Vad är kortsiktig nitrifikation och kortsiktig denitrifikation?

Inom området biologisk denitrifikation är kortdistansnitrifikation och kortdistansdenitrifikation två viktiga processer. De bryter igenom de traditionella nitrifikations- och denitrifikationsvägarna i hela intervallet och uppnår effektivt kväveavlägsnande genom att reglera den mikrobiella samhällsstrukturen.

01 Kortvarig nitrifikation

Kortvarig nitrifikation avser den process där ammoniak-kväveoxidationsprocessen under den biologiska denitrifieringsprocessen endast utförs till nitritsteget genom särskilda processkontrollmedel, det vill säga ammoniakkväve (NH₄⁺) först oxideras till nitrit ( NO₂⁻), och nitrit oxideras inte längre till nitrat (NO3⁻). Denna process beror huvudsakligen på förstärkningen av aktiviteten hos ammoniakoxiderande bakterier (AOB) och den effektiva hämningen av aktiviteten hos nitrifierande bakterier (NOB). Fördelen med kortvarig nitrifikation är att den minskar syreförbrukningen och efterfrågan på kolkällor, minskar belastningen av det efterföljande denitrifieringssteget och därmed förbättrar denitrifieringseffektiviteten i hela systemet.

Påverkansfaktorer och optimeringsstrategier:

DO-koncentration: DO måste kontrolleras strikt vid 0,5-1,5 mg/L för att hämma nitrifierande bakterier och gynna ammoniakoxiderande bakterier.

Temperatur och pH-värde: Lämplig temperatur (20-30 ℃) och neutral till svagt alkalisk pH-miljö bidrar till stabil drift av

kortvarig nitrifikation.

SRT (slamålder): Lämplig förkortning av SRT bidrar till selektiv odling av kortvariga nitrifierande bakterier.

Inflytande belastning: Upprätthåll en stabil ammoniakkvävebelastning för att undvika skador på kortdistansnitrifikationssystemet orsakat av stötar.

02 Kortdistansdenitrifikation

Kortdistansdenitrifikation hänvisar till den direkta reduktionen av nitrat eller nitrit till kvävgas (N2), där man hoppar över steget att reducera NO3- till NO2- i den konventionella denitrifikationsprocessen. Denna process kräver vanligtvis speciella denitrifierande bakterier som direkt kan använda nitrit som en elektronacceptor för denitrifieringsreaktion i anoxisk miljö. Denitrifiering med kort räckvidd kan inte bara undvika mellanprodukten - kväveoxid (NO) som produceras i den traditionella denitrifieringsprocessen, vilket minskar miljötrycket, utan också förbättrar den totala kväveavskiljningshastigheten och sparar tillförseln av organisk kolkälla.

Påverkansfaktorer och optimeringsstrategier:

Anoxisk miljö: Strikta anoxiska förhållanden är grunden för denitrifikation på kort räckvidd, och DO bör kontrolleras under 0,5 mg/L.

pH-värde: pH mellan 6,0 och 8,0 bidrar till tillväxten och aktiviteten av denitrifierande bakterier med kort räckvidd.

Temperatur: Lämplig temperatur (20-30 ℃) hjälper till att öka denitrifieringshastigheten.

Typ av kolkälla och utbud: välja lätt nedbrytbara och effektiva kolkällor och på lämpligt sätt öka koltillförseln för att främja kortdistansdenitrifikation.

Flödestillstånd och blandning i reaktorn: säkerställ enhetlig blandning i reaktorn för att undvika överdriven syrekoncentration i lokala områden.

03Hur reglerar man mikrobiella samhällen för att uppnå kortsiktig nitrifikation och denitrifikation?

Kontroll av löst syre: Förverkligandet av kortvarig nitrifikation beror på hämningen av aktiviteten hos nitrifierande bakterier (NOB). Vanligtvis kontrolleras koncentrationen av löst syre i reaktorn strikt för att upprätthålla en låg nivå som kan säkerställa normal drift av ammoniakoxiderande bakterier (AOB) och hämma tillväxten av NOB.

Temperatur- och pH-reglering: Olika mikrobiella populationer har olika anpassningsförmåga till miljöförhållanden. Genom att justera reaktorns temperatur och pH-värde kan aktiviteten hos målbakteriegemenskapen selektivt främjas. Till exempel kan vissa specifika AOB ha högre aktivitet vid lägre temperaturer eller inom ett specifikt pH-område.

SRT (slamålder) och HRT (hydraulisk retentionstid) optimering: Rimlig inställning av slamåldern och den hydrauliska retentionstiden för bioreaktorn kan hjälpa till att selektivt berika AOB samtidigt som spridningen av NOB elimineras eller hämmas.

Omväxlande luftning och anoxisk behandling: Använd intermittent luftning eller segmenterad behandling för att skapa miljöförhållanden som främjar kortvarig nitrifikation och kortvarig denitrifikation. Omvandla till exempel först ammoniakkväve till nitrit under aeroba förhållanden och växla sedan snabbt till anoxiska eller anaeroba förhållanden så att nitrit direkt reduceras till kväve.

Lägga till inhibitorer: Vissa kemikalier kan användas som hämmare av NOB, såsom metanol, isopropanol, etc., som effektivt kan hämma aktiviteten av NOB och därigenom uppnå kortvarig nitrifikation.

Strategi för tillsats av kolkällor: Lämplig tillsats av kolkällor kan reglera denitrifikationsprocessen, så att nitrit används som elektronacceptor före nitrat, vilket ger kortvarig denitrifikation.

Sammanfattningsvis, genom en rad exakta processtyrningsmetoder, kan kortsiktiga nitrifikations- och kortsiktiga denitrifikationsprocesser framgångsrikt induceras och stabilt drivas i avloppsreningssystem, och därigenom förbättra denitrifieringseffektiviteten, minska energiförbrukningen och minska genereringen av biprodukter.