物料的碳氮比如何計(jì)算測定
來源:新能源網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-17 12:58:29
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物料的碳氮比如何計(jì)算測定【專家解說】:如何計(jì)算反硝化的CN比?——一個(gè)本來不應(yīng)該成為問題的問題,加上一個(gè)稍微簡便的計(jì)算方法。污水進(jìn)行反硝化時(shí),需要一定的碳源,,教科書、文獻(xiàn)中都有參
【專家解說】:如何計(jì)算反硝化的C/N比?——一個(gè)本來不應(yīng)該成為問題的問題,加上一個(gè)稍微簡便的計(jì)算方法。
污水進(jìn)行反硝化時(shí),需要一定的碳源,,教科書、文獻(xiàn)中都有參考數(shù)據(jù),但是具體怎么得出的,很多人不清楚。
我們說的C,其實(shí)大多數(shù)時(shí)候指的是COD(化學(xué)需氧量),即所謂C/N實(shí)際為COD/N,COD是用需氧量來衡量有機(jī)物含量的一種方法,如甲醇氧化的過程可用(1)式所示,二者并不相同,但二者按照比例增加,有機(jī)物越多,需氧量也越多。因此,我們可以用COD來表征有機(jī)物的變化。
CH3OH + 1.5O2 → CO2 + 2 H2O (1)
1. 反硝化的時(shí)候,如果不包含微生物自身生長,方程式非常簡單,通常以甲醇為碳源來表示。
6NO3- +5 CH3OH → 3 N2 + 5CO2 + 7 H2O + 6OH- (2)
由(1)式可以得到甲醇與氧氣(即COD)的對應(yīng)關(guān)系:1mol甲醇對應(yīng)1.5mol氧氣,由(2)式可以得到甲醇與NO3-的對應(yīng)關(guān)系,1mol甲醇對應(yīng)1.2molNO3-,兩者比較可以得到,1molNO3--N對應(yīng)1.25molO2,即14gN對應(yīng)40gO2,因此C/N=40/14=2.86。
2. 反硝化的時(shí)候,如果包含微生物自身生長,如(3)式所示。
NO3- + 1.08 CH3OH → 0,065C5H7NO2 + 0.47 N2 + 1.68CO2 + HCO3- (3)
同樣的道理,我們可以計(jì)算出C/N=3.70。
3. 附注:本來事情到這里已經(jīng)算完了,但是偶還想發(fā)揮一下第一種情況,以下計(jì)算只是一種化學(xué)方程式的數(shù)學(xué)計(jì)算,不代表真的發(fā)生這樣的反應(yīng)。
如果我們把(1)、(2)兩式整理,
N2 + 2.5O2 + 2OH- → 2NO3- + H2O
有負(fù)離子不方便 ,我們在兩邊減去2OH-,
N2 + 2.5O2 → N2O5
其中,N源于NO3-,O可以代表有機(jī)物,因此,對應(yīng)不含微生物生長的反硝化的理論碳源的需求量,實(shí)際就是相當(dāng)于把N2氧化成N2O5的需氧量,進(jìn)一步說就是N2O5分子中O/N的質(zhì)量比。
這樣就更簡單了,C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86.
依次可以類推出NO2--N的純反硝化的理論C/N比是N2O3分子中O/N的質(zhì)量比=16×3/(14×2)=12/7.
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