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硝化反應(yīng)為什么需要投加堿度？怎么計算投加量
pH對硝化的影響
pH酸堿度是影響硝化作用的重要因素。硝化細菌對pH反應(yīng)很敏感，在pH中性或微堿性條件下（pH為8～9的范圍內(nèi)），其生物活性zui強，硝化過程迅速。 當pH＞9.6或＜6.0時，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。
若pH＞9.6時，雖然NH4+轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-的過程仍然異常迅速，但是從NH4的電離平衡關(guān)系可知，NH3的濃度會迅速增加。由于硝化菌對NH3極敏感，結(jié)果會影響到硝化作用速率。 在酸性條件下，當pH＜7.0時硝化作用速度減慢， pH＜6.5硝化作用速度顯著減慢，硝化速率將明顯下降。pH＜5.0時硝化作用速率接近零。
pH下降的原因：
pH下降的原因有兩個，一是進水堿度不高；二是進水碳源不足，無法補充硝化消耗的一半的堿度。
由硝化方程式可知，隨著NH3-N被轉(zhuǎn)化成NO3--N，會產(chǎn)生部分礦化酸度H+，這部分酸度將消耗部分堿度，每克NH3-N轉(zhuǎn)化成NO3--N約消耗7.14g堿度(以CaC03計)。因而當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，便會耗盡污水中的堿度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果無強酸排入，正常的城市污水應(yīng)該是偏堿性的，即pH一般都大于7.0，此時的pH則主要取決于污水中堿度的大小。所以，在生物硝化反應(yīng)器中，應(yīng)盡量控制混合液pH＞7.0，即pH＞7.0是生物硝化系統(tǒng)順利進行的前提。當pH＜6.5時，則必須向污水中加堿。應(yīng)進行堿度核算。
02、脫氮需堿量的計算
在硝化過程中需要消耗一定量的堿度，如果污水中沒有足夠的堿度，硝化反應(yīng)將導致pH值的下降，使反應(yīng)速率減緩，所以硝化反應(yīng)要順利進行就必須使污水中的堿度大于硝化所需的堿度。
在實際工程應(yīng)用中，對于典型的城市污水，進水中NH3-N濃度一般為20～40mg／L（TKN約50～60mg／L），堿度約200mg／L(以Na2CO3計)左右。
1.一般來說，在硝化反應(yīng)中每硝化1gNH3-N需要消耗7.14g堿度，所以硝化過程中需要的堿度量可按下式計算：
堿度＝7.14×QΔCNH3-N×10-3
式中：
Q：日平均污水量，m3／d；
Δ：CNNH3-N：NH3-N濃度的差值，mg／L；
7.14：硝化需堿量系數(shù)，kg堿度／kgNH3-N。
2.對于含氨氮濃度較高的工業(yè)廢水，通常需要補充堿度才能使硝化反應(yīng)器內(nèi)的pH值維持在7.2～8.0之間。計算公式如下：
堿度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10-3
式中：K為安全系數(shù)，一般為1.2～1.3。
3.實際工程中進行堿度核算應(yīng)考慮以下幾部分：入流污水中的堿度，生物硝化消耗的堿度，分解BOD5產(chǎn)生的堿度，以及混合液中應(yīng)保持的剩余堿度。要使生物硝化順利進行，必須滿足下式：
ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE
如果堿度不足，要使硝化順利進行，則必須投加純堿，補充堿度。投加的堿量可按下式計算：
ΔALK＝（ALKN＋ALKE）-（ALKw＋ALKc）
式中：
ΔALK：系統(tǒng)應(yīng)補充的堿度，mg／L；
ALKN：為生物硝化消耗的堿量，ALKN一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg堿計算；
ALKE：混合液中應(yīng)保持的堿量，ALKE一般按曝氣池排出的混合液中剩余50mg/L堿度(以Na2CO3)計算；
ALKw：原污水中的總堿量；
ALKc：反硝化過程中產(chǎn)生的堿量。