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04-可生化污水中硝基氮的生物降解技术路线和原理(之三)强微环保反硝化细菌

2021/3/30 21:08:03   文章来源:强微生物科技   作者:钟启平   浏览次数:3961
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4、总氮中硝基氮(NO2+NO3)的生物脱除方法和原理

⑴ 硝基氮的脱除方法有以下几种:
     将硝基氮转化成氮气,一般来说,目前只有生物转化的方法,没有化学转化的方法;这就是反硝化细菌的反硝化作用;
     方法方式有如下几种:
     一是生物脱除:厌氧或缺氧反硝化作用:在缺氧条件下,经反硝化作用,将硝基氮转化成氮气,需要相对严格的缺氧环境,和碳源的支持,脱除速度慢,需要较长的时间,例如传统的沼气池或罐,以及A/O工艺中的缺氧池组(设计容量至少是好氧池的两倍以上),反硝化作用后,可提高污水的总碱度和PH值;
     强微公司可生产供应传统的缺氧反硝化细菌产品:“强微反硝化细菌”;
     二是生物脱除:好氧反硝化作用:在有氧条件下,溶解越高越好,经好氧反硝化作用将硝基氮转化成氮气挥发掉,这需要曝气供氧支持以及碳源支持,脱除速度高,效率高,反应彻底,反硝化作用后,可提高污水的总碱度和PH值;
     强微公司有专业的好氧反硝化细菌产品:“强微复合好氧反硝化细菌”;
     三是生物脱除:短程硝化和反硝化作用:短程硝化是指NH3生成亚硝酸根,不再生产硝酸根;而由亚硝酸根直接生成N2,称为短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2,即可以从水中氨氮去除的一种工艺。
     强微公司有专业的“强微短程硝化和反硝化细菌”可一次性将氨氮和硝基氮一网打尽。但其中的鞘氨醇单胞菌会产生黄原胶,会影响后续沉淀效果,所以,一般这个产品不用于污水处理工程(会影响后续终沉池沉淀分离絮团或菌胶团),这个产品一般仅用于景观湖,河道,氧化塘等处理中,效率高速度快;

“强微短程硝化和反硝化细菌”的产黄原胶絮团模糊

“强微全价活性污泥菌”的絮团清晰

     四是生物脱除:不需要碳源的自养型好氧反硝化细菌或自养型厌氧反硝化细菌:但市场上暂时没有这类产品供应,希望不久的将来,可以研发出来,这将为污水处理工程节省超大量的碳源成本;

⑵ 反硝化池(挂膜厌氧池或缺氧池)
     传统反硝化环节利用的是厌氧反硝化细菌(土著菌或人工生产的“强微反硝化细菌”),则反硝化池就是厌氧池或缺氧池;
     如果使用“强微复合好氧反硝化细菌”,则反硝化池就是好氧池或曝气池了,脱险硝基氮,产氮气的速度效率更高,比硝化池还可更小一倍,或直接在硝化好氧池中兼反硝化作用,处理更为彻底,和硝化池(好氧池)兼同时进行好氧反硝化脱氮,则也并没有增加曝气电力的消耗,可将传统A/O工艺的整个生化池建设面积,缩小一倍以上;
     无论是缺氧反硝化细菌,还是好氧反硝化细菌,都可以在反硝化池中安装设置复合生物填料(如图),获得挂膜,增加反硝化细菌生物量,促进反硝化脱硝基氮的效率;

反硝化池的生物填料

好氧反硝化细菌产碱杆菌(强微还正在研发自养型好氧反硝化细菌)

 

⑶ 可生化污水中硝基氮的反硝化作用原理

① 传统的反硝化池是缺氧池(现代对应的是高效率的好氧反硝化曝气池)
     传统反硝化环节,是在缺氧池区.在厌氧反硝化细菌的作用下进行反硝化脱氮,将硝基氮转化成氮气挥发掉,强微可生产供应:厌氧反硝化细菌200亿/克规格供应;
     如果使用“强微复合好氧反硝化细菌”,则可改变传统,在硝化池(曝气池)中就可以兼着进行高效的有氧反硝化作用,且反应速度极快,可达10~20ppm/h的速率降解硝基氮;这样,至少可节省A/O工艺建设面积一半以上;

② 反硝化作用的化学反应总式为:

2 NO3 + 10 e + 12 H → N2 + 6 H2O

     这其中包括以下四个还原反应:
     硝酸盐(NO3)还原为亚硝酸盐(NO2):2 NO3 + 4 H + 4 e → 2 NO2 + 2 H2O
     亚硝酸盐(NO2)还原为一氧化氮(NO):2 NO2 + 4 H + 2 e → 2 NO + 2 H2O
     一氧化氮(NO)还原为一氧化二氮(N2O):2 NO + 2 H + 2 e → N2O + H2O
     一氧化二氮(N2O)还原为氮气(N2):N2O + 2 H + 2 e → N2 + H2O
     以上四个反应均将硝酸盐(NO3)作为电子传递链(ETC)的最终电子受体(TEA, terminal electron acceptor),来完成物质能量交换。

③ 由“缺氧反硝化细菌”、或“好氧反硝化细菌”或“短程硝化和反硝化细菌”来完成:
     需要有机碳源作为电子供体,硝酸盐和亚盐中的N-5和N-3为电子受体,氧原子为受氢体;
     反硝化过程每降解1克硝酸盐,需要BOD2~3克,可提高总碱度3.6克,产生OH根,并表现为PH上升;
     反硝化细菌一般只能把硝基氮NO3-,和亚硝酸基氮NO2-,转化成氮气,挥发到空气中去,但却不能把氨氮NH3/NH4+消除(“强微短程硝化和反硝化细菌”除外)。

好氧反硝化产碱杆菌

 


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