水处理实验技术指导书2016

1．硝化过程具有哪些影响因素，根据实验结果确定其影响程度？ 2．根据氨氮降解曲线计算氨氮比降解速率。

实验三 反硝化实验

一、实验目的

1、加深对活性污泥法反硝化过程的理解 2、掌握活性污泥比反硝化速率的测定方法

二、实验原理

反硝化反应是由异养型兼性厌氧微生物完成的生物化学反应过程，在缺氧条件下，将硝化过程产生的硝态氮或者亚硝态氮还原为氮氧化物或氮气。他们多数是兼性细菌，有分子态氧存在时，反硝化菌氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体。在无分子态氧条件下，反硝化菌也需要分解有机物，并利用硝态氮中的 N5+和 N3+作为电子受体。反硝化菌是兼性厌氧菌，既能进行有氧呼吸，也能进行无氧呼吸。

反硝化反应包括两个基本的反应：一. 由一群异养型微生物利用有机物作为碳源，将亚硝酸盐(NO2-)还原为氮氧化物或者氮气的反应（式3-1）；二. 仍由异养型微生物利用有机物作为碳源，将硝酸盐(NO3-)还原为氮氧化物或者氮气的反应（式3-2）。

NO2-+3H（电子供体—有机物）→0.5N2↑+ H2O+2OH- (3-1) NO3-+5H（电子供体—有机物）→0.5N2↑+ H2O+2OH- (3-2) 从上面式子可以看出，反硝化过程中硝态氮还原为氮气的过程中生产碱度，生成的碱度可以补充硝化过程消耗的碱度。

三、实验步骤

1．活性污泥的准备（同前一个硝化实验）

(1) 用自来水清洗取自城市污水处理厂的活性污泥3遍；

(2) 取一定体积已清洗完的污泥放置于塑料容器，并将其定容到6L；

(3) 将定容完毕的活性污泥混合液混合均匀后，用量筒取100mL混合液，并测量其污泥浓度（MLSS）。 2．药剂准备

(1) 按照拟定的亚硝酸盐氮浓度要求，称取亚硝酸钠。假设拟定配置混合液体积为6L，NO2--N浓度50mg/L，亚硝酸钠（分子量为69.00）称量质量计算公式为：69*（50mg/L*6L）/(14*1000mg/g)=1.479g亚硝酸钠；

(2) 按照拟定的碳源要求，称取乙酸钠。假设拟定配置混合液体积为6L，NO2--N浓度50mg/L，C/N比为4，那么所需的COD为50mg/L*4=200mg/L，乙酸钠称量质量计算公式为：200mgCOD/L*6L*1gCOD/ 1000mgCOD /（0.58gCOD/g乙酸钠）=2.07g乙酸钠。 3．反硝化过程

注意：下述实验，每一组需做两个实验，实验1必做，其余实验任选其一。做完实验1后，污泥需用

自来水清洗三遍后再开始下一个实验。

(1) 基准实验

按照分组顺序，每一个班第一组设定亚硝酸盐氮浓度为30mg/L，之后每一组递加10mg/L。碳氮比值（COD：NO2--N）为4：1。

实验过程为：

① 将称量好的亚硝酸钠和乙酸钠，将其加入到6L完成清洗的活性污泥混合液； ② 调整搅拌器转速，以泥水充分混合为要求；

③ 通过调整搅拌器转速实现泥水混合后，用2个5mL离心管采集第1次水样各5mL并开始计时，之后每间隔10分钟用2个5mL离心管采集一次水样，直到计时满40分钟，共采集10个水样；

④ 计时满40分钟后，停止搅拌并移开搅拌器，待污泥沉淀后，撇除上清液。再用自来水清洗污泥三次以满足开展下一批次实验的要求。

(2) 亚氮浓度调整实验

将亚氮浓度调整为基准实验时亚氮浓度的50%，并按相应的4：1比例调整乙酸钠投量。其余步骤参照基准实验进行。搅拌器转速、取样时间等条件均不变。

(3) 搅拌强度调整实验

在基准实验的基础上，调整搅拌器转速（增大、减小均可）。亚氮浓度、乙酸钠投量、取样时间等条件均不变。

(4) 碳氮比调整实验

在基准实验的基础上，调整COD与亚氮的比值（COD：NO2--N）为2：1。亚氮浓度、搅拌速度、取样时间等条件均不变。 4．亚氮浓度的测定

(1) 水样处理

将实验过程中采集的20个水样分两次放置于离心机，在4000转条件下，离心5分钟。离心完成后，移取上清液0.2mL于50mL比色管。

(2) 指标测定

将放置了水样的比色管用蒸馏水定容到50mL标线，然后分别加入配置好的1mL亚氮显色剂，震荡混匀。（另取一根未加水样的比色管，加注50mL蒸馏水，并同步加入亚氮显色剂，作为空白水样，用于吸光度测定时调零。）每个比色管加注药剂后，均需震荡混匀。最后静置显色，显色时间为20分钟。

显色完成后，2h以内，在波长540nm处，用光程为10mm比色皿，以空白水样为参比调零，测量各水样吸光度A。

(3) 指标计算

亚氮浓度计算公式为：

［NO2--N］= A*15/3 （mg/L）

比反硝化速率计算公式为：

r = d［NO2--N］/( dt * MLSS ) （kg-N/kg-MLSS.d）

四、实验设备及药品

1．搅拌器； 2．离心机； 3．8L塑料容器；

4．1000ml烧杯、1000ml量筒、5ml离心管多个； 5．1ml、2ml、5ml、10ml移液管各1支； 6．分光光度计； 7．亚硝酸钠；

8．乙酸钠；

9．亚氮显色剂（参照水和废水监测分析方法（第四版），按照N-(1-萘基)-乙二胺光度法测量亚硝酸盐氮的要求配置试剂）。

五、实验结果分析和思考题

1．反硝化过程具有哪些影响因素，依据实验结果确定其影响程度？ 2．根据亚氮降解曲线计算亚氮比反硝化速率。