1. Mekanis pou retire fosfò denitrifikasyon
Bakteri ki gen gwo -asid dekonpoze gwo molekil òganik nan asid gra-molekilè- ki ba nan kondisyon anaerobik. DPB (Distile Bismuth Biota) dekonpoze polifosfat nan selil li yo nan kondisyon anaerobik pou jenere ATP, absòbe asid gra atravè transpò aktif ak sentèz poly(-hydroxybutyrate) (PHB), pandan y ap lage PO43-. Apre akimile gwo kantite PHB, DPB antre nan yon eta anaerobik, lè l sèvi avèk NO3- kòm aseptè elektwon pou oksidasyon PHB. Li itilize degradasyon PHB pou jenere enèji epi bay pouvwa rediksyon (nikotinamid adenine dinukleotide (NADH), epi li sèvi ak NADH + H + kòm transpòtè chèn transpò elèktron pou retire pwoton yo, konsa fòme yon fòs pwoton-kondwi. Fòs pwoton-kondwi sa a transpòte PO43- soti deyò kò a nan kò a, kote li sentetize aksyon ATP4 nan eksè ATP kòm polymère. ATP ki te pwodwi pa DPB nan kondisyon anaerobik atravè chèn transpò elektwonik depase ATP ki pwodui nan kondisyon anaerobik nan dekonpozisyon an nan polifosfat nan kò a Se poutèt sa, fosfò a absòbe nan kondisyon anaerobik se pi gwo pase fosfò a lage nan kondisyon anaerobik.
2. Faktè prensipal ki afekte denitrifikasyon ak retire fosfò
2.1 Pwopòsyon kabòn-a-Azòt
Dapre teyori tradisyonèl pou retire fosfò, prezans sous kabòn nan zòn anoksik oswa nitrat nan zòn anaerobik mennen nan konpetisyon ant bakteri denitrifyan ak DPB pou nitwojèn nitrat akseptè elektwon oswa pou sous kabòn, kidonk diminye avantaj selektif DPB ak afekte efikasite retire fosfò. Sa a mande yon rapò kabòn-a-azòt apwopriye nan enfliyan an. Sepandan, rechèch pa Ahn J. et al. montre ke anba kondisyon anaerobik/aerobik (A/O), aklimatasyon alontèm -nan sous kabòn ak yon ti kantite nitrat k ap antre nan zòn anaerobik la ankouraje anrichisman DPB, epi DPB ka kenbe kapasite absorption fosfò anoksik li yo nan kondisyon A/O. Soti nan yon pèspektiv mikrobyolojik, gen de eksplikasyon: youn se ke DPB dirèkteman itilize sous kabòn nan zòn anaerobik atravè sik la asid trikarboxylic (TCA); lòt la se ke DPB oksid sous kabòn pandan peryòd la anaerobik nan sik la TCA pou jwenn diminye pouvwa ak enèji akimile asid polyhydroxyalkanoic, epi li siviv pandan peryòd la aerobic. Pa gen okenn lòt rapò ki te pibliye konsènan karakteristik fizyolojik DPB nan sans sa a.
2.2 Nitrat Dòz Metòd
Gen de metòd pou ajoute nitrat nan zòn anoksik: adisyon enstantane ak adisyon kontinyèl. Anplis kontinyèl se yon ti kras pi efikas epi tou li evite akimilasyon nan nitrite. Konsènan efè tan adisyon kontinyèl sou pousantaj absorption fosfò, Zou Hua et al. te montre ke pousantaj absorption fosfò a te pi wo lè tan an adisyon kontinyèl te 2 èdtan pase lè li te 3.5 èdtan. Sepandan, kounye a pa gen okenn rapò sou relasyon espesifik ant pousantaj adisyon ak pousantaj absorption fosfò. Ou ka jwenn plis dokiman teknik sou rezo Jeni tretman dlo ize Lachin.
2.3 SRT
DPB ap grandi pi dousman nan kondisyon A/A pase nan kondisyon A/O. Twò kout yon SRT ap lakòz DPB nan raktor a dwe elimine, pandan y ap twò lontan yon SRT pral lakòz depo a laj ak kontni fosfò a diminye. Merzouki M. rapòte ke efikasite nan retire fosfò nan sistèm nan retire fosfò denitrifikasyon SBR la te 1.8 fwa pi wo lè SRT a te 15 jou pase lè li te 7.5 jou. Pou pwosesis depo granulaire yo itilize pou retire fosfò ak nitwojèn, estrikti depo a konplèks akòz kominote byolojik ki pi rich ak plis entegre. Ki jan yo balanse DPB, polifosfat-akimile bakteri, ak bakteri nitrifyan atravè laj labou a rete ensèten.
2.4 Nitrit
Kounye a, gen de opinyon konsènan si nitrite inibit absòpsyon fosfò, epi opinyon sa yo baze sou diferan sijè rechèch. Sèvi ak depo ki pa te sibi denitrifikasyon ak aklimatasyon retire fosfò kòm sijè rechèch la, rezilta yo toujou montre ke konsantrasyon nitrite depase yon nivo kritik anpeche absorption fosfò. Eksperyans pa Wang Ya-yi et al. te montre ke absorption fosfò inibit lè konsantrasyon nan nitrite depase 15 mg / L, pandan y ap eksperyans pa Meinhold J. et al. endike ke konsantrasyon kritik nitrit la se 5-8 mg / L. Sepandan, lè l sèvi avèk depo ki te sibi denitrifikasyon ak aklimatasyon retire fosfò kòm sijè rechèch la bay rezilta diferan. Eksperyans Hu JY yo te montre ke anplis bakteri ki akimile polyfosfat-akimile (PABs) ak DPB yo, yon twazyèm gwoup PPB egziste tou. PPB sa yo ka itilize nitrite kòm yon akseptè elèktron pou absorption fosfò. Anplis de sa, eksperyans yo te montre ke lè konsantrasyon nitrite inisyal la te mwens pase 115 mg / L, pa te gen okenn anpèchman enpòtan nan absòpsyon fosfò. Konsantrasyon nitrite nan plant tretman dlo ize domestik se evidamman byen lwen anba konsantrasyon kritik sa a, kidonk li pa pral afekte yon move efè sou retire fosfò byolojik. Anpil lòt faktè enfliyanse denitrifikasyon retire fosfò, tankou tanperati (DPB se patikilyèman sansib a tanperati, espesyalman tanperati ki ba) ak kasyon (Mg2+ ak K +). Kounye a, gen ti rechèch sou aspè sa yo, ak entèraksyon ki genyen ant plizyè faktè ogmante difikilte pou rechèch la.
3. Nouvo Apwòch pou Reyalize Retire Fosfò Denitrifikasyon
Pwosesis tradisyonèl pou retire fosfò denitrifikasyon yo enkli: ① Pwosesis anaerobik/anoksik ak nitrifikasyon (A2N). Pwosesis sa a se yon pwosesis doub-denitrifikasyon fosfò kote bakteri nitrifyan ak DPB yo kiltive separeman nan diferan sistèm depo, konplètman separe bakteri nitrifikasyon yo ak DPB la. Pwosesis A2N a pi byen adapte pou sitiyasyon ki gen rapò ba kabòn ak nitwojèn. ② Pwosesis Dephanox. Lè kontni kabòn ak nitwojèn enfliyan an wo, yo bezwen ajoute yon tank aere apre tank anoksik nan pwosesis A2N, konsa fòme pwosesis DEPHANOX la.
③BCFS pwosesis. Pwosesis sa a se yon pwosesis UCT modifye. Prensip konsepsyon pwosesis UCT a baze sou amelyorasyon jeni kondisyon anviwònman yo mande pou bakteri ki akimile polifosfat-, pandan devlopman BCFS se kreye kondisyon anrichisman pou DPB nan yon pèspektiv pwosesis. Dènyèman, te gen yon zouti nan rechèch la sou aplikasyon an nan teknoloji retire fosfò denitrifikasyon. Inite ki bezwen tretman dlo ize kapab konsilte konpayi yo ki gen eksperyans tretman dlo ize menm jan an sou platfòm sèvis pwojè Wastewater Treasure.
3.1 AOA-SBR metòd
Pwosesis anaerobik / anoksik / aerobic (A2O) se yon fòm komen nan retire nitwojèn ak fosfò. Li sitou opere atravè metabolis polifosfat-akimile bakteri, bakteri nitrifyan ak bakteri denitrifyan. Se poutèt sa, sikilasyon likid ki gen nitrat ak nitrit esansyèl nan pwosesis sa a. Tsuneda S. et al. pwopoze yon pwosesis anaerobik/aerobik/anoksik (AOA) nan SBR (Self-Biochemical Reactor), ki konplètman itilize karakteristik DPB (difosfat polifosfat) pou retire nitwojèn ak fosfò an menm tan nan kondisyon anoksik ak san yon sous kabòn. Sa a pèmèt denitrifikasyon rive nan seksyon an anoksik san yon sous kabòn, elimine nesesite pou sikilasyon ant tank aerobic ak anoksik, kidonk reyalize similtane nitwojèn ak fosfò retire nan yon sèl SBR. Eksperyans yo te demontre tou ke pwosesis sa a ka reyalize ekselan efè retire nitwojèn ak fosfò lè yo trete dlo ize sentetik ak yon rapò kabòn-a-azòt pi ba pase 10, ak pousantaj mwayèn nitwojèn ak retire fosfò nan 83% ak 92%, respektivman. Pwosesis sa a pa sèlman anrichi DPB, men tou li fè DPB jwe yon gwo wòl nan retire fosfò ak nitwojèn. Rezilta eksperimantal yo montre ke DPB konte pou 44% nan total polifosfat-akimile bakteri nan pwosesis AOA-SBR, ki se siyifikativman pi wo pase pwosesis konvansyonèl A/O-SBR (13%) ak pwosesis A2O (21%).
Pwosesis AOA-SBR a gen de karakteristik kle: ① Yo ajoute yon kantite sous kabòn apwopriye nan kòmansman faz aerobic la pou anpeche absòpsyon fosfò aerobic. Nan eksperyans sa a, pi bon kantite sous kabòn te ajoute pandan faz aerobic la te 40 mg/L.
② Nan pwosesis sa a, nitrite ka aji kòm yon akseptè elèktron pou absòpsyon fosfò.
3.2 Pwosesis labou granulaire
Depo granulaire pou retire nitwojèn ak fosfò se kounye a toujou nan etap rechèch la. Konpare ak pwosesis depo konvansyonèl yo, depo aerobic granulaire gen pi bon pèfòmans rezoud, pi wo konsantrasyon byomass, ak pi ba kontni imidite boue. Avèk aplikasyon an nan depo granulaire, pwoblèm ki egziste nan depo konvansyonèl (tankou bulking depo, gwo anprint nan estrikti tretman, ak lage fosfò segondè nan klarifikatè) ka simonte. Eksperyans pa Dulekgurgen E. et al. te montre ke depo granulaire gen yon byomass ki estab, ak COD, fosfò, ak pousantaj retire nitwojèn nan 95%, 99.6%, ak 71%, respektivman. Rezilta rechèch domestik yo konsistan avèk rezilta sa yo, ak aerobic depo granulaire posede denitrifikasyon ak kapasite pou retire fosfò. Akòz estrikti inik nan depo granulaire ak prezans nan yon gradyan difizyon oksijèn, li bay yon anviwònman pou viv ansanm nan polifosfat-akimile bakteri, bakteri nitrifyan, ak DPB. Gwo kantite DPB ak bakteri nitrifyan akimile nan depo granulaire; eksperyans pa Yang Guojing et al. te montre ke DPB te reprezante 73.1% nan tout bakteri ki akimile polifosfat-nan depo granulaire. Kiltive depo granulaire pi difisil pase kiltive depo òdinè, ak faktè sa yo enfliyanse yo relativman konplèks.
Anplis de sa nan faktè sa yo enfliyanse komen nan denitrifikasyon labou òdinè ak retire fosfò, depo granulaire gen pwòp faktè inik enfliyans li yo: ① Entèraksyon ki genyen ant konsantrasyon DO ak gwosè patikil gen yon enpak siyifikatif sou efikasite nan denitrifikasyon ak retire fosfò. Si gwosè patikil la twò piti, pénétration oksijèn nan relativman fò, sa ki afekte fòmasyon zòn anoksik la, ki mennen ale nan enkapasite pou reyalize denitrifikasyon ak retire fosfò.
② Kenbe yon rapò apwopriye nitwojèn-a-fosfò enpòtan anpil pou granulasyon labou ak kapasite pou retire fosfò. Lè rapò nitwojèn-a-fosfò ogmante soti nan 2.36 a 4.0, pousantaj retire fosfò a diminye soti nan 85.0% a 54.1%. ③ Eksperyans Lin Y-M et al. te montre yon relasyon sere ant gwosè patikil ak rapò mas fosfò-a-kabòn. Yon gwo rapò mas fosfò-a-kabòn ka lakòz patikil ki pi piti ak yon estrikti plis kontra enfòmèl ant, kidonk diminye SVI epi ankouraje akimilasyon bakteri ki akimile polifosfat-.
3.3 Entèn sikilasyon Airlift Sekans pakèt Biofilm Pwosesis
Pwosesis biofilm pakèt sekans avyon sikilasyon entèn (SBBR) sitou fèt pou retire fosfò ak nitwojèn entegre. Etid pa Zhang ZY et al. te montre ke entèn sikilasyon avyon an SBBR reyalize azòt ki estab ak pousantaj retire fosfò. Pousantaj yo retire COD, N, ak P anba dansite anbalaj optimal ak chaj òganik yo te 95.3%±3.3%, 94.6%±4.1%, ak 73.1%±8.3%, respektivman. Reaktè a divize an de zòn pa yon patisyon-yon zòn aerobic ak yon zòn rflu. Bakteri nitritif ak polifosfat aerobic -akimile bakteri yo sitou jwenn nan zòn aerobic, pandan y ap DPB yo jwenn nan zòn rflu. Pandan peryòd anaerobik la, DPB nan zòn rflu ak polifosfat -akimile bakteri nan zòn aerobic absòbe substra òganik la; pandan peryòd aerobic/anoxic, bakteri nitrifying nan zòn aerobic pwodwi NO3- ak NO2- pou bay elektwon akseptè pou absorption fosfò DPB, konsa retire nitwojèn ak fosfò. Retire boue se yon faktè enpòtan ki afekte retire fosfò, ki ka reyalize pa ajiste dansite anbalaj fib la. SBBR konvansyonèl yo gen move efikasite pou retire nitwojèn ak fosfò, sitou akòz konpetisyon pou oksijèn ak eleman nitritif ant bakteri nitrifyan ak bakteri eterotwofik nan biofilm la. Konpare ak SBBR konvansyonèl yo, SBBR avyon sikilasyon entèn yo evite konpetisyon sa a; konpare ak pwosesis konvansyonèl aktive depo, raktor sa a ekonomize enèji ak envestisman.
4. pespektiv
Rezilta preliminè yo te reyalize nan rechèch la nan teknoloji denitrifikasyon retire fosfò tou de domestik ak entènasyonalman, ak teknoloji a te pwogrese soti nan rechèch debaz nan aplikasyon jeni. Kounye a, konpreyansyon nou sou estrikti kominote mikwòb ak fonksyon nan sistèm denitrifikasyon pou retire fosfò toujou limite. Estrikti kominote mikwòb la varye anpil ant diferan sistèm, ak kominote mikwòb nan menm sistèm nan tou trè konplèks. Teknik byoloji molekilè ka itilize pou swiv dinamik kominote mikwòb yo ak idantifye gwoup fonksyonèl, revele relasyon ki genyen ant estrikti kominote mikwòb ak fonksyon, kidonk pèmèt pi bon kontwòl nan jeni tretman byolojik. Teknik byoloji molekilè yo itilize nan retire fosfò byolojik gen ladan reyaksyon chèn polymerase (PCR), polymorphism longè fragman restriksyon (RFLP), ak teknik sond oligonukleotid. Etid yo konsidere jeneralman polyphosphate-akimile bakteri (PAB) yo soti nan gwoup Rhodocyclus ak Dechlorimonas nan -Proteobacteria. Satoshi T. et al. itilize RFLP pou etidye karakteristik bakteri ki akimile polyfosfat-(DPB), ki endike DPB yo se Thaurera mechrnichensis ak Azoarcus tolulyticus ki soti nan gwoup Rhodocyclus. Nou bezwen byen entegre mikrobyoloji ak jeni sistèm denitrifikasyon pou retire fosfò yo. Atravè deteksyon mikwòb ak etid ekolojik, nou ka analize ak detèmine kantite ak estrikti kominotè DPB nan sistèm nan, konprann ki jan paramèt fonksyònman afekte karakteristik yo, distribisyon dansite popilasyon an, ak distribisyon espasyal nan PPB, bakteri nitrifyan, ak DPB, kidonk reyalize amelyorasyon atifisyèl nan denitrifikasyon fosfò retire sistèm, ak ranfòse nouvo teknoloji tretman devlopman sistèm yo, ak ranfòse aplikasyon tretman an.
