Apakah nitrifikasi jangka pendek dan denitrifikasi jangka pendek?

Dalam bidang denitrifikasi biologi, nitrifikasi jarak dekat dan denitrifikasi jarak dekat adalah dua proses penting. Mereka menembusi laluan nitrifikasi dan denitrifikasi julat penuh tradisional dan mencapai penyingkiran nitrogen yang cekap dengan mengawal selia struktur komuniti mikrob.

01 Nitrifikasi jangka pendek

Nitrifikasi jangka pendek merujuk kepada proses di mana, semasa proses denitrifikasi biologi, proses pengoksidaan nitrogen ammonia hanya dijalankan ke peringkat nitrit melalui cara kawalan proses tertentu, iaitu, nitrogen ammonia (NH₄⁺) mula-mula teroksida kepada nitrit ( NO₂⁻), dan nitrit tidak lagi teroksida kepada nitrat (NO₃⁻). Proses ini bergantung terutamanya kepada peningkatan aktiviti bakteria pengoksidaan ammonia (AOB) dan perencatan berkesan aktiviti bakteria nitrifikasi (NOB). Kelebihan nitrifikasi jangka pendek ialah ia mengurangkan penggunaan oksigen dan permintaan sumber karbon, mengurangkan beban peringkat denitrifikasi berikutnya, dan dengan itu meningkatkan kecekapan denitrifikasi keseluruhan sistem.

Faktor yang mempengaruhi dan strategi pengoptimuman:

kepekatan DO: DO perlu dikawal ketat pada 0.5-1.5 mg/L untuk menghalang bakteria nitrifikasi dan memanfaatkan bakteria pengoksidaan ammonia.

Suhu dan nilai pH: Suhu yang sesuai (20-30 ℃) dan persekitaran pH neutral hingga alkali lemah adalah kondusif untuk operasi yang stabil

nitrifikasi jangka pendek.

SRT (umur enapcemar): Pemendekan SRT yang sesuai adalah kondusif untuk penanaman terpilih bakteria nitrifikasi jangka pendek.

Beban pengaruh: Kekalkan beban nitrogen ammonia yang stabil untuk mengelakkan kerosakan pada sistem nitrifikasi jarak dekat yang disebabkan oleh kejutan.

02 Denitrifikasi jarak pendek

Denitrifikasi jarak pendek merujuk kepada pengurangan langsung nitrat atau nitrit kepada gas nitrogen (N₂), melangkau langkah mengurangkan NO₃⁻ kepada NO₂⁻ dalam proses denitrifikasi konvensional. Proses ini biasanya memerlukan bakteria denitrifikasi khas yang boleh secara langsung menggunakan nitrit sebagai penerima elektron untuk tindak balas denitrifikasi dalam persekitaran anoksik. Denitrifikasi jarak pendek bukan sahaja dapat mengelakkan produk perantaraan - nitrik oksida (NO) yang dihasilkan dalam proses denitrifikasi tradisional, mengurangkan tekanan alam sekitar, tetapi juga meningkatkan jumlah kadar penyingkiran nitrogen dan menjimatkan input sumber karbon organik.

Faktor yang mempengaruhi dan strategi pengoptimuman:

Persekitaran anoksik: Keadaan anoksik yang ketat adalah asas denitrifikasi jarak dekat, dan DO harus dikawal di bawah 0.5 mg/L.

nilai pH: pH antara 6.0-8.0 adalah kondusif untuk pertumbuhan dan aktiviti bakteria denitrifikasi jarak dekat.

Suhu: Suhu yang sesuai (20-30 ℃) membantu meningkatkan kadar denitrifikasi.

Jenis dan bekalan sumber karbon: pilih sumber karbon yang mudah terurai dan cekap, dan tingkatkan bekalan karbon dengan sewajarnya untuk menggalakkan denitrifikasi jarak dekat.

Keadaan aliran dan pencampuran dalam reaktor: pastikan pencampuran seragam dalam reaktor untuk mengelakkan kepekatan oksigen yang berlebihan di kawasan tempatan.

03Bagaimana untuk mengawal selia komuniti mikrob untuk mencapai nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek?

Kawalan oksigen terlarut: Realisasi nitrifikasi jangka pendek bergantung kepada perencatan aktiviti bakteria nitrifikasi (NOB). Biasanya, kepekatan oksigen terlarut dalam reaktor dikawal ketat untuk mengekalkan tahap rendah yang boleh memastikan operasi normal bakteria pengoksidaan ammonia (AOB) dan menghalang pertumbuhan NOB.

Peraturan suhu dan pH: Populasi mikrob yang berbeza mempunyai kebolehsuaian yang berbeza dengan keadaan persekitaran. Dengan melaraskan suhu dan nilai pH reaktor, aktiviti komuniti bakteria sasaran boleh digalakkan secara selektif. Sebagai contoh, beberapa AOB tertentu boleh mempunyai aktiviti yang lebih tinggi pada suhu yang lebih rendah atau dalam julat pH tertentu.

Pengoptimuman SRT (umur enap cemar) dan HRT (masa pengekalan hidraulik): Tetapan munasabah umur enap cemar dan masa pengekalan hidraulik bioreaktor boleh membantu memperkayakan AOB secara selektif sambil menghapuskan atau menghalang pembiakan NOB.

Pengudaraan bergantian dan rawatan anoksik: Gunakan pengudaraan terputus-putus atau rawatan bersegmen untuk mewujudkan keadaan persekitaran yang kondusif kepada nitrifikasi jangka pendek dan denitrifikasi jangka pendek. Sebagai contoh, mula-mula tukar nitrogen ammonia kepada nitrit dalam keadaan aerobik, dan kemudian cepat bertukar kepada keadaan anoksik atau anaerobik supaya nitrit secara langsung dikurangkan kepada nitrogen.

Menambah perencat: Bahan kimia tertentu boleh digunakan sebagai perencat NOB, seperti metanol, isopropanol, dll., yang boleh menghalang aktiviti NOB dengan berkesan, dengan itu mencapai nitrifikasi jangka pendek.

Strategi penambahan sumber karbon: Penambahan sumber karbon yang sesuai boleh mengawal proses denitrifikasi, supaya nitrit digunakan sebagai penerima elektron sebelum nitrat, mencapai denitrifikasi jangka pendek.

Ringkasnya, melalui satu siri kaedah kawalan proses yang tepat, proses nitrifikasi jangka pendek dan denitrifikasi jangka pendek boleh didorong dengan jayanya dan dikendalikan secara stabil dalam sistem rawatan kumbahan, dengan itu meningkatkan kecekapan denitrifikasi, mengurangkan penggunaan tenaga, dan mengurangkan penjanaan produk sampingan.