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yanww_219版主 (知名作家)
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[交流]
關(guān)于同步硝化反硝化脫氮除磷原理及技術(shù)的討論
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同步硝化反硝化脫氮除磷，聽起來的確很好，能同時脫氮除磷，而且生物法，成本低，近年來發(fā)展有一些，但進展似乎很慢，請大家尤其是感興趣的行家知道的多發(fā)表相關(guān)意見、理論和實際工程等，資料尤其是好的文獻，望能指出，呵呵。期待你的真誠討論，非常感謝。 本人先來，很長時間一直想討論這個話題，望大家放開討論。 反硝化除磷機理 近年的研究發(fā)現(xiàn)，一種反硝化聚磷菌（DPB，denitrifying phosphorus removing bacteria）能在缺氧條件（無氧，存在硝酸鹽）下過量吸磷。DPB的生物吸/放磷作用被荷蘭Delft工業(yè)大學(xué)和日本東京大學(xué)研究人員合作研究確認，并冠名“反硝化除磷”（denitrifying dephosphatation）。在磷的生物吸/放磷過程中，反硝化除磷細菌以硝酸氮取代氧作為電子受體，也就是說反硝化除磷細菌能將反硝化脫氮和生物除磷這兩個認為彼此獨立的作用合二為一。反硝化除磷中硝酸鹽代替氧作為電子受體。硝酸鹽作為電子受體可從許多文獻中得到證明，國內(nèi)也對此進行了大量研究。硝酸鹽作為生物除磷的電子受體的研究已有許多，但對亞硝酸鹽是否可以作為生物除磷電子受體的研究卻不多見。1999年，Jens Meinhold等人證明了亞硝酸鹽可作為電子受體，但他們試驗得出的亞硝酸鹽的峰頂濃度較低，約為8 mgNO2--N/L。而2003年，新加坡的J.Y.Hu等人研究得到的亞硝酸鹽峰頂濃度則較高，為115 mgNO2--N/L。這使得我們在亞硝酸鹽存在的缺氧環(huán)境下仍能開發(fā)生物除磷工藝。 反硝化除磷工藝的發(fā)展 反硝化除磷工藝中有單級、雙級兩種系統(tǒng)。單級污泥系統(tǒng)中，DPB、硝化菌及非聚磷異養(yǎng)菌同時存在于同一懸浮污泥相中，共同經(jīng)歷了厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，其中最具代表的工藝有BCFs；而在雙級污泥系統(tǒng)中，硝化菌則獨立于DPB而單獨存在于固定膜生物反應(yīng)器或好氧硝化SBR反應(yīng)器中。雙級污泥系統(tǒng)有Dephanox和A2NSBR等。其中BCFs工藝已運用于工程實踐，而雙級污泥系統(tǒng)仍停留在小試階段，離實際運用尚有不少距離。雖然在單、雙級污泥系統(tǒng)中DPB都可利用由硝化產(chǎn)生的硝酸鹽作為電子受體在缺氧環(huán)境中實現(xiàn)反硝化除磷，但后者運行更穩(wěn)定、處理效果也更好，其原因是雙污泥系統(tǒng)為硝化菌和反硝化除磷菌創(chuàng)造了最佳的生長環(huán)境，且硝化和反硝化聚磷各系統(tǒng)的SRT可根據(jù)實際運行要求來選定（硝化的SRT較長不利于反硝化和除磷，主要原因是聚磷菌體內(nèi)相當(dāng)一部分PHB會因長時間的曝氣而被消耗掉，從而導(dǎo)致后續(xù)反硝化所需碳源的不足）。進一步說，在雙污泥系統(tǒng)中可采用生物膜反應(yīng)器進行硝化來提供NO3-電子受體，這樣不僅給生長速率較慢的硝化菌創(chuàng)造了穩(wěn)定的生長環(huán)境，增加了系統(tǒng)中硝化菌量，提高了硝化率，也可減少水力停留時間和反應(yīng)器體積；同時在無需大規(guī)模污泥回流的前提下就能使出水保持較低的硝酸鹽濃度。 |
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yanww_219
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硝化作用（nitrification）是指氨在微生物作用下氧化為硝酸的過程。硝化細菌將氨氧化為硝酸的過程。通常發(fā)生在通氣良好的土壤、廄肥、堆肥和活性污泥中。 硝化作用由自養(yǎng)型細菌分階段完成。第一階段為亞硝化，即銨根（NH4+)氧化為亞硝酸根（NO2-）的階段。參與這個階段活動的亞硝酸細菌主要有 5個屬：亞硝化毛桿菌屬(Nitrosomonas) ；亞硝化囊桿菌屬(Nitrosocystis)；亞硝化球菌屬(Nitrosococcus)；亞硝化螺菌屬(Nitrosospira)和亞硝化肢桿菌屬(Nitrosogloea)。其中，尤以亞硝化毛桿菌屬的作用居主導(dǎo)地位，常見的有歐洲亞硝化毛桿菌 (Nitrosomonas europaea)等。 第二階段為硝化，即亞硝酸根（NO2-）氧化為硝酸根（NO3-）的階段。參與這個階段活動的硝酸細菌主要有3個屬：硝酸細菌屬(Nitrobacter)；硝酸刺菌屬 (Nitrospina)和硝酸球菌屬(Nitrococcus)。其中以硝酸細菌屬為主，常見的有維氏硝酸細菌(Nitrobacter winogradskyi)和活躍硝酸細菌 (N. agilis)等。 |
11樓2015-12-16 20:24:46
zh1984
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yanww_219: 金幣+5, 非常感謝，希望能繼續(xù)深入交流學(xué)習(xí) 2015-12-10 18:30:27
小木蟲: 金幣+0.5, 給個紅包，謝謝回帖
yanww_219: 金幣+5, 非常感謝，希望能繼續(xù)深入交流學(xué)習(xí) 2015-12-10 18:30:27
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沒有干貨，純瞎扯一下別介意，SND和反硝化聚磷是兩種概念吧，你的意思是要把這兩方面整合成一種方案來脫氮除磷？這個貌似還真沒有。 反硝化除磷在原理上無新意，無非是用NO3代替O2來當(dāng)電子受體，反硝化菌本身就具備這個能力。 真正讓人奇怪的是SND，現(xiàn)在的幾種解釋我覺著都有些牽強，談下自己的一種假設(shè)：從脫氮的過程看，NH4要先逐步氧化到NO3，再還原到N2，這個過程是個彎路，從吉布斯自由能來看，NH4直接氧化到N2的反應(yīng)理論上可以自發(fā)，至少能說明這個反應(yīng)可以提供能量，SND有沒有可能是存在這樣一種未知菌群來通過這個反應(yīng)供能？若真能證明如此，將會給脫氮乃至氮循環(huán)提供一條全新的路徑，發(fā)篇NATURE也不為過吧。 |
2樓2015-12-10 18:10:22
yanww_219
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3樓2015-12-10 18:31:15
zh1984
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4樓2015-12-10 19:30:41
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