一、PH對硝化的影響

pH值酸堿度是影響硝化作用的重要因素。硝化細菌對pH反應很敏感，在pH中性或微堿性條件下（pH為8～9的范圍內），其生物活性強，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＋轉化為NO2—和NO3—的過程仍然異常迅速，但是從NH4的電離平衡關系可知，NH3的濃度會迅速增加。由于硝化菌對NH3極敏感，結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被轉化成NO3—-N，會產生部分礦化酸度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。

如果無強酸排人，正常的城市污水應該是偏堿性的，即pH一般都大于7.0，此時的pH則主要取決于人1流污水中堿度的大小。

所以，在生物硝化反應器中，應盡量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系統順利進行的前提。

而要準確控制pH，pH＜6.5時，則***向污水中加堿。應進行堿度核算。

二、脫氮需堿量的計算

在硝化過程中需要消耗一1定量的堿度，如果污水中沒有足夠的堿度，硝化反應將導致pH值的下降，使反應速率減緩，所以硝化反應要順利進行就***使污水中的堿度大于硝化所需的堿度。在實際工程應用中，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，在硝化反應中每硝化 lgNH3-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 (1)

式中：

Q：日平均污水量，m3／d；

ΔCNH3-N：NH3-N濃度的差值，mg／L；

7.14：硝化需堿量系數，kg堿度／kgNH3-N。

2、對于含氨氮濃度較高的工業廢水，通常需要補充堿度才能使硝化反應器內的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 (2)

式中，K為安全系數，一般為1.2～1.3。

3、實際工程中進行堿度核算應考慮以下幾部分：入流污水中的堿度，生物硝化消耗的堿度，分解BOD5產生的堿度，以及混合液中應保持的剩余堿度。要使生物硝化順利進行，***滿足下式：

ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE （3）

如果堿度不足，要使硝化順利進行，則***投加純堿，補充堿度。投加的堿量可按下式計算：

ΔALK＝（ALKN＋ALKE）-（ALKw＋ALKc） （4）

式中：

ΔALK：系統應補充的堿度，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)計算

ALKw：原污水中的總堿量；

ALKc：反硝化過程中產生的堿量

三、實例計算

如前所述，硝化反應中每消耗1g氨氮要消耗堿度7.14g。一般污水尤其是工業污水對于硝化反應來說，堿度往往是不夠的，因此應投加必要的堿量以維持適宜的pH值，保證硝化反應的正常進行。

某處理廠采用脫氮工藝，日處理污水10000m3/d。來水水中：BOD5＝50mg/L（0.05kg/m3），NH3-N＝50mg/L，堿度ALKw＝100mg/L（0.10kg/m3）。欲使出水BOD5＜5mg/L，NH3-N＜5mg/L，剩余堿度10mg/L（0.01kg/m3）。試核算該硝化系統的堿度，如果堿度不足，試計算投堿量。

解：

每日進水堿度ALKw ＝0.10×10^4＝1000kg/d

反硝化ALKc ＝(0.05－0.005)×10^4×3.47＝1683kg/d（反硝化降解每克BOD5產堿3.47g計算）

ALKN ＝(0.05－0.005)×10^4×7.14＝3213 kg/d（按1kgNH3-N消耗7.14kg堿計算）

每日剩余堿度ALKE ＝0.01×10^4＝100 kg/d

ALKw＋ALKc ＝1000kg/d＋1683kg/d = 2683kg/d

ALKN＋ALKE ＝3213 kg/d＋100 kg/d = 3313 kg/d

ALKw＋ALKc ≯ALKN＋ALKE

因此，該硝化系統內堿源不足。如果不外加堿源，pH將降低，抑制硝化進行，出水NH3-N超標。如果外加堿源，則投堿量為：

ΔALK＝3313—2683＝630 kg/d

即每天需向來水中投加堿源630kg，具體可根據純堿的有效成分，換算出純堿的投加量。