同步硝化反硝化文献 (4)

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同步硝化反硝化SND

同步硝化反硝化SND

同步硝化反硝化SND根据传统生物脱氮理论,脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,硝化和反硝化两个过程需要在两个隔离的反应器中进行,或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中;实际上,较早的时期,在一些没有明显的缺氧及厌氧段的活性污泥工艺中,人们就层多次观察到氮的非同化损失现象,在曝气系统中也曾多次观察到氮的消失。

在这些处理系统中,硝化和反硝化反应往往发生在同样的处理条件及同一处理空间内,因此,这些现象被称为同步硝化/反硝化(迪)。

一、同步硝化反硝化的优点对于各种处理工艺中出现的SND现象已有大量的报道,包括生物转盘、连续流反应器以及序批示SBR反应器等等。

与传统硝化-反硝化处理工艺比较,SND 具有以下的一些优点:1、能有效地保持反应器中pH稳定,减少或取消碱度的投加;2、减少传统反应器的容积,节省基建费用;3、对于仅由一个反应池组成的序批示反应器来讲,SND能够降低实现硝化一反硝化所需的时间;4、曝气量的节省,能够进一步降低能耗。

因此SND系统提供了今后降低投资并简化生物除氮技术的可能性。

二、同步硝化反硝化的机理1、宏观环境生物反应器中的溶解氧DO主要是通过曝气设备的充氧而获得,无论何种曝气装置都无法使反应内氧气在污水中充分混匀。

最终形成反应器内部不同区域缺氧和好氧段,分别为反硝化菌和硝化菌的作用提供了优势环境,造成了事实上硝化和反硝化作用的同时进行。

除了反应器不同空间上的溶氧不均外,反应器在不同时间点上的溶氧变化也可以导致同步硝化/反硝化现象的发生。

HyungseokYoo 研究了SBR反应器在曝气反应阶段,反应器内DO浓度历经减小后逐渐升高,并伴随的同步硝化/反硝化现象。

2、微环境理论缺氧微环境理论是目前已被普遍接受的一种机理,被认为是同步硝化/反硝化发生的主要原因之一。

这一理论的基本观点认为:在活性污泥的絮体中,从絮体表面至其内核的不同层次上,由于氧传递的限制原因,氧的浓度分布是不均匀的,微生物絮体外表面氧的浓度较高,内层浓度较低。

同步硝化反硝化

同步硝化反硝化

同步硝化反硝化的出路,究竟在何方?古语云:殊途同归。

对于污水脱氮来说,亦是如此。

处理方法并不是只有一种。

方法一:依照传统生物脱氮理论,在脱氮过程中需要经过硝化和反硝化两个过程,最终将氨氮转化为氮气而解决污水处理脱氮问题。

生物脱氮原理如下:硝化作用是在亚硝酸菌作用下将氨氮转化为NO2-N,然后硝酸菌将NO2-N转化为NO3-N。

反硝化作用是指在厌氧或缺氧情况下将NO3-N转化为NO2-N,并最终将NO2-N转化为N2。

方法二:然而,近年来,国内外的不少研究和报告证明存在着同步硝化反硝化现象。

同步硝化反硝化又称短程硝化反硝化。

是指在同一反应器内同步进行硝化反应和反硝化反应。

这样的反应中,反硝化可以直接利用硝化作用转化的NO2-N进行反应,而不必将氨氮转化为NO3-N,可以减少能源的消耗,以及对氧的需求。

条条道路通罗马,那么总有一条是最合适的吧?那么,相对于传统脱氮反应来说,同步硝化反硝化又具有什么样的优势呢?根据化学计量学统计,与传统硝化反硝化脱氮反应相比,同步硝化反硝化具有以下优势:1.在硝化阶段可以减少25%左右的需氧量,减少对曝气的需求,就是减少能耗;2.在反硝化阶段减少了40%的有机碳源,降低了运行费用;3.NO2-N的反硝化速率比NO3-N的反硝化速率高63%左右;4.减少50%左右污泥;5.反应器容积可以减少30%-40%左右;6.反硝化产生的OH-可以原地中合硝化作用产生的H+,能有效保持反应容器内的PH。

(以上数据出自论文:《同步硝化反硝化脱氮机理分析及影响因素研究》)既然有这么多的优势,那么为什么同步硝化反硝化工艺一直没能得到推广呢?这个,就要用一句古语来解释了:祸兮,福之所倚,福兮,祸之所伏。

也就是说,有利就有弊。

同步硝化反硝化工艺进入人们的视线以来,科学家以及相关的研究人员在上面倾注了大量的精力进行研究,对影响同步硝化反硝化反应的因素有了详细的了解。

同步硝化反硝化的影响因素总结如下:1.溶解氧(DO)控制系统中溶解氧,对获得高效的同步硝化反硝化具有极其重要的意义。

氧化沟中的同时硝化 反硝化(snd) 现

氧化沟中的同时硝化 反硝化(snd) 现
of Carrousel Oxidation Ditch
3 Carrousel 氧化沟中的同时硝化/ 反硝化现象 试验中 Carrousel 氧化沟有很长的污泥龄 ,
非常适合世代周期长的硝化细菌生长 ,同时由 于采用倒伞型叶轮来完成混合液在沟道内的循 环 ,会出现充氧受限制的区域 ,从而有利于反硝 化作用的发生. 进水 p H 值始终保持在 710 ,污 泥回 流 比 1 ∶1 , 系 统 中 的 污 泥 浓 度 ML SS 在 3000mg/ L 左右 ,污泥沉降比 ( SV) 70 %~85 % , CODCr的去除率始终在 95 %以上.
根据对实现同时硝化/ 反硝化系统的分析 表明 ,3 个主要的机理是造成 SND 的原因 :
(1) 反应器的混合形态 由于生物反应器 混合形态不均所形成的缺氧及/ 或厌氧段.
(2) 活性污泥絮凝体 (微环境理论) 由于 氧扩散的限制 ,在微生物絮体内产生溶解氧梯 度. 絮体外层溶解氧较高为好氧生物层 ,内层氧
学参数取 ASM1 中的推荐值 ,并根据实际温度 对参数进行微调. 采用龙格库塔法求解由 4 个 反应器组成的微分方程组 ,从而得出模拟的出 水水质 ,结果如图 6~9 所示.
图 7 氨氮浓度变化曲线 Fig. 7 Variation of N H3 in each ditch
模拟得到的溶解氧 (见图 6) 位于上层和下 层溶解氧之间 ,变化趋势与二者相符. 图 7 中氨 氮由于稀释作用先下降 ,在沟道 1 、2 之间由于 有机氮水解速率超过硝化速率使氨氮上升 ,在 随后的沟道中由于硝化作用加强而下降趋于稳 定.
Abstract :Reactors of impellers and ditches in Carrousel oxidation ditch are t he best combination of push flow reactors and complete mixing reactors. According to t his a new mat hematical model based on Activated Sludge Model No. 1 was put forward. The simultaneous nitrification and denitrification of Carrousel oxidation ditch process was validated in t he laboratory ,which was dynamic simulated by t he new model. The results tally well wit h pilot2scale experiment data. Keywords: Carrousel Oxidation Ditch ; simultaneous nitrification and denitrification ; activated sludge Model No. 1 (ASM1) ;dynamic simulation

同步短程硝化反硝化研究

同步短程硝化反硝化研究
200 ; . 海 大 学 环 境 科 学 与 工 程 学 院 , 苏 南 京 10 8 2 河 江 209 ) 10 8 ( . 国科 学 院南 京 地 理 与湖 泊 研 究 所 析 了现有 短程硝 化反 硝化 工 艺处理 高浓 度氨 氮废 水所存 在 的 问题 , 试验 利 用序 批 式反 应 器( B 的 S R) 内部 水力特 性对其 进行 改造 , 以畜禽 养殖废 水 为研 究对 象 , 宏 观上 创 造 同步硝 化 反硝 化 (N ) 件 , 实 从 SD条 并 现 了同一反应 器 内短程硝 化反 硝化 的 同步进 行 , 改造后 系统 p H值 下 降速 度减 缓 , 硝 化 效 率提 高 , 反 最终 出
nt gno hg ocn a o e nlz . h eunigbt ec r( B )w sm d e ae ni yru c ioe f i cnet tnw r aa e T esqec a hrat S R a oi db do shdal r h ri e yd n c o i f s t i
E v om na c ne n n i e n ni n etl i c adE gn r g,H hiU i rt ,N n n 10 8 h i ) r Se e i oa nv sy af g 2 0 9 ,C n ei i a
Ab t a t P lms o hotc t n t f ain a d d n ti c t n tc n q e i h rame to se tr wih a sr c  ̄ mb e f s r— u ir i t n e irf ai e h i u n te te t n fwa twae t mmo i ic o i o na
硝化 阶段 可减少 所需 碳 源 4 % , 0 另外 还 具 有 以下 优

同时硝化反硝化(SND)脱氮技术

同时硝化反硝化(SND)脱氮技术

氨氮
DO
硝酸氨


使在曝气阶段出现某种程度 的反硝化 即同步硝化反
硝化 的现象 也是 完全 可能 的 。除 了反 应器不 同空间


, — — 、 - -
— ,

/ ,

上的溶氧不均外 ,反应器在不同时间点上的溶氧变
一 一 一

化 也 可 以 导 致 同 步 硝 反 硝 化 现 象 的 发 生 。 H ugek o 研究 了 S R 反 应 器 在 曝 气 反 应 阶 ynsoY o B

在反应器 内部 ,由于充 氧不均衡 ,混合 不均
匀 ,形成 反应器 内部 不 同区域 缺氧 和好氧段 ,分 别


BOD
为反硝化菌和硝化菌作用提供了优势环境 ,此为生 物反应 大环 境 ,即宏 观环境 。事实上 ,生 产规模 的
生物反 应 器 中 ,完全 均匀 的混 合状态 并不 存在 ,即
P e d mo a p ., Alai e e a e l , T is h e a s u o n ssp c l n s fc a i g s hop ar
最佳。徐伟 锋 通过研究生物膜 法 中 D O对 S D N 系统脱氮效率 的影响表 明,在 D O为 10~ . r / . 30 g a
SBR[

氧化沟 [ 、C S _ 工艺 等 。 3 A T4 1
1 同步硝化 反硝 化机 理
1 1 宏 观环境 理 论 .
度以及微生物的絮体结构特征 ,因此 ,控制系统中 的D O浓 度 及 微 生 物 的 絮 体 结 构 对 能 否 进 行 S D N

硝化反硝化

硝化反硝化

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硝化反应包括亚硝化和硝化两个步骤:二、反硝化反应在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将NO2--N和NO3--N 还原成N2的过程,称为反硝化。

反硝化菌为异养型微生物,在缺氧状态时,反硝化菌利用硝酸盐中的氧作为电子受体,以有机物作为电子供体提供能量并被氧化稳定。

反硝化反应方程式为:NO2-+3H(电子供给体-有机物) → 0.5 N2+H2O+OH-NO3-+5H(电子供给体-有机物) → 0.5 N2+2H2O+OH-三、短程硝化反硝化短程硝化是指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。

影响因素:pH硝化反应的适宜的pH值为7.0~8.0之间,其中亚硝化菌7.0~7.8时,活性最好;硝化菌在7.7~8.1时活性最好。

当pH降到5.5以下,硝化反应几乎停止。

反硝化细菌最适宜的pH值为7.0~7.5之间。

考虑到硝化和反硝化两过程中碱度消耗与产生的相互性,同步硝化与反硝化的最适的pH值应为7.5左右。

2、溶解氧(DO)硝化过程的DO应保持在2~3mg/L,反硝化过程的DO应保持0.2~0.5mg/L。

反应池内溶解氧的高低,必将影响硝化反应的进程,溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L,不得低于1mg/L,当溶解氧质量浓度低于0.5~0.7mg/L时,氨的硝态反应将受到抑制。

污水处理同步硝化反硝化研究

污水处理同步硝化反硝化研究

为 同 步 硝 化 反 硝 化 的 工 程 应 用提 供 理论 参 考 。
关 键 词 :生 活 污 水 同步硝 化 反 硝 化 生 物 脱 氮
中 图 分 类 号 :x7
文 献标 识 码 :A
文 章编 号 :1672-3791(20l2)o6(a)一o132一o2
水 环 境 质量 的 严 重恶 化 和 经 济 的 高速 常以 CO 、HCO一和 CO,为碳源 。
浓 度 远 远 超 过 可 被 利 用 的 氢 供 体 时 ,反 硝
发 展 ,迫 切 要 求 适 时 代 发 展 的 污 水 资 源 化
研 究 表 明 ,硝化 反 应 的 速 率 主 要 取 决 化 过 程 中 所 生 成 的 N,量 将减 少 ,并 致 使 反
技 术 ,以 缓 解 水 资 源 的短 缺 状 况 。为 了 更好 于 氨 氮 转 化 为 亚 硝 酸 氮 的 反 应 速 率 。亚 硝 硝 化 反 应 大量 生 成 N O。
中的 氮 只 存 在 硝 态 氮 ,仅 需 反 硝 化 作 用 就 成 气 态 氮 的过 程 。反 硝化 菌 是 一 类 化 能 异 化 与 硝 化 反应 同时 进 行 ,那 么 对 于 连 续 运
可 达 到 脱 氮 的 目的 。
养 兼 性 缺 氧 型 微 生 物 ,其 反 应 需 在 缺 氧 的 行 的 sND工艺 污 水 处 理 厂 ,可 以 省 去 缺 氧
的 掌 握 与 应 用 污 水 处 理 技 术 ,我们 将 通 过 酸 菌 和 硝酸 菌 都 是 好 氧 自养 菌 ,只 有 在 溶 1.4 同步硝 化反 硝化
小 试 的 方 法 对 同步 硝化 反 硝 化 过 程 进 行 研 解 氧 足 够 的 条 件 下 才 能 生 长 。硝 酸 菌 的 世

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化同步硝化反硝化和短程硝化反硝化1. 引言:硝化和反硝化是自然界中氮循环过程中的两个关键环节。

硝化指的是将氨氧化为硝酸盐的过程,反硝化则是将硝酸盐还原为氮气(N2)的过程。

同步硝化反硝化和短程硝化反硝化是两种在水体和土壤中发生的硝化反硝化现象。

本文将对这两种现象进行深入讨论,以更好地理解它们在环境中的重要性。

2. 同步硝化反硝化的概念及机理:2.1 同步硝化反硝化是指硝化和反硝化同时在同一生境中进行的现象。

在某些特定的环境条件下,硝化细菌和反硝化细菌能够共存并相互作用,形成稳定的氮循环。

这种现象通常发生在富含有机质和氮的水体和土壤中。

2.2 同步硝化反硝化的机理包括以下几个步骤:2.2.1 硝化:硝化细菌通过氧化氨氮(NH4+)生成亚硝酸盐(NO2-),再经过氧化反应生成硝酸盐(NO3-)。

2.2.2 反硝化:反硝化细菌利用硝酸盐中的氧气进行呼吸作用,将硝酸盐还原为氮气和一氧化氮(N2O)。

3. 短程硝化反硝化的概念及机理:3.1 短程硝化反硝化是指硝化和反硝化在同一小尺度范围内交替进行的现象。

它通常发生在微生物周围,如土壤微生物团聚体、根际等环境中。

3.2 短程硝化反硝化的机理包括以下几个步骤:3.2.1 硝化:土壤中的硝化细菌通过氧化氨氮(NH4+)生成亚硝酸盐(NO2-),然后亚硝酸盐被反硝化细菌进一步氧化为硝酸盐(NO3-)。

3.2.2 反硝化:硝酸盐中的氮气被反硝化细菌还原为氮气(N2)。

4. 同步硝化反硝化和短程硝化反硝化的重要性:4.1 氮素循环:同步硝化反硝化和短程硝化反硝化都是氮素循环的重要环节。

它们促进了氨氮和硝酸盐在水体和土壤中的转化,并维持了生态系统中氮的平衡。

4.2 环境污染控制:同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能够降低水体和土壤中的硝酸盐含量。

硝酸盐过量会导致水体富营养化和土壤酸化,而同步硝化反硝化和短程硝化反硝化可以有效地将硝酸盐还原为无害的氮气和一氧化氮。

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– was not detected, This showed that the bacterium nitrified NH to NO 2 both under – autotrophic as well as heterotrophic conditions but the concentration of NO 2 did – NO not increase above 0·9 µg nitrogen in the 2 /ml of the medium. The level of NH medium decreased from 0·21 mg/ml to 0·13 and 0·07 mg/ml in medium A and C, respectively. This decrease in NH was disproportionate to either NH assimilation – or NO 2 accumulation, since total Ν (0·22 mg/ml) in both the media also decreased significantly (0·16 and 0·10 mg/ml, respectively). The loss of nitrogen therefore, – appeared to be due to simultaneous NO 2 respiration. To verify this, the cotton plugs of the tubes were replaced with suba seals at 2, 4 and 6 days of growth and incubated
Introduction Azospirillum spp. are important associative nitrogen fixing bacteria of roots of grasses and cereals (Veeger and Newton, 1984). In recent years, nitrogen metabolism of these organisms has been studied by many workers (Okon et al.,1976; Neyra et al., 1977; Magalhaes et al., 1978; Scott et al., 1979; Berlier and Lespinat, 1980). The – – azospirilla strains are known to dissimilate NO 3 and NO 2 under oxygen limiting conditions (Magalhaes et al., 1978; Nelson and Knowles, 1978). In malate- NH medium, the process is hastened (Okon et al., 1976; Burris et al., 1978). However, it is not known whether under such conditions these bacteria can also use NH as an – to gaseous nitrogen. Therefore an electron source and can dissimilate NO 2 associative diazotroph (A. brasilense 12S) of sorghum was studied for its behaviour with nitrogen on compounds under autotrophic and heterotrophic conditions.
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Results and discussion The bacterial culture 12S from sorghum roots showed typical spiral movement, expressed nitrogenase in malate solid, semi solid and liquid media. It was identified as A. brasilense by following the scheme suggested by Tarrand et al. (1978). – , NH + and total nitrogen in the broth culture upto 6 days of Table 1 shows NO 2 4 – growth. NH was first oxidized to NO 2 by the bacterium in both autotrophic (medium A) and heterotrophic (medium C) conditions of growth. However, the – – relative concentration of NO 2 was higher in medium C. The NO 2 levels after 2 days – of growth in either of the media did not change significantly. Neither NO 2 was detected nor any loss of NH occurred in medium Β since the organism did not grow – in the absence of a carbon source. To determine whether NO 2 is further oxidized to NO , the level of NO in the culture medium was also determined. However, NO
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Materials and methods A. brasilense 12S was isolated from rhizoplane of field grown sorghum (Sorghum vulgare L.) Var. HC 136. The culture is maintained on malate medium (Kundu et al., 1985) slants by regular transfers. To determine the ability to oxidize ammonia, the culture was grown in either autotrophic medium A(g/1) CaCO3 5·0; K2 HPO4 1·0; MgSO4. 7H2O 0·2; NaCl 0·1; (NH4)2SO4 1·0; (mg/ml) MnSO4 4·4; Na2MoO4 4·0; KI 0·75; CuSO4. 5H2O 0·25; ZnSO4 7H2O 1·5 and CoCl2. 6H2O 0·25, medium Β CaCO3 was replaced with CaCl2. 2H2O (200mg/l) or heterotrophic medium C (medium A containing 20 mM sodium malate). Media (10 ml each) were dispensed in 30 ml tubes and sterilized. Fresh culture grown at 28°C in NH4Cl-malate broth for 48 h having a cell population of 108 cells/ml was inoculated (0·1 ml/tube). The tubes were incubated at 28°C for 6 days under stationary conditions.
J. Biosci., Vol. 12, Number 1, March 1987, pp. 51–54. © Printed in India.
Nitrification and simultaneous denitrification by Azospirillum brasilense 12S
B. S. KUNDU, K. R. DADARWAL and P. TAURO
Department of Microbiology, Haryana Agricultural University, Hisar 125 004, India MS received 1 September 1987150 Abstract. Azospirillum brasilense, an associative diazotrophs from sorghum roots grows – autotrophically on NH + and CaCO3. NH + a is also oxidized to NO 2 and then denitrified. 4 4 + Addition of malate to the autotrophic medium enhances both NH 4 oxidation as well as – NO 2 dissimilation. The incomplete nitrification linked denitrification results in a rapid loss − and NO – of nitrogen from the growth medium. The bacterium also shows assimilatory NO3 2 – + − reductases and fixes nitrogen at < 50 µg N/ml of NH 4 NO 3 or NO 2 , . Keywords. Azospirillum brasilense; autotrophic; heterotrophic; ammonia; nitrate; nitrite; nitrification; denitrification; nitrogenase.
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