Hva er kortsiktig nitrifikasjon og kortsiktig denitrifikasjon?

Innen biologisk denitrifikasjon er kortreist nitrifikasjon og kortdistanse denitrifikasjon to viktige prosesser. De bryter gjennom de tradisjonelle full-range nitrifikasjons- og denitrifikasjonsveiene og oppnår effektiv nitrogenfjerning ved å regulere den mikrobielle samfunnsstrukturen.

01 Kortvarig nitrifikasjon

Kortvarig nitrifikasjon refererer til prosessen der ammoniakknitrogenoksidasjonsprosessen under den biologiske denitrifikasjonsprosessen bare utføres til nitrittstadiet gjennom spesifikke prosesskontrollmidler, det vil si at ammoniakknitrogen (NH₄⁺) først oksideres til nitritt ( NO₂⁻), og nitritt oksideres ikke lenger til nitrat (NO₃⁻). Denne prosessen avhenger hovedsakelig av økningen av aktiviteten til ammoniakkoksiderende bakterier (AOB) og effektiv hemming av aktiviteten til nitrifiserende bakterier (NOB). Fordelen med kortsiktig nitrifikasjon er at den reduserer oksygenforbruket og karbonkildebehovet, reduserer belastningen av det påfølgende denitrifikasjonstrinnet, og dermed forbedrer denitrifikasjonseffektiviteten til hele systemet.

Påvirkningsfaktorer og optimaliseringsstrategier:

DO konsentrasjon: DO må kontrolleres strengt ved 0,5-1,5 mg/L for å hemme nitrifiserende bakterier og gagne ammoniakkoksiderende bakterier.

Temperatur og pH-verdi: Egnet temperatur (20-30 ℃) og nøytralt til svakt alkalisk pH-miljø bidrar til stabil drift av

kortvarig nitrifikasjon.

SRT (slamalder): En passende forkorting av SRT bidrar til selektiv dyrking av kortsiktige nitrifiserende bakterier.

Påvirkningsbelastning: Oppretthold en stabil ammoniakknitrogenbelastning for å unngå skade på kortdistansenitrifikasjonssystemet forårsaket av sjokk.

02 Kortreist denitrifikasjon

Kortdistanse-denitrifikasjon refererer til direkte reduksjon av nitrat eller nitritt til nitrogengass (N2), og hopper over trinnet med å redusere NO3- til NO2- i den konvensjonelle denitrifikasjonsprosessen. Denne prosessen krever vanligvis spesielle denitrifiserende bakterier som direkte kan bruke nitritt som en elektronakseptor for denitrifikasjonsreaksjon i anoksisk miljø. Kortdistanse denitrifisering kan ikke bare unngå mellomproduktet - nitrogenoksid (NO) produsert i den tradisjonelle denitrifiseringsprosessen, redusere miljøtrykket, men også forbedre den totale nitrogenfjerningshastigheten og spare tilførsel av organisk karbonkilde.

Påvirkningsfaktorer og optimaliseringsstrategier:

Anoksisk miljø: Strenge anoksiske forhold er grunnlaget for kortdistanse denitrifikasjon, og DO bør kontrolleres under 0,5 mg/L.

pH-verdi: pH mellom 6,0-8,0 bidrar til vekst og aktivitet av kortdistanse denitrifiserende bakterier.

Temperatur: Egnet temperatur (20-30 ℃) bidrar til å øke denitrifikasjonshastigheten.

Karbonkildetype og forsyning: velge lett nedbrytbare og effektive karbonkilder, og øke karbontilførselen på passende måte for å fremme kortdistanse denitrifisering.

Strømningstilstand og blanding i reaktoren: sørg for jevn blanding i reaktoren for å unngå for høy oksygenkonsentrasjon i lokale områder.

03Hvordan regulere mikrobielle samfunn for å oppnå kortsiktig nitrifikasjon og denitrifikasjon?

Kontroll av oppløst oksygen: Realiseringen av kortsiktig nitrifikasjon avhenger av hemming av aktiviteten til nitrifiserende bakterier (NOB). Vanligvis er konsentrasjonen av oppløst oksygen i reaktoren strengt kontrollert for å opprettholde et lavt nivå som kan sikre normal drift av ammoniakkoksiderende bakterier (AOB) og hemme veksten av NOB.

Temperatur- og pH-regulering: Ulike mikrobielle populasjoner har ulik tilpasningsevne til miljøforhold. Ved å justere temperaturen og pH-verdien til reaktoren, kan aktiviteten til målbakteriesamfunnet fremmes selektivt. For eksempel kan noen spesifikke AOB ha høyere aktivitet ved lavere temperaturer eller innenfor et spesifikt pH-område.

SRT (slamalder) og HRT (hydraulisk retensjonstid) optimalisering: Rimelig innstilling av slamalderen og den hydrauliske retensjonstiden til bioreaktoren kan bidra til å selektivt berike AOB og samtidig eliminere eller hemme spredningen av NOB.

Vekslende lufting og anoksisk behandling: Bruk intermitterende lufting eller segmentert behandling for å skape miljøforhold som bidrar til kortsiktig nitrifikasjon og kortvarig denitrifikasjon. Konverter for eksempel først ammoniakknitrogen til nitritt under aerobe forhold, og bytt deretter raskt til anoksiske eller anaerobe forhold slik at nitritt blir direkte redusert til nitrogen.

Legge til inhibitorer: Enkelte kjemikalier kan brukes som inhibitorer av NOB, slik som metanol, isopropanol, etc., som effektivt kan hemme aktiviteten til NOB, og derved oppnå kortsiktig nitrifikasjon.

Karbonkildetilsetningsstrategi: Passende karbonkildetilsetning kan regulere denitrifikasjonsprosessen, slik at nitritt brukes som elektronakseptor før nitrat, og oppnår kortsiktig denitrifikasjon.

Oppsummert, gjennom en rekke presise prosesskontrollmetoder, kan kortsiktige nitrifikasjons- og kortsiktige denitrifikasjonsprosesser med hell induseres og drives stabilt i kloakkbehandlingssystemer, og derved forbedre denitrifikasjonseffektiviteten, redusere energiforbruket og redusere biproduktgenerering.