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

    2021/3/31 20:45:14   文章來源:強微生物科技   瀏覽次數:2443
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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:
         將硝基氮轉化成氮氣,一般來說,目前只有生物轉化的方法,沒有化學轉化的方法;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,經反硝化作用,將硝基氮轉化成氮氣,需要相對嚴格的缺氧環境,和碳源的支持,脫除速度慢,需要較長的時間,例如傳統的沼氣池或罐,以及A/O工藝中的缺氧池組(設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;
         強微公司可生產供應傳統的缺氧反硝化細菌產品:“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,經好氧反硝化作用將硝基氮轉化成氮氣揮發掉,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;
         強微公司有專業的好氧反硝化細菌產品:“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打盡。但其中的鞘氨醇單胞菌會產生黃原膠,會影響后續沉淀效果,所以,一般這個產品不用于污水處理工程(會影響后續終沉池沉淀分離絮團或菌膠團),這個產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:不需要碳源的自養型好氧反硝化細菌或自養型厭氧反硝化細菌:但市場上暫時沒有這類產品供應,希望不久的將來,可以研發出來,這將為污水處理工程節省超大量的碳源成本;

    ⑵ 反硝化池(掛膜厭氧池或缺氧池)
         傳統反硝化環節利用的是厭氧反硝化細菌(土著菌或人工生產的“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A/O工藝的整個生化池建設面積,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

    好氧反硝化細菌產堿桿菌(強微還正在研發自養型好氧反硝化細菌)

     

    ⑶ 可生化污水中硝基氮的反硝化作用原理

    ① 傳統的反硝化池是缺氧池(現代對應的是高效率的好氧反硝化曝氣池)
         傳統反硝化環節,是在缺氧池區.在厭氧反硝化細菌的作用下進行反硝化脫氮,將硝基氮轉化成氮氣揮發掉,強微可生產供應:厭氧反硝化細菌200億/克規格供應;
         如果使用“強微復合好氧反硝化細菌”,則可改變傳統,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,且反應速度極快,可達10~20ppm/h的速率降解硝基氮;這樣,至少可節省A/O工藝建設面積一半以上;

    ② 反硝化作用的化學反應總式為:

    2 NO3 + 10 e + 12 H → N2 + 6 H2O

         這其中包括以下四個還原反應:
         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,產生OH根,并表現為PH上升;
         反硝化細菌一般只能把硝基氮NO3-,和亞硝酸基氮NO2-,轉化成氮氣,揮發到空氣中去,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)。

    好氧反硝化產堿桿菌

     


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