Mitä ovat lyhytaikainen nitrifikaatio ja lyhytaikainen denitrifikaatio?

Biologisen denitrifikaation alalla lyhyen kantaman nitrifikaatio ja lyhyen kantaman denitrifikaatio ovat kaksi tärkeää prosessia. Ne murtautuvat perinteisten täyden nitrifikaatio- ja denitrifikaatioreittien läpi ja saavuttavat tehokkaan typenpoiston säätelemällä mikrobiyhteisön rakennetta.

01 Lyhytaikainen nitrifikaatio

Lyhytaikainen nitrifikaatio tarkoittaa prosessia, jossa biologisen denitrifikaatioprosessin aikana ammoniakkitypen hapetusprosessi suoritetaan vain nitriittivaiheeseen erityisillä prosessinsäätövälineillä, eli ammoniakkityppi (NH4⁺) hapetetaan ensin nitriitiksi ( NO2⁻), ja nitriitti ei enää hapetu nitraatiksi (NO3⁻). Tämä prosessi riippuu pääasiassa ammoniakkia hapettavien bakteerien (AOB) toiminnan tehostamisesta ja nitrifioivien bakteerien (NOB) aktiivisuuden tehokkaasta estämisestä. Lyhytaikaisen nitrifikaation etuna on, että se vähentää hapenkulutusta ja hiililähteiden tarvetta, vähentää seuraavan denitrifikaatiovaiheen kuormitusta ja parantaa siten koko järjestelmän denitrifikaatiotehokkuutta.

Vaikuttavat tekijät ja optimointistrategiat:

DO keskittyminen: DO:n on oltava tiukasti hallinnassa 0,5–1,5 mg/l nitrifioivien bakteerien estämiseksi ja ammoniakkia hapettavien bakteerien hyödyksi.

Lämpötila ja pH-arvo: Sopiva lämpötila (20-30 ℃) ja neutraali tai heikosti emäksinen pH-ympäristö edistävät laitteen vakaata toimintaa.

lyhytaikainen nitrifikaatio.

SRT (lietteen ikä): SRT:n asianmukainen lyhentäminen edistää lyhytaikaisten nitrifioivien bakteerien selektiivistä viljelyä.

Vaikutuskuorma: Säilytä vakaa ammoniakkitypen kuormitus välttääksesi lyhyen kantaman nitrifikaatiojärjestelmän vaurioitumisen iskun aiheuttamana.

02 Lyhyen kantaman denitrifikaatio

Lyhyen kantaman denitrifikaatiolla tarkoitetaan nitraatin tai nitriitin suoraa pelkistämistä typpikaasuksi (N2), ohittaen vaiheen, jossa NO3- pelkistetään NO2':ksi tavanomaisessa denitrifikaatioprosessissa. Tämä prosessi vaatii yleensä erityisiä denitrifikaatiobakteereja, jotka voivat suoraan käyttää nitriittiä elektronien vastaanottajana denitrifikaatioreaktiossa hapettomassa ympäristössä. Lyhyen kantaman denitrifikaatio ei voi vain välttää välituotetta - typpioksidia (NO), joka on tuotettu perinteisessä denitrifikaatioprosessissa, mikä vähentää ympäristöpainetta, vaan myös parantaa typen kokonaispoistonopeutta ja säästää orgaanisen hiilen syöttöä.

Vaikuttavat tekijät ja optimointistrategiat:

Anoksinen ympäristö: Tiukat anoksiset olosuhteet ovat lyhyen kantaman denitrifikaation perusta, ja DO tulisi kontrolloida alle 0,5 mg/l.

pH-arvo: pH 6,0-8,0 edistää lyhyen kantaman denitrifioivien bakteerien kasvua ja toimintaa.

Lämpötila: Sopiva lämpötila (20-30 ℃) auttaa lisäämään denitrifikaationopeutta.

Hiililähteen tyyppi ja tarjonta: valita helposti hajoavia ja tehokkaita hiililähteitä ja lisätä asianmukaisesti hiilen tarjontaa edistääkseen lyhyen kantaman denitrifikaatiota.

Virtaustila ja sekoitus reaktorissa: varmista tasainen sekoittuminen reaktorissa liiallisen happipitoisuuden välttämiseksi paikallisilla alueilla.

03Kuinka säädellä mikrobiyhteisöjä lyhytaikaisen nitrifikaation ja denitrifikaation saavuttamiseksi?

Liuenneen hapen hallinta: Lyhytaikaisen nitrifikaation toteutuminen riippuu nitrifioivien bakteerien (NOB) toiminnan estämisestä. Yleensä liuenneen hapen pitoisuutta reaktorissa valvotaan tiukasti niin, että se säilyttää alhaisen tason, joka voi varmistaa ammoniakkia hapettavien bakteerien (AOB) normaalin toiminnan ja estää NOB:n kasvun.

Lämpötilan ja pH:n säätö: Eri mikrobipopulaatioilla on erilainen sopeutumiskyky ympäristöolosuhteisiin. Säätämällä reaktorin lämpötilaa ja pH-arvoa voidaan kohdebakteeriyhteisön aktiivisuutta selektiivisesti edistää. Esimerkiksi joillakin spesifisillä AOB:illa voi olla korkeampi aktiivisuus alemmissa lämpötiloissa tai tietyllä pH-alueella.

SRT (lietteen ikä) ja HRT (hydraulinen retentioaika) optimointi: Bioreaktorin lietteen iän ja hydraulisen retentioajan järkevä asetus voi auttaa AOB:n selektiivisessä rikastamisessa samalla kun se eliminoi tai estää NOB:n lisääntymisen.

Vuorotteleva ilmastus ja hapeton käsittely: Käytä jaksoittaista ilmastusta tai segmentoitua käsittelyä luodaksesi ympäristöolosuhteet, jotka edistävät lyhytaikaista nitrifikaatiota ja lyhytaikaista denitrifikaatiota. Muunna esimerkiksi ensin ammoniakkityppi nitriitiksi aerobisissa olosuhteissa ja vaihda sitten nopeasti hapettomiin tai anaerobisiin olosuhteisiin, jotta nitriitti pelkistyy suoraan typeksi.

Inhibiittoreiden lisääminen: Tiettyjä kemikaaleja voidaan käyttää NOB:n estäjinä, kuten metanolia, isopropanolia jne., jotka voivat tehokkaasti estää NOB:n aktiivisuutta ja saavuttaa siten lyhytaikaisen nitrifikaation.

Hiililähteen lisäysstrategia: Asianmukaisella hiilen lähteen lisäyksellä voidaan säädellä denitrifikaatioprosessia niin, että nitriittiä käytetään elektronien vastaanottajana ennen nitraattia, jolloin saavutetaan lyhytaikainen denitrifikaatio.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sarjan tarkkojen prosessinohjausmenetelmien avulla lyhytaikaisia ​​nitrifikaatio- ja lyhytaikaisia ​​denitrifikaatioprosesseja voidaan onnistuneesti indusoida ja toimia vakaasti jätevedenkäsittelyjärjestelmissä, mikä parantaa denitrifikaatiotehokkuutta, vähentää energiankulutusta ja vähentää sivutuotteiden syntymistä.