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yanww_219版主 (知名作家)
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[交流]
关于同步硝化反硝化脱氮除磷原理及技术的讨论
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同步硝化反硝化脱氮除磷，听起来的确很好，能同时脱氮除磷，而且生物法，成本低，近年来发展有一些，但进展似乎很慢，请大家尤其是感兴趣的行家知道的多发表相关意见、理论和实际工程等，资料尤其是好的文献，望能指出，呵呵。期待你的真诚讨论，非常感谢。 本人先来，很长时间一直想讨论这个话题，望大家放开讨论。 反硝化除磷机理 近年的研究发现，一种反硝化聚磷菌（DPB，denitrifying phosphorus removing bacteria）能在缺氧条件（无氧，存在硝酸盐）下过量吸磷。DPB的生物吸/放磷作用被荷兰Delft工业大学和日本东京大学研究人员合作研究确认，并冠名“反硝化除磷”（denitrifying dephosphatation）。在磷的生物吸/放磷过程中，反硝化除磷细菌以硝酸氮取代氧作为电子受体，也就是说反硝化除磷细菌能将反硝化脱氮和生物除磷这两个认为彼此独立的作用合二为一。反硝化除磷中硝酸盐代替氧作为电子受体。硝酸盐作为电子受体可从许多文献中得到证明，国内也对此进行了大量研究。硝酸盐作为生物除磷的电子受体的研究已有许多，但对亚硝酸盐是否可以作为生物除磷电子受体的研究却不多见。1999年，Jens Meinhold等人证明了亚硝酸盐可作为电子受体，但他们试验得出的亚硝酸盐的峰顶浓度较低，约为8 mgNO2--N/L。而2003年，新加坡的J.Y.Hu等人研究得到的亚硝酸盐峰顶浓度则较高，为115 mgNO2--N/L。这使得我们在亚硝酸盐存在的缺氧环境下仍能开发生物除磷工艺。 反硝化除磷工艺的发展 反硝化除磷工艺中有单级、双级两种系统。单级污泥系统中，DPB、硝化菌及非聚磷异养菌同时存在于同一悬浮污泥相中，共同经历了厌氧、缺氧和好氧环境，其中最具代表的工艺有BCFs；而在双级污泥系统中，硝化菌则独立于DPB而单独存在于固定膜生物反应器或好氧硝化SBR反应器中。双级污泥系统有Dephanox和A2NSBR等。其中BCFs工艺已运用于工程实践，而双级污泥系统仍停留在小试阶段，离实际运用尚有不少距离。虽然在单、双级污泥系统中DPB都可利用由硝化产生的硝酸盐作为电子受体在缺氧环境中实现反硝化除磷，但后者运行更稳定、处理效果也更好，其原因是双污泥系统为硝化菌和反硝化除磷菌创造了最佳的生长环境，且硝化和反硝化聚磷各系统的SRT可根据实际运行要求来选定（硝化的SRT较长不利于反硝化和除磷，主要原因是聚磷菌体内相当一部分PHB会因长时间的曝气而被消耗掉，从而导致后续反硝化所需碳源的不足）。进一步说，在双污泥系统中可采用生物膜反应器进行硝化来提供NO3-电子受体，这样不仅给生长速率较慢的硝化菌创造了稳定的生长环境，增加了系统中硝化菌量，提高了硝化率，也可减少水力停留时间和反应器体积；同时在无需大规模污泥回流的前提下就能使出水保持较低的硝酸盐浓度。 |
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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为硝酸的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。 硝化作用由自养型细菌分阶段完成。第一阶段为亚硝化，即铵根（NH4+)氧化为亚硝酸根（NO2-）的阶段。参与这个阶段活动的亚硝酸细菌主要有 5个属：亚硝化毛杆菌属(Nitrosomonas) ；亚硝化囊杆菌属(Nitrosocystis)；亚硝化球菌属(Nitrosococcus)；亚硝化螺菌属(Nitrosospira)和亚硝化肢杆菌属(Nitrosogloea)。其中，尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位，常见的有欧洲亚硝化毛杆菌 (Nitrosomonas europaea)等。 第二阶段为硝化，即亚硝酸根（NO2-）氧化为硝酸根（NO3-）的阶段。参与这个阶段活动的硝酸细菌主要有3个属：硝酸细菌属(Nitrobacter)；硝酸刺菌属 (Nitrospina)和硝酸球菌属(Nitrococcus)。其中以硝酸细菌属为主，常见的有维氏硝酸细菌(Nitrobacter winogradskyi)和活跃硝酸细菌 (N. agilis)等。 |
11楼2015-12-16 20:24:46
zh1984
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没有干货，纯瞎扯一下别介意，SND和反硝化聚磷是两种概念吧，你的意思是要把这两方面整合成一种方案来脱氮除磷？这个貌似还真没有。 反硝化除磷在原理上无新意，无非是用NO3代替O2来当电子受体，反硝化菌本身就具备这个能力。 真正让人奇怪的是SND，现在的几种解释我觉着都有些牵强，谈下自己的一种假设：从脱氮的过程看，NH4要先逐步氧化到NO3，再还原到N2，这个过程是个弯路，从吉布斯自由能来看，NH4直接氧化到N2的反应理论上可以自发，至少能说明这个反应可以提供能量，SND有没有可能是存在这样一种未知菌群来通过这个反应供能？若真能证明如此，将会给脱氮乃至氮循环提供一条全新的路径，发篇NATURE也不为过吧。 |
2楼2015-12-10 18:10:22
yanww_219
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3楼2015-12-10 18:31:15
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4楼2015-12-10 19:30:41
10