6.
废水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在.生物处理的方法是先将大多数有机态氮转化为氨态氮,然后通过进一步转化成N
2而消除污染.
生物除氮工艺有以下几种方法:
【方法一】在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将废水中氨态氮转化为中间过渡形态的硝酸态氮和亚硝酸态氮;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌,硝酸态氮和亚硝酸态氮被水中的有机物还原为氮气,见图中之①.反应过程为如下(注:有机物以甲醇表示;当废水中有机物不足时,需另外投加有机碳源).
2NH
4++3O
2═2HNO
2+2H
2O+2H
+ 2HNO
2+O
2═2HNO
36NO
3-+2CH
3OH→6NO
2-+2CO
2+4H
2O 6NO
2-+3CH
3OH→3N
2+3CO
2+3H
2O+6OH
-【方法二】与方法一相比,差异仅为硝化过程的中间过渡形态只有亚硝酸态氮.见图中
请回答以下问题:
(1)NH
4+的空间构型为
.大气中的氮氧化物的危害有
和
等.
(2)方法一中氨态氮元素1g转化为硝酸态氮时需氧的质量为
g.
(3)从原料消耗的角度说明方法二比方法一有优势的原因:
.
(4)自然界中也存在反硝化作用,使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利,农业上通过松土作业,以防止反硝化作用.其原因是
.
(5)荷兰Delft大学Kluyver生物技术实验室试验确认了一种新途径.在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为氧化剂,在自养菌作用下将氨态氮(氨态氮以NH
4+表示)氧化为氮气(见图中过程③).其反应离子方程式为
.