Co to jest nitryfikacja krótkoterminowa i denitryfikacja krótkoterminowa?

W dziedzinie denitryfikacji biologicznej nitryfikacja krótkiego zasięgu i denitryfikacja krótkiego zasięgu to dwa ważne procesy. Przełamują tradycyjne ścieżki nitryfikacji i denitryfikacji o pełnym zakresie i osiągają skuteczne usuwanie azotu poprzez regulację struktury społeczności drobnoustrojów.

01 Nitryfikacja krótkotrwała

Nitryfikacja krótkoterminowa odnosi się do procesu, w którym podczas biologicznego procesu denitryfikacji proces utleniania azotu amonowego jest przeprowadzany wyłącznie do etapu azotynów za pomocą specjalnych środków kontroli procesu, to znaczy azot amonowy (NH₄⁺) jest najpierw utleniany do azotynu ( NO₂⁻), a azotyn nie jest już dalej utleniany do azotanu (NO₃⁻). Proces ten polega głównie na wzmocnieniu aktywności bakterii utleniających amoniak (AOB) oraz skutecznym hamowaniu aktywności bakterii nitryfikacyjnych (NOB). Zaletą nitryfikacji krótkotrwałej jest to, że zmniejsza zużycie tlenu i zapotrzebowanie źródła węgla, zmniejsza obciążenie kolejnego etapu denitryfikacji, a tym samym poprawia efektywność denitryfikacji całego układu.

Czynniki wpływające i strategie optymalizacji:

Stężenie DO: DO musi być ściśle kontrolowany na poziomie 0,5-1,5 mg/l, aby hamować bakterie nitryfikacyjne i przynosić korzyści bakteriom utleniającym amoniak.

Temperatura i wartość pH: Odpowiednia temperatura (20-30℃) i środowisko o pH od neutralnego do słabo zasadowego sprzyjają stabilnej pracy

krótkotrwała nitryfikacja.

SRT (wiek osadu): Odpowiednie skrócenie SRT sprzyja selektywnej hodowli krótkotrwałych bakterii nitryfikacyjnych.

Obciążenie wpływowe: Utrzymuj stabilne obciążenie azotem amonowym, aby uniknąć uszkodzenia układu nitryfikacji krótkiego zasięgu spowodowanego wstrząsem.

02 Denitryfikacja krótkiego zasięgu

Denitryfikacja krótkiego zasięgu odnosi się do bezpośredniej redukcji azotanów lub azotynów do gazowego azotu (N₂), z pominięciem etapu redukcji NO₃⁻ do NO₂⁻ w konwencjonalnym procesie denitryfikacji. Proces ten zwykle wymaga specjalnych bakterii denitryfikacyjnych, które mogą bezpośrednio wykorzystywać azotyn jako akceptor elektronów do reakcji denitryfikacji w środowisku beztlenowym. Denitryfikacja krótkiego zasięgu pozwala nie tylko uniknąć produktu pośredniego - tlenku azotu (NO) powstającego w tradycyjnym procesie denitryfikacji, zmniejszając presję na środowisko, ale także poprawia całkowitą szybkość usuwania azotu i oszczędza źródło węgla organicznego.

Czynniki wpływające i strategie optymalizacji:

Środowisko beztlenowe: Podstawą denitryfikacji krótkiego zasięgu są rygorystyczne warunki beztlenowe, a DO powinien być kontrolowany poniżej 0,5 mg/l.

Wartość pH: pH w granicach 6,0-8,0 sprzyja wzrostowi i aktywności bakterii denitryfikacyjnych krótkiego zasięgu.

Temperatura: Odpowiednia temperatura (20-30℃) pomaga zwiększyć szybkość denitryfikacji.

Rodzaj i zasilanie źródła węgla: wybierać łatwo ulegające degradacji i wydajne źródła węgla oraz odpowiednio zwiększać podaż węgla, aby promować denitryfikację krótkiego zasięgu.

Stan przepływu i mieszanie w reaktorze: zapewnić równomierne mieszanie w reaktorze, aby uniknąć nadmiernego stężenia tlenu w lokalnych obszarach.

03Jak regulować zbiorowiska drobnoustrojów, aby osiągnąć krótkotrwałą nitryfikację i denitryfikację?

Kontrola rozpuszczonego tlenu: Realizacja krótkotrwałej nitryfikacji uzależniona jest od hamowania aktywności bakterii nitryfikacyjnych (NOB). Zwykle stężenie rozpuszczonego tlenu w reaktorze jest ściśle kontrolowane, aby utrzymać niski poziom, który może zapewnić normalne działanie bakterii utleniających amoniak (AOB) i zahamować wzrost NOB.

Regulacja temperatury i pH: Różne populacje drobnoustrojów mają różną zdolność przystosowania się do warunków środowiskowych. Dostosowując temperaturę i wartość pH reaktora, można selektywnie promować aktywność docelowej społeczności bakteryjnej. Na przykład niektóre specyficzne AOB mogą mieć wyższą aktywność w niższych temperaturach lub w określonym zakresie pH.

Optymalizacja SRT (wiek osadu) i HRT (czas retencji hydraulicznej): Rozsądne ustawienie wieku osadu i czasu retencji hydraulicznej bioreaktora może pomóc w selektywnym wzbogaceniu AOB, eliminując lub hamując proliferację NOB.

Naprzemienne napowietrzanie i leczenie anoksyczne: Stosuj przerywane napowietrzanie lub oczyszczanie segmentowe, aby stworzyć warunki środowiskowe sprzyjające krótkotrwałej nitryfikacji i krótkotrwałej denitryfikacji. Na przykład najpierw przekształć azot amonowy w azotyn w warunkach tlenowych, a następnie szybko przejdź na warunki beztlenowe lub beztlenowe, tak aby azotyn został bezpośrednio zredukowany do azotu.

Dodawanie inhibitorów: Jako inhibitory NOB można zastosować niektóre substancje chemiczne, takie jak metanol, izopropanol itp., które mogą skutecznie hamować aktywność NOB, osiągając w ten sposób krótkotrwałą nitryfikację.

Strategia dodawania źródła węgla: Odpowiedni dodatek źródła węgla może regulować proces denitryfikacji, dzięki czemu azotyn jest używany jako akceptor elektronów przed azotanem, co zapewnia krótkotrwałą denitryfikację.

Podsumowując, dzięki szeregowi precyzyjnych metod kontroli procesu, można skutecznie wywołać i stabilnie przeprowadzić krótkoterminowe procesy nitryfikacji i krótkotrwałej denitryfikacji w systemach oczyszczania ścieków, poprawiając w ten sposób efektywność denitryfikacji, zmniejszając zużycie energii i zmniejszając powstawanie produktów ubocznych.