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硝化反應過程：在有氧條件下，氨氮被硝化細菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽。他包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌（Nitrosomonas sp）參與將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應；硝酸菌（Nitrobacter sp）參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應，亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養菌，它們利用CO2、CO32-、HCO3-等做為碳源，通過NH3、NH4+、或NO2-的氧化還原反應獲得能量。硝化反應過程需要在好氧（Aerobic或Oxic）條件下進行，并以氧做為電子受體，氮元素做為電子供體。其相應的反應式為： 亞硝化反應方程式： 55NH4++76O2+109HCO3→C5H7O2N﹢54NO2-+57H2O+104H2CO3 硝化反應方程式： 400NO2-+195O2+NH4-+4H2CO3+HCO3-→C5H7O2N+400NO3-+3H2O 硝化過程總反應式： NH4-+1.83O2+1.98HCO3→0.021C5H7O2N+0.98NO3-+1.04H2O+1.884H2CO3 通過上述反應過程的物料衡算可知，在硝化反應過程中，將1克氨氮氧化為硝酸鹽氮需好氧4.57克（其中亞硝化反應需耗氧3.43克，硝化反應耗氧量為1.14克），同時約需耗7.14克重碳酸鹽（以CaCO3計）堿度。 在硝化反應過程中，氮元素的轉化經歷了以下幾個過程：氨離子NH4-→羥胺NH2OH→硝酰基NOH→亞硝酸鹽NO2-→硝酸鹽NO3-。 二、反硝化細菌 反硝化反應過程：在缺氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出，從而達到除氮的目的。反硝化是將硝化反應過程中產生的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣的過程，反硝化菌是一類化能異養兼性缺氧型微生物。當有分子態氧存在時，反硝化菌氧化分解有機物，利用分子氧作為***終電子受體，當無分子態氧存在時，反硝化細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+做為電子受體，有機物則作為碳源提供電子供體提供能量并得到氧化穩定，由此可知反硝化反應須在缺氧條件下進行。從NO3-還原為N2的過程如下： NO3-→NO2-→NO→N2O→N2 反硝化過程中，反硝化菌需要有機碳源（如碳水化合物、醇類、有機酸類）作為電子供體，利用NO3-中的氮進行缺氧呼吸。其反應過程可以簡單用下式表示： NO3-+4H(電子供體有機物)→ 1/2N2+H2O+2OH-NO2-+3H(電子供體有機物)→ 1/2N2+H2O+OH- 綜上所述，硝化反應每氧化1g氨氮耗氧4.57g,消耗堿度7.14g,表現為PH值下降，在反硝化過程中，去除硝酸鹽氮的同時去除碳源，這部分碳源折合DO2.6g,另外，反硝化過程中補償堿度3.57g。 3、硝化反硝化的堿度平衡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為進入濾池的日平均污水量，m3／d； ΔCNH3-N為進出濾池NH3-N濃度的差值，mg／L； 7.14為硝化需堿量系數，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，必須滿足下式： ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE （3）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）  （4）式中： ΔALK為系統應補充的堿度，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  為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 為原污水中的總堿量； ALKc 為BOD5分解過程中產生的堿量；ALKc與系統的SRT有關系： 當SRT＞20d時，可按降解每千克BOD5產堿0.1kg計算；當SRT＝10～20d時，按0.05kgALK/kgBOD5；當SRT＜10d時，按0.01gALK/kgBOD5。Q為進入濾池的日平均污水量，m3／d；ΔCNH3-N為進出濾池NH3-N濃度的差值，mg／L；7.14為硝化需堿量系數，kg堿度／kgNH3-N。ΔALK為系統應補充的堿度，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  為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 為原污水中的總堿量；ALKc 為BOD5分解過程中產生的堿量；ALKc與系統的SRT有關系：

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鈣鈉雙堿法脫硫工藝，簡稱雙堿法。該法主要是脫除氣體中的SO2氣體。適用于鍋爐煙氣、焦爐氣、鍋爐生產廢氣等的脫硫。 一、工藝特點  鈣鈉雙堿法是先用鈉堿性吸收液進行煙氣脫硫，然后再用石灰粉再生脫硫液，由于整個反應過程是液氣相之間進行，避免了系統結垢問題，而且吸收速率高，液氣比低，吸收劑利用率高，投資費用省，運行成本低。1、以NaOH(Na2CO3)脫硫，脫硫液中主要為NaOH(Na2CO3)水溶液，在循環過程中對水泵、管道、設備緩解腐蝕、沖刷及堵塞，便于設備運行和維護。2、鈉基吸收液對SO2反應速度快，故有較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般≥90%。3、脫硫劑的再生及脫硫沉淀均發生于塔體避免塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了運行成本。4、以空塔噴淋為脫硫塔結構，運行可靠性高，事故發生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。 二、工藝原理  1、反應原理SO2吸收反應：Na2CO3＋SO2→Na2SO3＋CO2↑吸收劑再生反應：CaO＋H2O→Ca(OH) 2Ca(OH) 2＋Na2SO3＋H2O→2NaOH＋CaSO3＋H2O2、工藝流程采用鍛鋼爐的煙氣經換熱降溫***≤200℃，經煙道從塔底進入脫硫塔。在脫硫塔內布置若干層數十支噴嘴，噴出細微液滴霧化均布于脫硫塔溶積內，煙氣與噴淋脫硫液進行充分汽液混合接觸，使煙氣中SO2和灰塵被脫硫液充分吸收、反應，達到脫塵除SO2的目的。經脫硫洗滌后的凈煙氣經塔頂除霧器脫水，經脫硫塔上部進入煙囪排入大氣。脫硫循環液經塔內氣液接觸除SO2后，經塔底管道流入沉淀池在此將灰塵沉淀下來，清液經上部溢進入反應再生池，在池內與石灰乳液制備槽引來的石灰乳進行再生反應，再生液流入泵前循環槽補入Na2CO3，由泵打入脫硫塔頂脫除SO2循環使用。其中再生產出的CaSO3及煙氣中過剩氧生成的CaSO4于沉淀池中沉淀分離。 三、工藝優勢  1、煙氣系統來自鍛鋼煙氣經煙道引風機直接進入脫硫塔。脫硫塔以空塔噴淋結構。設計空速小（4.0m/s），塔壓力降小（≤600Pa），脫硫集中除塵、脫硫、排煙氣于一體，煙氣升***塔頂進入煙囪排入大氣。脫硫塔制作完畢噴砂處理后，環氧樹脂防腐6遍，塔內部件主要是噴嘴和防霧器，均為304不銹鋼材質。當脫硫泵出現故障時，脫硫暫停反應，煙氣可通過煙囪排入大氣。2、脫硫塔SO2吸收系統煙氣進入脫硫塔向上升起與向下噴淋的脫硫塔以逆流式洗滌，氣液充分接觸吸收SO2。脫硫塔采用噴嘴式空塔噴淋，由于噴嘴的霧化作用，***成無數小直徑的液滴，其總表面積增大數千倍，使氣液得以充分接觸，氣液相接觸面積越大，兩相傳質熱反應，效率越高。因此化工生產中諸多單元操作中多采用噴淋塔結構，起到高效、節能、造價低等優點。脫硫塔內堿液霧化吸收SO2及粉塵，生成Na2SO3，同時消耗了NaOH和Na2SO3。脫硫液排出塔外進入再生池與Ca(OH) 2反應，再生出鈉離子并補入Na2SO3（或NaOH），經循環脫硫泵打入脫硫循環吸收SO2。在脫硫塔頂部裝有除霧器，經除霧器折流板碰沖作用，煙氣攜帶的煙塵和其他水滴、固體顆粒被除霧器捕獲分離。除霧器設置定期沖洗裝置，防止除霧器堵塞。3、脫硫產物處理脫硫產物***終是石膏漿，具體為CaSO3、CaSO4還有部分被氧化的Na2SO4及粉塵。有潛水泥漿泵從沉淀池排出處理好，經自然蒸發晾干。由于石膏漿中含有固體雜質，影響石膏的質量，所以一般以拋棄法為高。排出沉淀池漿液可經水力旋流器，稠厚器增濃提固后，再排***渣場處理。4、關于二次污染的解決以鈉鈣雙堿法煙氣脫硫可解決單一納堿脫硫的二次污染問題。鈉鈣雙堿法是以納堿吸收SO2,其產物用石灰乳再生出納堿繼續使用，因鈉鈣雙堿法能節省堿耗，又杜絕二次污染問題。有少量的Na2SO4不能夠再生被帶入石膏漿液中，經固液分離，分離的固體殘渣進行回收堆放再做他用。溶液流回再生池繼續使用，因此不會產生二次污染。5、方案的特點以NaOH(Na2CO3)脫硫，脫硫液中主要為NaOH(Na2CO3)水溶液，在循環過程中對水泵、管道、設備緩解腐蝕、沖刷及堵塞，便于設備運行和維護。鈉基吸收液對SO2反應速度快，故有較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般≥90%。脫硫劑的再生及脫硫沉淀均發生于塔體避免塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了運行成本。以空塔噴淋為脫硫塔結構，運行可靠性高，事故發生率小，塔阻力低，△P≤600Pa。6、吸收SO2效率及主要影響因素PH值：PH值高，SO2吸收速率大，脫硫效率高，同時PH值高，結垢幾率小，避免吸收劑表面純化。溫度：溫度低有利于氣液傳質，溶解SO2，但溫度低影響反應速度，所以脫硫劑的溫度不是一個獨立的不變因素，取決于進氣的煙氣溫度。石灰粒度及純度：要求石灰純度≥95%，粒度控制Pc200~300目內。液漿濃度：控制在10~15%。

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