ไนตริฟิเคชั่นระยะสั้นและดีไนตริฟิเคชั่นระยะสั้นคืออะไร?

ในด้านการแยกไนตริฟิเคชันทางชีวภาพ กระบวนการไนตริฟิเคชั่นระยะสั้นและการแยกไนตริฟิเคชั่นระยะสั้นเป็นกระบวนการที่สำคัญสองกระบวนการ พวกมันเจาะทะลุวิถีการทำไนตริฟิเคชั่นและดีไนตริฟิเคชั่นแบบเต็มรูปแบบ และบรรลุการกำจัดไนโตรเจนอย่างมีประสิทธิภาพโดยการควบคุมโครงสร้างชุมชนจุลินทรีย์

01 ไนตริฟิเคชั่นระยะสั้น

ไนตริฟิเคชันระยะสั้นหมายถึงกระบวนการที่ในระหว่างกระบวนการดีไนตริฟิเคชันทางชีวภาพ กระบวนการออกซิเดชันของแอมโมเนียไนโตรเจนจะดำเนินการจนถึงขั้นไนไตรต์เท่านั้น โดยใช้วิธีการควบคุมกระบวนการเฉพาะ นั่นคือ แอมโมเนียไนโตรเจน (NH₄⁺) จะถูกออกซิไดซ์เป็นไนไตรต์เป็นครั้งแรก ( NO₂⁻) และไนไตรต์จะไม่ถูกออกซิไดซ์เป็นไนเตรตอีกต่อไป (NO₃⁻) กระบวนการนี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการเพิ่มประสิทธิภาพของกิจกรรมของแบคทีเรียแอมโมเนียออกซิไดซ์ (AOB) และการยับยั้งการทำงานของแบคทีเรียไนตริไฟริ่ง (NOB) อย่างมีประสิทธิผล ข้อดีของการทำไนตริฟิเคชั่นในระยะสั้นคือ ลดการใช้ออกซิเจนและความต้องการแหล่งคาร์บอน ลดภาระของขั้นตอนการดีไนตริฟิเคชันที่ตามมา และช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพในการดีไนตริฟิเคชั่นของทั้งระบบ

ปัจจัยที่มีอิทธิพลและกลยุทธ์การปรับให้เหมาะสม:

ความเข้มข้นของ DO: DO จำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดที่ 0.5-1.5 มก./ลิตร เพื่อยับยั้งแบคทีเรียไนตริไฟเออร์ และเป็นประโยชน์ต่อแบคทีเรียออกซิไดซ์แอมโมเนีย

อุณหภูมิและค่า pH: อุณหภูมิที่เหมาะสม (20-30 ℃) และสภาพแวดล้อม pH เป็นกลางถึงเป็นด่างอ่อนเอื้อต่อการทำงานที่มั่นคงของ

ไนตริฟิเคชั่นระยะสั้น

รฟท. (อายุตะกอน): การลด SRT ให้สั้นลงอย่างเหมาะสมเอื้อต่อการคัดเลือกแบคทีเรียไนตริไฟติ้งในระยะสั้น

โหลดที่มีอิทธิพล: รักษาปริมาณแอมโมเนียไนโตรเจนให้คงที่เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อระบบไนตริฟิเคชันระยะสั้นที่เกิดจากการกระแทก

02 การดีไนตริฟิเคชั่นระยะสั้น

การแยกไนตริฟิเคชันระยะสั้นหมายถึงการลดไนเตรตหรือไนไตรต์โดยตรงให้เป็นก๊าซไนโตรเจน (N₂) โดยข้ามขั้นตอนการลด NO₃⁻ ให้เป็น NO₂⁻ ในกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่นแบบทั่วไป โดยทั่วไปกระบวนการนี้ต้องใช้แบคทีเรียดีไนตริไฟเออร์ชนิดพิเศษที่สามารถใช้ไนไตรท์เป็นตัวรับอิเล็กตรอนโดยตรงสำหรับปฏิกิริยาดีไนตริฟิเคชันในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นพิษ การแยกไนตริฟิเคชันระยะสั้นไม่เพียงแต่สามารถหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ขั้นกลางได้เท่านั้น ซึ่งได้แก่ ไนตริกออกไซด์ (NO) ที่ผลิตในกระบวนการดีไนตริฟิเคชันแบบดั้งเดิม ซึ่งช่วยลดแรงกดดันต่อสิ่งแวดล้อม แต่ยังปรับปรุงอัตราการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมด และประหยัดการป้อนแหล่งคาร์บอนอินทรีย์อีกด้วย

ปัจจัยที่มีอิทธิพลและกลยุทธ์การปรับให้เหมาะสม:

สภาพแวดล้อมที่เป็นพิษ: สภาวะที่ไม่เป็นพิษที่เข้มงวดเป็นพื้นฐานของการแยกไนตริฟิเคชั่นระยะสั้น และควรควบคุม DO ให้ต่ำกว่า 0.5 มก./ลิตร

ค่าพีเอช: ค่า pH ระหว่าง 6.0-8.0 เอื้อต่อการเจริญเติบโตและกิจกรรมของแบคทีเรียดีไนตริไฟอิงระยะสั้น

อุณหภูมิ: อุณหภูมิที่เหมาะสม (20-30°C) ช่วยเพิ่มอัตราการดีไนตริฟิเคชั่น

ประเภทแหล่งคาร์บอนและการจ่าย: เลือกแหล่งคาร์บอนที่ย่อยสลายได้ง่ายและมีประสิทธิภาพ และเพิ่มปริมาณคาร์บอนอย่างเหมาะสมเพื่อส่งเสริมการแยกไนตริฟิเคชันในระยะสั้น

สถานะการไหลและการผสมในเครื่องปฏิกรณ์: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการผสมสม่ำเสมอในเครื่องปฏิกรณ์ เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ความเข้มข้นของออกซิเจนมากเกินไปในพื้นที่ท้องถิ่น

03จะควบคุมชุมชนจุลินทรีย์เพื่อให้ได้ไนตริฟิเคชันและดีไนตริฟิเคชันในระยะสั้นได้อย่างไร

การควบคุมออกซิเจนละลายน้ำ: การทำให้เกิดไนตริฟิเคชั่นในระยะสั้นขึ้นอยู่กับการยับยั้งการทำงานของแบคทีเรียไนตริไฟริ่ง (NOB) โดยปกติแล้ว ความเข้มข้นของออกซิเจนละลายในเครื่องปฏิกรณ์จะถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อรักษาระดับต่ำซึ่งสามารถรับประกันการทำงานปกติของแบคทีเรียแอมโมเนียออกซิไดซ์ (AOB) และยับยั้งการเติบโตของ NOB

การควบคุมอุณหภูมิและค่า pH: ประชากรจุลินทรีย์ที่แตกต่างกันมีความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน ด้วยการปรับอุณหภูมิและค่า pH ของเครื่องปฏิกรณ์ คุณสามารถเลือกส่งเสริมกิจกรรมของชุมชนแบคทีเรียเป้าหมายได้ ตัวอย่างเช่น AOB บางชนิดอาจมีฤทธิ์สูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่าหรือภายในช่วง pH ที่กำหนด

การเพิ่มประสิทธิภาพ SRT (อายุตะกอน) และ HRT (เวลากักเก็บไฮดรอลิก): การตั้งค่าอายุของตะกอนและเวลากักเก็บไฮดรอลิกของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพอย่างสมเหตุสมผลสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ AOB แบบเลือกสรรในขณะที่กำจัดหรือยับยั้งการแพร่กระจายของ NOB

การเติมอากาศแบบสลับและการบำบัดแบบไร้สารพิษ: ใช้การเติมอากาศเป็นระยะหรือการบำบัดแบบแบ่งส่วนเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการเกิดไนตริฟิเคชันในระยะสั้นและการแยกไนตริฟิเคชันในระยะสั้น ตัวอย่างเช่น ขั้นแรกแปลงแอมโมเนียไนโตรเจนเป็นไนไตรต์ภายใต้สภาวะแอโรบิก จากนั้นจึงสลับไปใช้สภาวะไร้ออกซิเจนหรือไร้ออกซิเจนอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ไนไตรท์ถูกรีดิวซ์เป็นไนโตรเจนโดยตรง

การเพิ่มสารยับยั้ง: สารเคมีบางชนิดสามารถใช้เป็นสารยับยั้ง NOB ได้ เช่น เมทานอล ไอโซโพรพานอล ฯลฯ ซึ่งสามารถยับยั้งการทำงานของ NOB ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงทำให้เกิดไนตริฟิเคชั่นในระยะสั้น

กลยุทธ์การเติมแหล่งคาร์บอน: การเติมแหล่งคาร์บอนที่เหมาะสมสามารถควบคุมกระบวนการดีไนตริฟิเคชันได้ ดังนั้นไนไตรต์จึงถูกใช้เป็นตัวรับอิเล็กตรอนก่อนไนเตรต เพื่อให้ได้ดีไนตริฟิเคชั่นในระยะสั้น

โดยสรุป ผ่านชุดวิธีการควบคุมกระบวนการที่แม่นยำ กระบวนการไนตริฟิเคชันระยะสั้นและกระบวนการดีไนตริฟิเคชั่นในระยะสั้นสามารถเกิดขึ้นได้สำเร็จและดำเนินการอย่างเสถียรในระบบบำบัดน้ำเสีย ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแยกไนตริฟิเคชั่น ลดการใช้พลังงาน และลดการสร้างผลพลอยได้