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生物酶催化短程硝化反硝化

閱讀:456      發(fā)布時間:2024-4-9
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生物酶催化短程硝化反硝化


氨氧化微生物在污水處理系統(tǒng)中廣泛存在,并起到氨氮去除的主要作用。氨氧化微生物執(zhí)行的好氧氨氧化過程也是硝化作用的第一步,對于污水脫氮至關(guān)重要,可以通過硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-反硝化除磷等工藝途徑實現(xiàn)脫氮。

厭氧氨氧化脫氮途徑根據(jù)亞硝的來源不同主要分為短程硝化耦合厭氧氨氧化、短程反硝化-厭氧氨氧化兩種途徑。而厭氧氨氧化耦合短程反硝化簡單來說就是短程反硝化的產(chǎn)物剛好可被用作厭氧氨氧化的底物,形成互補。


一、傳統(tǒng)的生物脫氮硝化


氨氮被氧化為亞硝態(tài)氮后,又被進一步氧化為硝態(tài)氮,這一過程是由氨氧化細菌和亞硝酸氧化細菌協(xié)助完成的。
短程硝化——如果能控制亞硝酸氧化菌的數(shù)量,就可以讓氨氮在硝化反應(yīng)區(qū)只進行到亞硝酸鹽階段,然后再回流,為厭氧氨氧化菌提供“電子受體",這一過程稱為“短程硝化"。

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二、傳統(tǒng)的生物脫氮反硝化

首先將硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮,再逐步還原為氮氣。

短程反硝化——如果能控制異養(yǎng)反硝化只到亞硝態(tài)氮這個步驟,接下來的脫氮由厭氧氨氧化菌來接力完成,可以起到節(jié)省碳源的目的,這一過程稱為“短程反硝化"。


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三、生物酶催化劑

生物酶催化劑改變系統(tǒng)菌群結(jié)構(gòu),加速短程硝化-短程反硝化,激活厭氧氨氧化反應(yīng),增強系統(tǒng)脫氮效率,減少碳源、減少剩余污泥量、降低曝氣,從而升級系統(tǒng),降低成本消耗。

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四、為了實現(xiàn)短程硝化淘汰亞硝酸鹽氧化菌,可以通過泥齡、PH、游離氨濃度、溶解氧等進行初步控制


泥齡:氨氧化菌的繁殖周期比亞硝酸鹽氧化菌短,通過縮短泥齡,可以限制亞硝酸鹽氧化菌的數(shù)量,使氨氧化菌成為優(yōu)勢菌種,逐步淘汰亞硝酸鹽氧化菌。

PH:氨氧化菌的最適宜PH值在7.5-8.5,而亞硝酸鹽氧化菌的最適宜PH值在6-7.5,所以提高PH到8左右時,可以有效的抑制亞硝酸鹽氧化菌,同時也可以提高游離氨的濃度,氨氧化菌對游離氨的毒性耐受力比亞硝酸鹽氧化菌更強,這樣也使得氨氧化菌更易成為優(yōu)勢菌種。


溶解氧:氨氧化菌對溶解氧的親和力比亞硝酸鹽氧化菌更強,可以通過間歇曝氣或階段曝氣,將溶解氧控制在0.5mg/L以下,會產(chǎn)生明顯的亞硝酸鹽積累,與短程硝化思路類似。


五、為實現(xiàn)短程反硝化,控制異養(yǎng)反硝化只到亞硝態(tài)氮這個步驟:

①反硝化過程中,硝酸鹽的存在會抑制亞硝酸鹽的還原,因為反硝化細菌會優(yōu)先利用硝態(tài)氮,當(dāng)硝酸鹽基本被還原完畢后,才會利用亞硝酸鹽,因此才會出現(xiàn)短時的亞硝酸鹽氮的累積;


②當(dāng)進水碳源不足時,C/N比在2-3,反硝化過程會產(chǎn)生穩(wěn)定的亞硝態(tài)氮積累現(xiàn)象,低碳氮比也有利于短程硝化和異養(yǎng)反硝化的共存;

③反硝化的最適宜PH在7-8之間,當(dāng)高于或低于這個區(qū)間,會產(chǎn)生亞硝態(tài)氮的積累。

結(jié)論: 生物酶催化劑改變系統(tǒng)菌落結(jié)構(gòu),具有節(jié)能和降低碳源消耗的實際價值。











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