有部分NO3-
预缺氧－A/O工艺脱氮
特点： ? 直接以进水中BOD为碳源进行反硝化， 减少曝气池除碳负荷； ? 与生物量衰减法相比，有较快的速率 ? 氨氮去除率高 ? 需较高的内回流（反硝化去除的氮～ Qr2/(Q+Qr2)；通常Qr2/Q：100%~400%）
同时硝化反硝化
?
? 废水 ? 反应器 污泥回流 二沉池 出水 剩余污泥
? 出水BOD、 NH4+ 、 NO3-均较低
同时硝化反硝化
? DO通常低于1.0mg/L ? 三个因素可保证硝化、反硝化、有机物去除同 时发生 （1）只有当DO高于1.0mg/L时各种氮还原酶才 能被抑制； （2）当DO低于1.0mg/L时各种氮还原酶被抑制 程度较轻； （3）污泥絮体内部DO较低，因此只要电子供体 能够进入絮体内部，则可发生反硝化。
同时硝化反硝化
? 据报道可达到100%的去除率； ? 但由于至今不知可靠的SRT、HRT、DO 的最佳组合，因此影响了其实现。
三种工艺的共同特征
? 硝化菌所需SRT较长，一般大于15d ? HRT相应较长（对生活污水至少10d） ? 沉淀池设计类似于延时曝气法
典型生物脱氮工艺的定量计算
计算基础：出于保守设计的考虑，应用以下三个 反应的化学计量学来进行计算。 ? 硝化 ? 有机物好氧氧化 ? 反硝化及有机物缺氧氧化
进水 BODL0 TKN0 (NO3)0=0 VSS=X0 缺氧反应器 Van BODL1 TKN1 MLVSS=Xv (NO3)1=0
Q(1+R1+R2) 好氧反应器 Vaer BODL=0 TKN=0 MLVSS=Xv (NO3)2
Q（1+R1）
出水 Q(1-Rw) BODL=TKN=0 (NO3)2 VSS=0
沉淀池 Vset
A/O 工 艺 脱 氮
BODL=0 TKN=0 Xv (NO3)2
混合液回流
R2Q
污泥回流
R1Q
BODL=TKN=0 (NO3)2 VSS=Xvr
剩余污泥 RwQ BODL=TKN=0 (NO3)2 VSS=Xvr
缺氧反应器
? 缺氧反应器发生最大程度的反硝化 ? 当废水作为电子供体，则其半反应：
1 50
C10 H 19 O3 N +
9 25
H 2O =
9 50
CO 2 +
1 50
+ NH 4 +
1 50
HCO 3? + H + + e ?
? 硝酸盐转化为氮气的半反应
f e ( 1 NO 3? + 6 H + + e ? = 5 5
+ 1 f s ( 20 NH 4 + 1 CO 2 + 5
1 10
3 N 2 + 5 H 2O )
? 合成半反应（氨氮为氮源）
1 20
HCO 3? + H + + e ? =
1 20
C 5 H 7 O2 N +
9 20
H 2O )
缺氧
反应器
? fs0：电子供体用于细胞合成的比例 ? fe0：电子供体用于提供能量的比例 ? fs：电子供体用于细胞合成的比例（考虑 细胞衰减, 净产率） ? fe：电子供体用于提供能量的比例（考虑 细胞衰减） ? fs0+fe0=1， fs+fe=1， fs fe0
缺氧反应器
? 净产率：
Y
n
= Y
1 + (1 ? f d ) b θ 1 + bθ x
x
? fd：可生物降解的活细胞占总细胞的产率 （即相当于细胞衰减后XS/(XS+Xp) ? 因此
f
s
=
f
0 s
1 + (1 ? f d ) b θ 1 + bθ x
x
fe =1? fs
复合有机物（废水）反硝化化学计量参数一览表
Θx fs
/d 5 10 14 20 25 30 40 50 0.44 0.38 0.35 0.31 0.29 0.27 0.24 0.22 0.56 0.62 0.65 0.69 0.71 0.73 0.76 0.78 fe
Yn gVSS/ gBODL
gNO3--N/ gBODL gBODL/ gNO3--N gNH4+-N/ gN2/ gBODL gBODL
0.31 0.27 0.25 0.22 0.20 0.19 0.17 0.16
0.20 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.27
5.07 4.62 4.39 4.15 4.02 3.92 3.77 3.68
0.20 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.27
-0.003 0.002 0.004 0.008 0.010 0.011 0.014 0.016
fs0＝0.52，b＝0.05/d，fd＝0.8
好氧反应器
硝化反应 ? 电子供体半反应：
1 8 + 3 NH 4 + 8 H 2 O = 1 NO 3? + 5 H + + e ? 8 4
? 电子受体半反应
f e ( 1 O2 + H + + e ? = 1 H 2O ) 4 2
? 合成半反应
+ 1 f s ( 20 NH 4 + 1 CO 2 + 5 1 20
HCO 3? + H + + e ? =
1 20
C 5 H 7 O2 N +
9 20
H 2O )
好氧反应器
硝化反应
Y n ( nit
)
= fs
( 14 + 8
14 20
113 gcells f s )( gNH
+ 4
/ 20 e ? eqcells ? N / e ? eqNH
+ 4
? N )
=
8 . 07 f s 2 .5 + f s
典型fs0＝0.127; b＝0.05/d
好氧反应器
碳氧化反应 ? 电子供体半反应：
1 50
C10 H 19 O3 N +
9 25
H 2O =
9 50
CO 2 +
1 50
+ NH 4 +
1 50
HCO 3? + H + + e ?
? 电子受体半反应
f e ( 1 O2 + H + + e ? = 1 H 2O ) 4 2
? 合成半反应
+ 1 f s ( 20 NH 4 + 1 CO 2 + 5 1 20
HCO 3? + H + + e ? =
1 20
C 5 H 7 O2 N +
9 20
H 2O )
好氧反应器
硝化反应
Y n ( aer
)
= 0 . 706
fs
典型fs0＝0.6; b＝0.15/d
生物增长速率
硝化菌
( ?X v ) nit = Y n ( nit ) [ Q ? TKN ?t
0
? [(
?X v ?X v gN ) aer + ( ) den ] ? 0 . 124 ] gVSS ?t ?t
好氧异养菌
?X v ( ) aer = Y n ( aer ) ? Q ? (1 + R1 + R 2 ) BOD ?t
L1
反硝化菌
( ?X v ) den = Y n ( den ) ? Q ? [ BOD ?t
L0
? (1 + R1 + R 2 ) BOD
L1
]
生物增长速率
总生物增长量
?X v ?X v ?X v ?X v ( ) tot = ( ) nit + ( ) aer + ( ) den + QX ?t ?t ?t ?t
i0
好氧池出水硝酸盐
?X v ?X v ?X v gN 1 ( NO ) = [Q ? TKN0 ? [( )aer + ( )nit + ( )den] ? 0.124 ] Q + R2Q + R1Q gVSS ?t ?t ?t
? 3 2
一般R2为4-6时，可达到80-86%的总氮去除 率
缺氧池出水BODL1
BOD
L1
=
BOD
L0
? ( R 2 + R1 )( NO 3? ) 2 ( gBOD 1 + R 2 + R1
L
/ gNO
? 3
? N)
水力停留时间或MLVSS
?X v θ = ( ) tot X vQ ? t
θx
HRT或MLVSS之一已知。
回流污泥浓度与剩余污泥排放率 （通过对二沉池进行物料衡算得出
）
θ (1 + R1 ? ) θx
R1
X vr =
?Xv
θ Xv Rw = ? r θx Xv
氮气生成速率
( R 2 + R1 )( NO 3? ) 2 gN 2 ?N 2 =Q ?( ? gNO 3 ? N gBOD ?t ( ) gBOD L
)
L
需氧量
?O2 gOD gOD = ( Q + Q1 + Q 2 ) ? BOD L 1 + QX i 0 ? 1 . 98 + 4 . 57 ?t gVSS gNH 4+ ? N ?X v ?X v ?X v gN ) aer + ( ) nit + ( ) den ) ? 0 . 124 ] ? [ Q ? TKN 0 ? (( ?t ?t ?t gVSS gOD ? X v ( ) tot ? 1 . 98 gVSS ?t
六、外加碳源除氮
适用于水中含有较多硝态氮，但电子供体很少 的情形
? 受氮肥污染的农业径流 ? 含有较高浓度硝酸盐，但电子供体较少 的饮用水源 ? 废水处理曝气池出水 可用活性污泥法或生物膜法。
七、缺氧作用对难降解有机物的去除
焦化废水中有机物在A2/O和A/O生物 膜系统中的降解
（HRT=37.9h，混合液回流比=4）
A1-A2-O系统 指 标 进 水 COD(mg/L) BOD(mg/L) 860 294 厌 氧 768 313 缺 氧 158 19.6 好 氧 131 9.47 进 水 799 230 缺 氧1 175 16.1 缺 氧2 168 10.6 好 氧 126 6.52 A2/O系统
吡啶的好氧降解曲线
250 吡啶浓度(mg/l) 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 120 时间(h)
吡啶的厌氧降解曲线
200 吡啶浓度（mg/l) 160 120 80 40 0 0 40 80 120 160 200 时间（h)
吡啶的缺氧降解曲线
400 吡啶浓度 (mg/l) 300 200 100 0 0 2 4 6 8 10 时间 (h)
喹啉的厌氧降解曲线
400
喹啉浓度（mg/l)
300
200
100 0
0 50 100 150 200 时间(h)
喹啉的缺氧降解曲线
350 300
喹啉浓度(mg/l)
250 200 150 100 50 0 0 5 10 15 20 25 30 时间(h)
吡啶和喹啉混合后的缺氧降解
300 250 200 150 100 50 0 0 20 40 60 时间(h) 80
喹啉
吡啶
吡啶和喹啉混合缺氧降解时，吡啶和喹啉存在拮抗作用， 且喹啉受到的影响远大于吡啶受到的影响。
浓度(mg/l)
芳香烃和卤代烃
? 一般认为，在绝对厌氧的产甲烷状态下，大多 数卤代烃可以降解，芳香烃则不一定能降解。 ? 在缺氧反硝化条件下，芳香烃和卤代烃可以被 微生物降解． ? 芳香烃和卤代烃在缺氧反硝化条件下的降解性 和降解速率还受到环境中其它有机物存在的影 响．当环境中有低浓度的、简单的、易被微生 物利用的有机物存在时，有利于芳香烃的缺氧 反硝化作用．
八、反硝化除磷
传统的生物除磷机理
? 传统的除磷工艺是利用厌氧好氧交替运行来除磷， 其 机 理 是 利 用 PAO(Poly—phosphate accumulating organisms)的摄/放磷原理。 ? PAO类细菌在厌氧环境下利用聚磷水解及细胞内糖 酵解获得能量，吸收污水中的有机碳源(VFA)，并使 之以PHA(聚—β—羟基—链烷酸脂)形式贮存，同时 释放磷酸盐；
? 当PAO在厌氧环境完成放磷贮碳后进入好氧环境中， 细胞内贮存的PHA被氧化(以O2 作电子受体)而产生 能量，用于磷的吸收和聚磷的合成，能量随之以聚 磷酸高能键形式贮存，从而实
现了磷的大量吸收。
反硝化除磷原理
? 在缺氧的条件下，反硝化除磷细菌DPB （Denifying Phosphoyus-removing Bacteria）能 够象在好氧条件下一样，利用硝态氮作为电子 受体，产生生物摄磷作用。在生物摄磷的同时， 硝酸氮被还原为氮气。 ? 在反硝化除磷过程中，COD和氧的消耗均能得 到相应的节省，比较传统的专性好氧磷细菌去 除工艺，反硝化除磷工艺能分别节省50%的 COD和30%氧的消耗量，剩余污泥相应减少 50%。
反硝化聚磷试验中COD、PO43+、NO3-的变化
利用反硝化除磷的工艺
? ? ? ? 进水 厌氧池 快沉池 膜法 硝化池 缺氧池 小曝气池 二沉池 出水
含有机物污泥 回流污泥 剩余污泥
范文二：硝化反应和反硝化反应
一、硝化反应
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。 硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤: NH4++1.5O2 2-+H2O+2H+ NO2-+0.5O23- 硝化反应总方程式：
NH3+1.86O2+1.98HCO3-5H7NO2+1.04H2O+0.98NO3--+1.88H2CO3 若不考虑硝化过程硝化菌的增殖，其反应式可简化为 NH4++2O23-+H2O+2H+ 从以上反应可知:
1) 1gNH4+-N氧化为NO3- 需要消耗2*50/14=7.14g碱（以CaCO3计)
+--2) 将1gNH4-N氧化为NO2-N需要3.43gO2,氧化1gNO2-N需要1.14gO2，所以氧
化1gNH4+-N需要4.57gO2。
硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面：
a. DO：DO应保持在2-3mg/L。当溶解氧的浓度低于0.5mg/L时，硝化反应过程
将受到限制。
b. PH和碱度：PH7.0-8.0，其中亚硝化菌6.0-7.5，硝化菌7.0-8.5。最适合
PH为8.0-8.4。碱度维持在70mg/L以上。碱度不够时，应补充碱
c. 温度：亚硝酸菌最佳生长温度为35℃，硝酸菌的最佳生长温度为35～42℃。
15℃以下时，硝化反应速度急剧下降；5℃时完全停止。
d. 污泥龄：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 。对于实际应用中，活性污泥法脱氮，污泥龄一般11～23d。
e. 污泥负荷：负荷不应过高，负荷宜0.05-0.15kgBOD/(kgMLSS·d)。因为硝化
菌是自养菌，有机物浓度高，将使异养菌成为优势菌种。总氮负荷应≤0.35kgTN/(m3硝化段·d)，当负荷>0.43kg/(m3硝化段·d)时，硝化效率急剧下降。
f. C/N: BOD/TKN应
g. 抑制物浓度：NH4+-N≤200mg/L，NO2--N10-150mg/L，NO3--N0.1-1mg/L。 h. ORP:好氧段ORP值一般在+180mV左右。 二、反硝化反应
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。
反硝化反应方程式为： -NO2+3H(电子供给体-有机物2O+OH- NO3-+5H(电子供给体-有机物2O+OH-
由以上反应可知：
1) 还原1gNO2--N或NO3--N，分别需要有机物(其O/H=16/2=8)3*8/14=1.71g和
5*8/14=2.86g，同时还产生50/14=3.57g碱（以CaCO3计） 2) 如果废水中含有DO，它会使部分有机物用于好氧分解，则完成反硝化反应所
--需要的有机物总量Cm=2.86[NO3-N]+1.71[NO3-N]+DO 反硝化细菌所需的环境条件主要包括以下几方面：
a. b. c. d. e.
DO：DO应保持低于0.5mg/L（活性污泥法）或1mg/L（生物膜法）。 PH：PH6.5-7.5
温度：硝酸菌的适宜温度为20～40℃。15℃以下时，反应速度急剧下降。 C/N: BOD/TN应≥4。 ORP：缺氧段的ORP值在－50～－110mV之间,厌氧段ORP值一般在－160～－200mV之间。
范文三：反应方程式
1、在过氧化钠固体上滴加热水
2Na2O2 + 2H2O(热) = 4NaOH + O2 2、将二氧化碳通入过氧化钠 2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 3、将氮化镁投入水中
Mg3N2 + 6H2O = Mg(OH)2 + 2NH3
4、向氯化锂溶液中滴加磷酸氢二钠溶液
+2?
3Li+ + HPO4 = Li3PO4 + H
5、六水合氯化镁受热分解
MgCl2·6H2O = Mg(OH)Cl + HCl + 5H2O 6、金属钠和氯化钾共热
Na(s) + K = NaCl + K(g) 7、金属铍溶于氢氧化钠溶液中
Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2 8、用NaH 还原四氯化钛
TiCl4 + 4NaH = Ti + 2H2 + NaCl 9、将臭氧化钾投入水中 4KO3 + 2H2O = O2 + 4KOH 10、将氢化钠投入水中
2NaH + 2H2O = 2NaOH + H2 11、向浓氨水中通入过量二氧化碳
NH3 + CO2 + H2O＝NH4HCO3
12、向硅酸钠溶液中滴加饱和氯化铵溶液
2?? + 2NH4 ＝ H2SiO3 + 2NH3 SiO3
13、向硅酸钠溶液中通入二氧化碳
Na2SiO3 + CO2 + 2H2O = H4SiO4 + Na2CO3 14、向氯化汞溶液中滴加少量氯化亚锡溶液 SnCl2(少量) + 2HgCl2 = Hg2Cl2 + SnCl4 15、铅溶于热浓硝酸
Pb + 4HNO3 = Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O 16、以过量氢碘酸溶液处理铅丹
2?
Pb3O4 + 15I— + 8H+ = 3PbI4+I3? + 4H2O
17、B2O3与浓H2SO4 和CaF2 反应
B2O3 + 3CaF2 + 3H2SO4(浓) = 2BF3+ 3CaSO4 + 3H2O 18、用稀硝酸处理金属铊
3Tl + 4HNO3(稀) = 3TlNO3 + NO + 2H2O 19、向KI 溶液中加入TlCl3 溶液
TlCl3 + 3KI = TlI + I2 + 3KCl 20、向NaBr 固体加浓硫酸
2NaBr + 3H2SO4(浓) === 2NaHSO4 + SO2 + Br2 + 2H2O 21、硫代硫酸钠溶液加入氯水中
2?2?+ 4Cl2 + 5H2O = 2SO4 + 8Cl + 10H S2O3
-+
22、溴水中通入少量H2S
4Br2 + H2S + 4H2O === 8HBr + H2SO4 23、向Na2S2 溶液中滴加盐酸
Na2S2 + 2HCl ==== 2NaCl + S + H2S 24、将Cr2S3 投入水中
Cr2S3 + 6H2O ==== 2Cr(OH)3 + 3H2S 25、PbS 中加入过量H2O2
PbS + 4H2O2 ==== PbSO4 + 4H2O 26、向HI 溶液中通入O3
3O3 + HI ==== 3O2 + HIO3 27、将氟通入溴酸钠碱性溶液中
??
F2 + BrO3+2OH- = BrO4+ 2F- + H2O
28、次氯酸钠溶液与硫酸锰反应
-2+--2
ClO + Mn + 2OH = MnO2 + Cl + HO 29、氯气通入碳酸钠热溶液中
3Cl2 + 3Na2CO3 = NaClO3 + 5NaCl + 3CO2 30、浓硫酸与碘化钾反应
8KI + 9H2SO4（浓）= 8KHSO4 + 4I2 + H2S + 4H2O 31、向碘化铬溶液中加入次氯酸钠溶液
2?
2CrI3 + 6ClO- + 4OH- = 2CrO4 + 3I2 + 6Cl- + 2H2O
32、用氢碘酸溶液处理氧化铜
2CuO + 4HI = 2CuI + I2 + 2H2O 33、加热重铬酸铵
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2↑+ 4H2O 34、在重铬酸钾溶液中加入钡盐
2?
2Ba2+ + Cr2O7 + H2O === 2BaCrO4 + 2H+
35、硫酸亚铁溶液与赤血盐混合
+? Fe2+ + Fe(CN)36 + K === KFe[Fe(CN)6]
36、强碱性条件下向Fe (OH)3 加过量次氯酸钠
2? 2Fe(OH)3 +3ClO- + 4OH- === 2FeO4 + 3Cl- + 5H2O
范文四：反应方程式
初中化学知识总结(化学方程式)
一、化合反应
1、镁在空气中燃烧： 现象：发出耀眼的白光、放出热量、生成白色粉末
2、铁在氧气中燃烧：
现象：（1）剧烈燃烧，火星四射（2）放出热量（3）生成一种黑色固体
注意：瓶底要放少量水或细沙，防止生成的固体物质溅落下来，炸裂瓶底。
3、铜在空气中受热： 现象：铜丝变黑。
4、铝在空气中燃烧： 现象：发出耀眼的白光，放热，有白色固体生成。
5、氢气中空气中燃烧： 现象：产生淡蓝色火焰、放出热量、烧杯内壁出现水雾。
6、磷在空气中燃烧： 现象：发出白光、放出热量、生成大量白烟。
7、硫粉在空气中燃烧：
现象：A、在纯的氧气中发出明亮的蓝紫火焰，放出热量，生成一种有刺激性气味的气体。
B、在空气中燃烧（1）发出淡蓝色火焰（2）放出热量（3）生成一种有刺激性气味的气体。
8、碳在氧气中充分燃烧： 现象：发出白光、放出热量、澄清石灰水变浑浊
9、碳在氧气中不充分燃烧：
10、二氧化碳通过灼热碳层：
11、一氧化碳在氧气中燃烧： 现象：发出蓝色的火焰，放热，澄清石灰水变浑浊。
12、二氧化碳和水反应（二氧化碳通入紫色石蕊试液）：
现象：石蕊试液由紫色变成红色。 注意：酸性氧化物＋水→酸
如：SO2 + H2O=== SO3 + H2O ===
13、生石灰溶于水（放热反应）： 注意:碱性氧化物＋水→碱(可溶性) 氧化钡、氧化钾、氧化钠溶于水：
14、钠在氯气中燃烧：2Na + Cl2===
15、无水硫酸铜作干燥剂：CuSO4 + 5H2O===
二、分解反应：
16、水在直流电的作用下分解： 现象：电极上有气泡产生。VH2：VO2＝2：1 正极产生的气体能使带火星的木条复燃、负极产生的气体能在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰
17、加热碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3 ===
现象：绿色粉末变成黑色，试管内壁有水珠生成，澄清石灰水变浑浊。
18、加热氯酸钾（催化剂：二氧化锰）：2KClO3===
19、加热高锰酸钾：2KMnO4 ===
20、实验室用双氧水制氧气（催化剂：二氧化锰）：
现象：有气泡产生，带火星的木条复燃。
21、锻烧石灰石（二氧化碳工业制法）：
22、碳酸不稳定而分解： 现象：石蕊试液由红色变成紫色。
23、硫酸铜晶体受热分解：CuSO4?5H2O
三、置换反应：
（1）金属单质 + 酸 -------- 盐 + 氢气 （置换反应）
24、锌和稀硫酸反应： 25、镁和稀硫酸反应：
26、铝和稀硫酸反应： 27、锌和稀盐酸反应：
28、镁和稀盐酸反应： 29、铝和稀盐酸反应：
24－29的现象：有气泡产生。
30、铁和稀盐酸反应： 31、铁和稀硫酸反应：
30、31的现象：有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色。
（2）金属单质 + 盐（溶液） ---另一种金属 + 另一种盐
32、铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4==
现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。
33、锌片放入硫酸铜溶液中：CuSO4+Zn==
现象：锌片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。
34、铜片放入硝酸银溶液中：2AgNO3+Cu==
现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。
（3）金属氧化物＋木炭或氢气→金属＋二氧化碳或水
35、焦炭还原氧化铁：3C+ 2Fe2O3===
36、木炭还原氧化铜：C+ 2CuO === 现象：黑色粉未变成红色，澄清石灰水变浑浊。
37、氢气还原氧化铜：H2 + CuO=== 现象：黑色粉末变成红色，试管内壁有水珠生成
38、镁和氧化铜反应：Mg+CuO===
四、复分解反应：
1、碱性氧化物＋酸→盐＋H2O
Fe2O3+6HCl== Fe2O3+3H2SO4== CuO+H2SO4==
2、碱＋酸→盐＋H2O
Cu(OH)2+2HCl== Cu(OH)2+H2SO4== NaOH+HCl== 2NaOH+H2SO4== Mg(OH)2+2HNO3== Ba(OH)2+H2SO4==
3、酸＋盐→新盐＋新酸
CaCO3+2HCl== Na2CO3+2HCl== HCl+AgNO3== H2SO4+BaCl2== Ba(NO3)2+H2SO4== NaHCO3+HCl==
4、盐1＋盐2→新盐1＋新盐2
KCl+AgNO3== Na2SO4+BaCl2==
5、盐＋碱→新盐＋新碱
CuSO4+2NaOH== FeCl3+3NaOH== Ca(OH)2+Na2CO3== NaOH+NH4Cl==
五、其它反应：
1、二氧化碳通入澄清石灰水：CO2 +Ca(OH)2 ===
现象：澄清石灰水变浑浊。（用澄清石灰水可以检验CO2，也可以用CO2检验石灰水） SO2 +Ca(OH)2 === SO3 +Ca(OH)2 ===
2、氢氧化钠和二氧化碳反应（除去二氧化碳）：2NaOH + CO2 ==== 2NaOH + SO2 ==== 2NaOH + SO3 ====
注意：1－2都是：酸性氧化物 +碱 -------- 盐 + 水
7、甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2===
现象：发出明亮的蓝色火焰，烧杯内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊。
8、酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2===
现象：发出蓝色火焰，烧杯内壁有水珠，澄清石灰水变浑浊。
9、一氧化碳还原氧化铜： 现象：黑色粉未变成红色，澄清石灰水变浑浊。
10、一氧化碳还原氧化铁：3
现象：红色粉未变成黑色，澄清石灰水变浑浊。（冶炼铁的主要反应原理）
11、一氧化碳还原氧化亚铁：
12、一氧化碳还原四氧化三铁：
13、光合作用：6CO2 + 6H2O
14、呼吸作用（有氧呼吸）：C6H12O6+6O2
范文五：反应方程式
1、 钠与氧气(1)常温下
（2）加热时
2、钠与水
3、钠与稀盐酸
4、钠投入硫酸铜溶液中
5、过氧化钠与水
6、过氧化钠与二氧化碳
7、过氧化钠与盐酸
8、往碳酸钠溶液中滴加稀盐酸至过量
往稀盐酸中滴加碳酸钠溶液至过量
9、饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳
10、碳酸氢钠溶液受热
11、碳酸氢钠溶液与氢氧化钠溶液
12、少量的碳酸氢钠溶液与过量的氢氧化钡溶液
少量的氢氧化钡溶液与过量的碳酸氢钠溶液
镁及其化合物
1、 镁与氧气
2、 镁与氯气
3、 镁与氮气
4、 镁与二氧化碳
5、 镁与盐酸
6、 镁与热水
7、 用氯化镁制取镁
8、 二氮化三镁溶于水
9、 氢氧化镁受热
10、 氢氧化镁中混有氢氧化钙，用——除杂，反应为——————-
铝及其化合物
1、 铝与氧气
2、 铝与盐酸
3、 铝与氢氧化钠溶液
4、 铝与四氧化三铁
5、 用氧化铝制取铝
6、 氧化铝与盐酸
7、 氧化铝与氢氧化钠溶液
8、 氢氧化铝受热
9、 氢氧化铝与硫酸
10化铝与氢氧化钠溶液
11向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液至过量
向氢氧化钠溶液中滴加氯化铝溶液至过量
11、 向四羟基合铝酸钠溶液中滴加稀盐酸溶液至过量
向稀盐酸溶液中滴加四羟基合铝酸钠溶液至过量
1、 铁与氧气
2、 铁与氯气
3、 铁与溴
4、 铁与硫
5、 铁与碘
6、 铁与水蒸气
7、 铁与稀硫酸
8、 铁与浓硫酸：A. 常温下————；
B. 加热时，少量的铁:________________________
C. 加热时，过量的铁:________________________
9、 铁与稀硝酸（写离子方程式）：
A. 少量的铁：________________________
B. 过量的铁：:_ ________________________
10、铁与硫酸铜溶液
11、铁与氯化铁溶液
12、钢铁的吸氧腐蚀：负极反应式
正极反应式
总反应式 ————————，其他有关化学反应————————————
13、氯化亚铁溶液中通入氯气（写离子方程式，13-22同）
14、溴化亚铁溶液中通氯气：A 少量的氯气
B 过量的氯气
C 二者的物质的量之比为1：1
15、氧化亚铁与稀硝酸
16、氯化亚铁溶液中滴入氢氧化钠溶液：现象为————————
反应为________________________________________________
17、氯化铁溶液中滴入氨水
18、氯化铁溶液与硫氰酸铁溶液混合————————————————现象为————
19、氢氧化铁胶体的制备
20、氯化铁溶液中加入碳酸钠溶液
21、氯化铁溶液中加入碳酸氢钠溶液
22、往氯化铁溶液中滴入硫化钠溶液至过量
往硫化钠溶液中滴入氯化铁溶液至过量
铜及其化合物
