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04-可生化污水中硝基氮的生物降解技術(shù)路線和原理(之三)強微環(huán)保反硝化細菌

2021/3/30 21:08:03   文章來源:強微生物科技   作者:鐘啟平   瀏覽次數(shù):18624
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4、總氮中硝基氮(NO2+NO3)的生物脫除方法和原理

⑴ 硝基氮的脫除方法有以下幾種:
     將硝基氮轉(zhuǎn)化成氮氣,一般來說,目前只有生物轉(zhuǎn)化的方法,沒有化學轉(zhuǎn)化的方法;這就是反硝化細菌的反硝化作用;
     方法方式有如下幾種:
     一是生物脫除:厭氧或缺氧反硝化作用:在缺氧條件下,經(jīng)反硝化作用,將硝基氮轉(zhuǎn)化成氮氣,需要相對嚴格的缺氧環(huán)境,和碳源的支持,脫除速度慢,需要較長的時間,例如傳統(tǒng)的沼氣池或罐,以及A/O工藝中的缺氧池組(設(shè)計容量至少是好氧池的兩倍以上),反硝化作用后,可提高污水的總堿度和PH值;
     強微公司可生產(chǎn)供應(yīng)傳統(tǒng)的缺氧反硝化細菌產(chǎn)品:“強微反硝化細菌”;
     二是生物脫除:好氧反硝化作用:在有氧條件下,溶解越高越好,經(jīng)好氧反硝化作用將硝基氮轉(zhuǎn)化成氮氣揮發(fā)掉,這需要曝氣供氧支持以及碳源支持,脫除速度高,效率高,反應(yīng)徹底,反硝化作用后,可提高污水的總堿度和PH值;
     強微公司有專業(yè)的好氧反硝化細菌產(chǎn)品:“強微復合好氧反硝化細菌”;
     三是生物脫除:短程硝化和反硝化作用:短程硝化是指NH3生成亞硝酸根,不再生產(chǎn)硝酸根;而由亞硝酸根直接生成N2,稱為短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2,即可以從水中氨氮去除的一種工藝。
     強微公司有專業(yè)的“強微短程硝化和反硝化細菌”可一次性將氨氮和硝基氮一網(wǎng)打盡。但其中的鞘氨醇單胞菌會產(chǎn)生黃原膠,會影響后續(xù)沉淀效果,所以,一般這個產(chǎn)品不用于污水處理工程(會影響后續(xù)終沉池沉淀分離絮團或菌膠團),這個產(chǎn)品一般僅用于景觀湖,河道,氧化塘等處理中,效率高速度快;

“強微短程硝化和反硝化細菌”的產(chǎn)黃原膠絮團模糊

“強微全價活性污泥菌”的絮團清晰

     四是生物脫除:不需要碳源的自養(yǎng)型好氧反硝化細菌或自養(yǎng)型厭氧反硝化細菌:但市場上暫時沒有這類產(chǎn)品供應(yīng),希望不久的將來,可以研發(fā)出來,這將為污水處理工程節(jié)省超大量的碳源成本;

⑵ 反硝化池(掛膜厭氧池或缺氧池)
     傳統(tǒng)反硝化環(huán)節(jié)利用的是厭氧反硝化細菌(土著菌或人工生產(chǎn)的“強微反硝化細菌”),則反硝化池就是厭氧池或缺氧池;
     如果使用“強微復合好氧反硝化細菌”,則反硝化池就是好氧池或曝氣池了,脫險硝基氮,產(chǎn)氮氣的速度效率更高,比硝化池還可更小一倍,或直接在硝化好氧池中兼反硝化作用,處理更為徹底,和硝化池(好氧池)兼同時進行好氧反硝化脫氮,則也并沒有增加曝氣電力的消耗,可將傳統(tǒng)A/O工藝的整個生化池建設(shè)面積,縮小一倍以上;
     無論是缺氧反硝化細菌,還是好氧反硝化細菌,都可以在反硝化池中安裝設(shè)置復合生物填料(如圖),獲得掛膜,增加反硝化細菌生物量,促進反硝化脫硝基氮的效率;

反硝化池的生物填料

好氧反硝化細菌產(chǎn)堿桿菌(強微還正在研發(fā)自養(yǎng)型好氧反硝化細菌)

 

⑶ 可生化污水中硝基氮的反硝化作用原理

① 傳統(tǒng)的反硝化池是缺氧池(現(xiàn)代對應(yīng)的是高效率的好氧反硝化曝氣池)
     傳統(tǒng)反硝化環(huán)節(jié),是在缺氧池區(qū).在厭氧反硝化細菌的作用下進行反硝化脫氮,將硝基氮轉(zhuǎn)化成氮氣揮發(fā)掉,強微可生產(chǎn)供應(yīng):厭氧反硝化細菌200億/克規(guī)格供應(yīng);
     如果使用“強微復合好氧反硝化細菌”,則可改變傳統(tǒng),在硝化池(曝氣池)中就可以兼著進行高效的有氧反硝化作用,且反應(yīng)速度極快,可達10~20ppm/h的速率降解硝基氮;這樣,至少可節(jié)省A/O工藝建設(shè)面積一半以上;

② 反硝化作用的化學反應(yīng)總式為:

2 NO3 + 10 e + 12 H → N2 + 6 H2O

     這其中包括以下四個還原反應(yīng):
     硝酸鹽(NO3)還原為亞硝酸鹽(NO2):2 NO3 + 4 H + 4 e → 2 NO2 + 2 H2O
     亞硝酸鹽(NO2)還原為一氧化氮(NO):2 NO2 + 4 H + 2 e → 2 NO + 2 H2O
     一氧化氮(NO)還原為一氧化二氮(N2O):2 NO + 2 H + 2 e → N2O + H2O
     一氧化二氮(N2O)還原為氮氣(N2):N2O + 2 H + 2 e → N2 + H2O
     以上四個反應(yīng)均將硝酸鹽(NO3)作為電子傳遞鏈(ETC)的最終電子受體(TEA, terminal electron acceptor),來完成物質(zhì)能量交換。

③ 由“缺氧反硝化細菌”、或“好氧反硝化細菌”或“短程硝化和反硝化細菌”來完成:
     需要有機碳源作為電子供體,硝酸鹽和亞鹽中的N-5和N-3為電子受體,氧原子為受氫體;
     反硝化過程每降解1克硝酸鹽,需要BOD2~3克,可提高總堿度3.6克,產(chǎn)生OH根,并表現(xiàn)為PH上升;
     反硝化細菌一般只能把硝基氮NO3-,和亞硝酸基氮NO2-,轉(zhuǎn)化成氮氣,揮發(fā)到空氣中去,但卻不能把氨氮NH3/NH4+消除(“強微短程硝化和反硝化細菌”除外)。

好氧反硝化產(chǎn)堿桿菌

 


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