Što su kratkotrajna nitrifikacija i kratkotrajna denitrifikacija?

U području biološke denitrifikacije, nitrifikacija kratkog dometa i denitrifikacija kratkog dometa dva su važna procesa. Probijaju tradicionalne puteve nitrifikacije i denitrifikacije punog raspona i postižu učinkovito uklanjanje dušika reguliranjem strukture mikrobne zajednice.

01 Kratkotrajna nitrifikacija

Kratkotrajna nitrifikacija odnosi se na proces u kojem se, tijekom procesa biološke denitrifikacije, proces oksidacije dušika iz amonijaka provodi samo do stupnja nitrita putem posebnih kontrolnih sredstava procesa, to jest, dušik iz amonijaka (NH₄⁺) se prvo oksidira u nitrit ( NO₂⁻), a nitrit se više ne oksidira u nitrat (NO₃⁻). Ovaj proces uglavnom ovisi o pojačanju aktivnosti bakterija koje oksidiraju amonijak (AOB) i učinkovitoj inhibiciji aktivnosti nitrifikacijskih bakterija (NOB). Prednost kratkotrajne nitrifikacije je u tome što smanjuje potrošnju kisika i potražnju za izvorom ugljika, smanjuje opterećenje naknadne faze denitrifikacije i time poboljšava učinkovitost denitrifikacije cijelog sustava.

Čimbenici utjecaja i strategije optimizacije:

DO koncentracija: DO treba strogo kontrolirati na 0,5-1,5 mg/L kako bi se inhibirale nitrificirajuće bakterije i koristile bakterijama koje oksidiraju amonijak.

Temperatura i pH vrijednost: Prikladna temperatura (20-30 ℃) i neutralna do slabo alkalna pH okolina pogoduju stabilnom radu

kratkotrajna nitrifikacija.

SRT (starost mulja): Odgovarajuće skraćivanje SRT-a pogoduje selektivnom uzgoju kratkotrajnih nitrificirajućih bakterija.

Utjecajno opterećenje: Održavajte stabilno opterećenje dušikom iz amonijaka kako biste izbjegli oštećenje sustava nitrifikacije kratkog dometa uzrokovano šokom.

02 Denitrifikacija kratkog dometa

Denitrifikacija kratkog dometa odnosi se na izravnu redukciju nitrata ili nitrita u plinoviti dušik (N₂), preskačući korak redukcije NO₃⁻ u NO₂⁻ u konvencionalnom procesu denitrifikacije. Ovaj proces obično zahtijeva posebne denitrifikacijske bakterije koje mogu izravno koristiti nitrit kao akceptor elektrona za reakciju denitrifikacije u anoksičnom okruženju. Denitrifikacijom kratkog dometa ne samo da se može izbjeći međuproizvod - dušikov oksid (NO) proizveden u tradicionalnom procesu denitrifikacije, smanjujući pritisak na okoliš, već se također može poboljšati ukupna stopa uklanjanja dušika i uštedjeti unos izvora organskog ugljika.

Čimbenici utjecaja i strategije optimizacije:

Anoksična okolina: Strogi anoksični uvjeti temelj su denitrifikacije kratkog dometa, a DO treba kontrolirati ispod 0,5 mg/L.

pH vrijednost: pH između 6,0-8,0 pogodan je za rast i aktivnost denitrifikacijskih bakterija kratkog dometa.

Temperatura: Prikladna temperatura (20-30 ℃) pomaže povećati stopu denitrifikacije.

Vrsta izvora i opskrba ugljikom: odaberite lako razgradive i učinkovite izvore ugljika i na odgovarajući način povećajte opskrbu ugljikom za promicanje denitrifikacije kratkog dometa.

Stanje protoka i miješanje u reaktoru: osigurajte ravnomjerno miješanje u reaktoru kako biste izbjegli prekomjernu koncentraciju kisika u lokalnim područjima.

03Kako regulirati mikrobne zajednice da se postigne kratkotrajna nitrifikacija i denitrifikacija?

Kontrola otopljenog kisika: Ostvarenje kratkotrajne nitrifikacije ovisi o inhibiciji aktivnosti nitrifikacijskih bakterija (NOB). Obično se koncentracija otopljenog kisika u reaktoru strogo kontrolira kako bi se održala niska razina koja može osigurati normalan rad bakterija koje oksidiraju amonijak (AOB) i inhibirati rast NOB.

Regulacija temperature i pH: Različite mikrobne populacije imaju različitu prilagodljivost okolišnim uvjetima. Podešavanjem temperature i pH vrijednosti reaktora može se selektivno pospješiti aktivnost ciljne bakterijske zajednice. Na primjer, neki specifični AOB mogu imati veću aktivnost pri nižim temperaturama ili unutar određenog pH raspona.

Optimizacija SRT (starost mulja) i HRT (hidrauličko vrijeme zadržavanja): Razumna postavka starosti mulja i hidrauličkog vremena zadržavanja bioreaktora može pomoći u selektivnom obogaćivanju AOB-a uz eliminaciju ili inhibiciju proliferacije NOB-a.

Naizmjenično prozračivanje i anoksični tretman: Upotrijebite povremenu aeraciju ili segmentirani tretman za stvaranje uvjeta okoline koji pogoduju kratkoročnoj nitrifikaciji i kratkoročnoj denitrifikaciji. Na primjer, prvo pretvorite dušik iz amonijaka u nitrit u aerobnim uvjetima, a zatim se brzo prebacite na anoksične ili anaerobne uvjete tako da se nitrit izravno reducira u dušik.

Dodavanje inhibitora: Određene kemikalije mogu se koristiti kao inhibitori NOB-a, poput metanola, izopropanola itd., koje mogu učinkovito inhibirati aktivnost NOB-a, čime se postiže kratkotrajna nitrifikacija.

Strategija dodavanja izvora ugljika: Odgovarajućim dodatkom izvora ugljika može se regulirati proces denitrifikacije, tako da se nitrit koristi kao akceptor elektrona prije nitrata, čime se postiže kratkotrajna denitrifikacija.

Ukratko, nizom preciznih metoda kontrole procesa, kratkoročni procesi nitrifikacije i kratkoročne denitrifikacije mogu se uspješno inducirati i stabilno izvoditi u sustavima za pročišćavanje otpadnih voda, čime se poboljšava učinkovitost denitrifikacije, smanjuje potrošnja energije i smanjuje stvaranje nusproizvoda.