Wat zijn korte termijn nitrificatie en korte termijn denitrificatie?

Op het gebied van biologische denitrificatie zijn nitrificatie op korte afstand en denitrificatie op korte afstand twee belangrijke processen. Ze doorbreken de traditionele nitrificatie- en denitrificatieroutes over het volledige bereik en bereiken een efficiënte stikstofverwijdering door de microbiële gemeenschapsstructuur te reguleren.

01 Nitrificatie op korte termijn

Nitrificatie op korte termijn verwijst naar het proces waarbij, tijdens het biologische denitrificatieproces, het oxidatieproces van ammoniakstikstof alleen wordt uitgevoerd tot aan het nitrietstadium via specifieke procescontrolemiddelen, dat wil zeggen dat ammoniakstikstof (NH₄⁺) eerst wordt geoxideerd tot nitriet ( NO₂⁻), en nitriet wordt niet langer verder geoxideerd tot nitraat (NO₃⁻). Dit proces hangt voornamelijk af van de versterking van de activiteit van ammoniakoxiderende bacteriën (AOB) en de effectieve remming van de activiteit van nitrificerende bacteriën (NOB). Het voordeel van nitrificatie op korte termijn is dat het het zuurstofverbruik en de vraag naar koolstofbronnen vermindert, de belasting van de daaropvolgende denitrificatiefase vermindert en zo de denitrificatie-efficiëntie van het hele systeem verbetert.

Beïnvloedende factoren en optimalisatiestrategieën:

DO-concentratie: DO moet strikt worden gecontroleerd op 0,5-1,5 mg/l om nitrificerende bacteriën te remmen en ammoniak-oxiderende bacteriën ten goede te komen.

Temperatuur en pH-waarde: Een geschikte temperatuur (20-30℃) en een neutrale tot zwak alkalische pH-omgeving zijn bevorderlijk voor de stabiele werking van

nitrificatie op korte termijn.

SRT (slibleeftijd): Het op passende wijze inkorten van SRT is bevorderlijk voor de selectieve kweek van nitrificerende bacteriën op de korte termijn.

Influentbelasting: Zorg voor een stabiele ammoniak-stikstofbelasting om schade aan het nitrificatiesysteem op korte afstand als gevolg van schokken te voorkomen.

02 Denitrificatie op korte afstand

Denitrificatie op korte afstand verwijst naar de directe reductie van nitraat of nitriet tot stikstofgas (N₂), waarbij de stap van het reduceren van NO₃⁻ naar NO₂⁻ in het conventionele denitrificatieproces wordt overgeslagen. Dit proces vereist meestal speciale denitrificerende bacteriën die nitriet direct kunnen gebruiken als elektronenacceptor voor denitrificatiereacties in een anoxische omgeving. Denitrificatie op korte afstand kan niet alleen het tussenproduct - stikstofmonoxide (NO) dat wordt geproduceerd in het traditionele denitrificatieproces vermijden, waardoor de druk op het milieu wordt verminderd, maar ook de totale stikstofverwijderingssnelheid wordt verbeterd en de input van organische koolstofbronnen wordt bespaard.

Beïnvloedende factoren en optimalisatiestrategieën:

Anoxische omgeving: Strikte anoxische omstandigheden vormen de basis van denitrificatie op korte afstand, en DO moet onder de 0,5 mg/l worden gehouden.

pH-waarde: Een pH tussen 6,0-8,0 is bevorderlijk voor de groei en activiteit van denitrificerende bacteriën op korte afstand.

Temperatuur: Een geschikte temperatuur (20-30℃) helpt de denitrificatiesnelheid te verhogen.

Type koolstofbron en aanbod: gemakkelijk afbreekbare en efficiënte koolstofbronnen selecteren en de koolstofvoorraad op passende wijze vergroten om denitrificatie op korte afstand te bevorderen.

Stromingstoestand en menging in de reactor: zorg voor een uniforme menging in de reactor om overmatige zuurstofconcentraties in lokale gebieden te voorkomen.

03Hoe kunnen microbiële gemeenschappen worden gereguleerd om nitrificatie en denitrificatie op de korte termijn te bereiken?

Opgeloste zuurstofcontrole: De realisatie van nitrificatie op korte termijn is afhankelijk van de remming van de activiteit van nitrificerende bacteriën (NOB). Gewoonlijk wordt de opgeloste zuurstofconcentratie in de reactor strikt gecontroleerd om een ​​laag niveau te handhaven dat de normale werking van ammoniakoxiderende bacteriën (AOB) kan garanderen en de groei van NOB kan remmen.

Temperatuur- en pH-regeling: Verschillende microbiële populaties hebben een verschillend aanpassingsvermogen aan omgevingsomstandigheden. Door de temperatuur en pH-waarde van de reactor aan te passen, kan de activiteit van de doelbacteriegemeenschap selectief worden bevorderd. Sommige specifieke AOB kunnen bijvoorbeeld een hogere activiteit hebben bij lagere temperaturen of binnen een specifiek pH-bereik.

Optimalisatie SRT (slibleeftijd) en HRT (hydraulische verblijftijd): Een redelijke instelling van de slibleeftijd en de hydraulische retentietijd van de bioreactor kunnen helpen om AOB selectief te verrijken en tegelijkertijd de proliferatie van NOB te elimineren of te remmen.

Afwisselende beluchting en anoxische behandeling: Gebruik intermitterende beluchting of gesegmenteerde behandeling om omgevingsomstandigheden te creëren die bevorderlijk zijn voor nitrificatie op korte termijn en denitrificatie op korte termijn. Zet ammoniakstikstof bijvoorbeeld eerst onder aerobe omstandigheden om naar nitriet en schakel dan snel over naar anoxische of anaerobe omstandigheden zodat nitriet direct wordt gereduceerd tot stikstof.

Remmers toevoegen: Bepaalde chemicaliën kunnen worden gebruikt als NOB-remmers, zoals methanol, isopropanol, enz., die de activiteit van NOB effectief kunnen remmen, waardoor nitrificatie op korte termijn wordt bereikt.

Strategie voor het toevoegen van koolstofbronnen: Een passende toevoeging van koolstofbronnen kan het denitrificatieproces reguleren, zodat nitriet wordt gebruikt als elektronenacceptor vóór nitraat, waardoor denitrificatie op korte termijn wordt bereikt.

Samenvattend kunnen we stellen dat via een reeks precieze procescontrolemethoden nitrificatie- en denitrificatieprocessen op korte termijn met succes kunnen worden geïnduceerd en stabiel kunnen worden uitgevoerd in rioolwaterzuiveringssystemen, waardoor de denitrificatie-efficiëntie wordt verbeterd, het energieverbruik wordt verminderd en de vorming van bijproducten wordt verminderd.