1. Denitrification Fosfór flutningur vélbúnaður
Hár-sýrugerlar brjóta niður stórar lífrænar sameindir í lág-sameinda-fitusýrur við loftfirrðar aðstæður. DPB (Distillered Bismuth Biota) brotnar niður fjölfosföt innan frumna sinna við loftfirrðar aðstæður til að mynda ATP, gleypa fitusýrur með virkum flutningi og myndar fjöl(-hýdroxýbútýrat) (PHB), en losar um leið PO43-. Eftir að hafa safnað miklu magni af PHB fer DPB í loftfirrt ástand og notar NO3- sem rafeindaviðtaka fyrir PHB oxun. Það nýtir niðurbrot PHB til að búa til orku og veita afoxandi kraft (nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), og notar NADH+H+ sem burðarefni rafeindaflutningakeðjunnar til að fjarlægja róteindir og myndar þannig róteindadrifinn kraft. Þessi róteindadrifna kraftur flytur PO43- utan frá líkamanum þar sem ATPasa myndar undir líkamann, ATPasa myndar í líkamann, umfram PO43- í fjölfosföt ATP sem DPB framleiðir við loftfirrðar aðstæður í gegnum rafeindaflutningakeðjuna fer yfir ATP sem framleitt er við loftfirrðar aðstæður með niðurbroti fjölfosfata í líkamanum. Þess vegna er fosfór sem frásogast við loftfirrðar aðstæður meiri en fosfór sem losnar við óháðar aðstæður upptöku úr frárennsli.
2. Helstu þættir sem hafa áhrif á denitrification og fosfóreyðingu
2.1 Hlutfall kolefnis-til-köfnunarefnis
Samkvæmt hefðbundnum kenningum um fosfórfjarlægingu leiðir tilvist kolefnisgjafa á anoxíska svæðinu eða nítrata á loftfirrta svæðinu til samkeppni milli denitrifying baktería og DPB um rafeindaviðtaka nítratköfnunarefni eða fyrir kolefnisgjafa og dregur þannig úr sértækum kostum DPB og hefur áhrif á fosfórfjarlægni skilvirkni. Þetta krefst viðeigandi kolefnis-til-köfnunarefnishlutfalls í innstreyminu. Hins vegar hafa rannsóknir Ahn J. o.fl. sýnir að við loftfirrðar/loftháðar (A/O) aðstæður stuðlar langtímaaðlögun kolefnisgjafa og lítið magn af nítrötum inn í loftfirrt svæði til auðgunar DPB og DPB getur viðhaldið anoxískum fosfórupptökugetu sinni við A/O aðstæður. Frá örverufræðilegu sjónarhorni eru tvær skýringar: Önnur er sú að DPB nýtir kolefnisgjafa beint á loftfirrta svæðinu í gegnum tríkarboxýlsýruhringinn (TCA); hitt er að DPB oxar kolefnisgjafa á loftfirrta tímabilinu í gegnum TCA hringrásina til að fá afoxunarkraft og orku til að safna fjölhýdroxýalkansýrum og lifir á loftháða tímabilinu. Engar aðrar skýrslur hafa verið birtar um lífeðlisfræðilega eiginleika DPB í þessu sambandi.
2.2 Skömmtunaraðferðir fyrir nítrat
Það eru tvær aðferðir til að bæta við nítrati í súrefnislausu svæði: tafarlaus viðbót og samfelld viðbót. Stöðug viðbót er aðeins áhrifaríkari og forðast einnig uppsöfnun nítríts. Varðandi áhrif samfelldrar íblöndunartíma á upptökuhraða fosfórs, sagði Zou Hua o.fl. sýndi að fosfórupptökuhraði var meiri þegar samfelldur íblöndunartími var 2 klst en þegar hann var 3,5 klst. Hins vegar eru engar skýrslur eins og er um sérstakt samband á milli íblöndunarhraða og fosfórupptökuhraða. Fleiri tækniskjöl er að finna á China Wastewater Treatment Engineering Network.
2.3 SRT
DPB vex hægar við A/A aðstæður en við A/O aðstæður. Of stutt SRT mun valda því að DPB í reactornum verður útrýmt á meðan of langur SRT mun valda því að eðjan eldist og fosfórinnihaldið minnkar. Merzouki M. greindi frá því að virkni fosfórfjarlægingar SBR denitrification fosfórfjarlægingarkerfisins væri 1,8 sinnum meiri þegar SRT var 15 dagar en þegar það var 7,5 dagar. Fyrir kornótta seyruferli sem notuð eru til að fjarlægja fosfór og köfnunarefni er uppbygging seyru flókin vegna ríkara og samþættara líffræðilegs samfélags. Óvíst er hvernig á að halda jafnvægi á DPB, fjölfosfat-söfnunarbakteríum og nítrunarbakteríum í gegnum aldur seyru.
2.4 Nítrít
Eins og er eru tvær skoðanir uppi um hvort nítrít hamli fosfórupptöku, og eru þessar skoðanir byggðar á mismunandi rannsóknarefni. Með því að nota seyru sem hefur ekki gengist undir efnamengun og fosfórhreinsun sem rannsóknarviðfangsefni sýna niðurstöðurnar stöðugt að styrkur nítríts sem fer yfir mikilvægu mörk hamlar upptöku fosfórs. Tilraunir Wang Ya-yi o.fl. sýndi að fosfórupptaka er hamlað þegar styrkur nítríts fer yfir 15 mg/L, en tilraunir Meinhold J. o.fl. gefið til kynna að mikilvægur styrkur nítríts sé 5–8 mg/L. Hins vegar að nota seyru sem hefur gengist undir denitrification og fosfórhreinsun aðlögun þar sem rannsóknarefnið gefur mismunandi niðurstöður. Tilraunir Hu JY sýndu að til viðbótar við hina víðþekktu fjölfosfat{13}}uppsöfnunarbakteríur (PAB) og DPB, er þriðji hópur PPBs einnig til. Þessir PPB geta notað nítrít sem rafeindaviðtaka fyrir fosfórupptöku. Ennfremur sýndu tilraunirnar að þegar upphafsstyrkur nítríts var minni en 115 mg/L var engin marktæk hömlun á fosfórupptöku. Styrkur nítríts í hreinsistöðvum fráveituvatns er augljóslega langt undir þessum mikilvæga styrk, þannig að það hefur ekki skaðleg áhrif á líffræðilega fosfóreyðingu. Margir aðrir þættir hafa áhrif á fjarlægingu denitrification fosfórs, svo sem hitastig (DPB er sérstaklega viðkvæmt fyrir hitastigi, sérstaklega lágt hitastig) og katjónir (Mg2+ og K+). Eins og er er lítið um rannsóknir á þessum þáttum og víxlverkun ýmissa þátta eykur erfiðleika við rannsóknir.
3. Nýjar aðferðir til að ná tæmingu fosfórs
Hefðbundin dæmigerð ferli til að fjarlægja fosfór títrunar eru: ① Loftfirrt/anoxískt og nítrunarferli (A2N). Þetta ferli er tvöfalt-ferlið til að fjarlægja fosfór til að fjarlægja seyru denitrification þar sem nítrunargerlar og DPB eru ræktaðar sérstaklega í mismunandi seyrukerfi, sem aðskilur nítrunarbakteríurnar algjörlega frá DPB. A2N ferlið hentar best fyrir aðstæður með lágt kolefnis- og köfnunarefnishlutfall. ② Dephanox ferli. Þegar innstreymi kolefnis og köfnunarefnisinnihalds er hátt þarf að bæta við loftræstitanki á eftir anoxíska tankinum í A2N ferlinu og mynda þannig DEPHANOX ferlið.
③BCFS ferli. Þetta ferli er breytt UCT ferli. Hönnunarreglan UCT ferlisins byggist á verkfræðilegri aukningu á umhverfisskilyrðum sem fjölfosfat-uppsöfnunarbakteríur krefjast, en þróun BCFS er að skapa auðgunarskilyrði fyrir DPB frá ferlissjónarmiði. Nýlega hefur orðið bylting í rannsóknum á beitingu tækni til að fjarlægja fosfór til að fjarlægja denitrification. Einingar sem þurfa á skólphreinsun að halda geta einnig ráðfært sig við fyrirtæki með svipaða reynslu af skólphreinsun á þjónustuvettvangi Wastewater Treasure verkefnisins.
3.1 AOA-SBR aðferð
Loftfirrt/óoxískt/loftháð ferli (A2O) er algengt form köfnunarefnis og fosfórs. Það starfar aðallega með umbroti fjölfosfats-uppsöfnunarbaktería, nítrunargerla og nítrunargerla. Þess vegna er blóðrás vökva sem innihalda nítrat og nítrít nauðsynleg í þessu ferli. Tsuneda S. o.fl. lagði til loftfirrt/loftháð/anoxískt (AOA) ferli í SBR (Self-Biochemical Reactor), sem nýtir að fullu eiginleika DPB (diphosphate polyphosphate) til að fjarlægja köfnunarefni og fosfór samtímis við súrefnislausar aðstæður og án kolefnisgjafa. Þetta gerir denitrification kleift að eiga sér stað í súrefnislausu hlutanum án kolefnisgjafa, sem útilokar þörfina fyrir hringrás milli loftháðra og súrefnislausra geyma, þannig að ná samtímis nitur- og fosfórfjarlægingu í einum SBR. Tilraunir hafa einnig sýnt fram á að þetta ferli getur náð framúrskarandi köfnunarefnis- og fosfóreyðandi áhrifum þegar meðhöndlað er tilbúið afrennsli með kolefnis-til-köfnunarefnishlutfalli undir 10, þar sem meðalhlutfall köfnunarefnis og fosfórs er 83% og 92%, í sömu röð. Þetta ferli auðgar ekki aðeins DPB heldur gerir það einnig að verkum að DPB gegnir stóru hlutverki við að fjarlægja fosfór og köfnunarefni. Tilraunaniðurstöður sýna að DPB stendur fyrir 44% af heildarfjölfosfat-uppsöfnunarbakteríum í AOA-SBR ferlinu, sem er marktækt hærra en í hefðbundnum A/O-SBR (13%) og A2O ferlum (21%).
AOA-SBR ferlið hefur tvo lykileiginleika: ① Viðeigandi magni af kolefnisgjafa er bætt við í upphafi loftháðs fasa til að hindra upptöku loftháðs fosfórs. Í þessari tilraun var ákjósanlegasta magn kolefnisgjafa sem bætt var við í loftháða fasanum 40 mg/L.
② Í þessu ferli getur nítrít virkað sem rafeindaviðtakandi fyrir fosfórupptöku.
3.2 Korna seyruferli
Kornleðja til að fjarlægja nitur og fosfór er enn á rannsóknarstigi. Í samanburði við hefðbundna seyruferli, hefur loftháð kornótt seyru betri seiglun, hærri lífmassastyrk og lægra rakainnihald seyru. Með því að beita kornóttri seyru er hægt að sigrast á vandamálum sem eru fyrir hendi í hefðbundinni seyru (svo sem fyllingu seyru, stórt fótspor meðferðarmannvirkja og auka fosfórlosun frá hreinsiefnum). Tilraunir Dulekgurgen E. o.fl. sýndi að kornótt seyra hefur stöðugan lífmassa, með flutningshlutfall COD, fosfórs og köfnunarefnis upp á 95%, 99,6% og 71%, í sömu röð. Innlendar rannsóknarniðurstöður eru í samræmi við þessar niðurstöður og loftháð kornótt eðja býr yfir getu til að losa sig við denitrification og fjarlægja fosfór. Vegna einstakrar uppbyggingar kornlegrar seyru og nærveru súrefnisdreifingarhalla, veitir það umhverfi fyrir sambúð fjölfosfats{10}}uppsöfnunarbaktería, nítrunargerla og DPB. Mikið magn af DPB og nítrandi bakteríum safnast fyrir í kornóttri seyru; tilraunir eftir Yang Guojing o.fl. sýndi að DPB var 73,1% af öllum fjölfosfat{14}}söfnunarbakteríum í kornóttri seyru. Erfiðara er að rækta korna seyru en að rækta venjulega seyru og áhrifaþættirnir eru tiltölulega flóknir.
Til viðbótar við áhrifaþættina sem eru sameiginlegir fyrir venjulega seyruhreinsun og fjarlægingu fosfórs, hefur kornótt seyru sína eigin einstaka áhrifaþætti: ① Samspil DO styrks og kornastærðar hefur veruleg áhrif á efnamengun og fosfórfjarlægingu. Ef kornastærðin er of lítil er súrefnisgengnin tiltölulega sterk, sem hefur áhrif á myndun anoxíska svæðisins, sem leiðir til vanhæfni til að ná denitrification og fosfórfjarlægingu.
② Að viðhalda hæfilegu köfnunarefnis-til-fosfórshlutfalli skiptir sköpum fyrir seyrukornun og getu til að fjarlægja fosfór. Þegar hlutfall köfnunarefnis-til-fosfórs eykst úr 2,36 í 4,0 minnkar fosfóreyðingarhlutfallið úr 85,0% í 54,1%. ③ Tilraunir eftir Lin Y-M o.fl. sýndi náið samband milli kornastærðar og fosfórs-til-massahlutfalls kolefnis. Hátt fosfór-til-massahlutfalls kolefnis getur leitt til smærri agna með þéttari uppbyggingu, þannig að minnka SVI og stuðla að uppsöfnun fjölfosfats-söfnunarbaktería.
3.3 Innri hringrás loftlyftu raðgreiningarlotu líffilmuferli
Innri hringrás loftlyftu raðgreiningarlotu líffilmuferli (SBBR) er aðallega hannað fyrir samþætta fosfór- og köfnunarefnisfjarlægingu. Rannsóknir Zhang ZY o.fl. sýndi að innri hringrásarloftlyftan SBBR náði stöðugum köfnunarefnis- og fosfóreyðingarhraða. Fjarlægingarhlutfall COD, N og P undir ákjósanlegri pökkunarþéttleika og lífrænu álagi var 95,3%±3,3%, 94,6%±4,1% og 73,1%±8,3%, í sömu röð. Kjarnaofnum er skipt í tvö svæði með skilrúmi-loftháð svæði og bakflæðissvæði. Nítrandi bakteríur og loftháðar fjölfosfat{14}}uppsöfnunarbakteríur finnast aðallega á loftháða svæðinu en DPB er að finna á bakflæðissvæðinu. Á loftfirrta tímabilinu gleypa DPB á bakflæðissvæðinu og fjölfosfat-söfnunarbakteríur á loftháða svæðinu upp lífræna undirlagið; á loftháða/anoxíska tímabilinu mynda nítrandi bakteríur á loftháða svæðinu NO3- og NO2- til að útvega rafeindaviðtaka fyrir DPB fosfórupptöku og fjarlægja þannig nitur og fosfór. Fjarlæging seyru er afgerandi þáttur sem hefur áhrif á fjarlægingu fosfórs, sem hægt er að ná með því að stilla þéttleika trefjapakkningarinnar. Hefðbundin SBBR eru með lélega skilvirkni köfnunarefnis og fosfórs að fjarlægja, aðallega vegna samkeppni um súrefni og næringarefni milli nítrandi baktería og heterotrophic baktería innan líffilmunnar. Í samanburði við hefðbundnar SBBR, forðast innri hringrásarloftlyftan SBBR þessa keppni; samanborið við hefðbundna virka seyruferli, þá sparar þessi kjarnaofni orku og fjárfestingu.
4. Horfur
Bráðabirgðaniðurstöður hafa náðst í rannsóknum á tækni til að fjarlægja fosfór til að fjarlægja fosfór, bæði innanlands og á alþjóðavettvangi, og tæknin hefur þróast frá grunnrannsóknum til verkfræðilegrar notkunar. Eins og er er skilningur okkar á uppbyggingu og virkni örverusamfélagsins í kerfum til að fjarlægja fosfór til að fjarlægja fosfór, enn takmarkaður. Uppbygging örverusamfélagsins er mjög mismunandi milli mismunandi kerfa og örverusamfélagið innan sama kerfis er líka mjög flókið. Hægt er að nota sameindalíffræðitækni til að rekja gangverki örverusamfélagsins og bera kennsl á starfræna hópa, sem sýnir tengslin milli uppbyggingar og virkni örverusamfélagsins, og gerir þannig betri stjórn á líffræðilegri meðferðartækni. Sameindalíffræðiaðferðir sem notaðar eru við líffræðilegan fosfórfjarlægingu fela í sér pólýmerasa keðjuverkun (PCR), takmarkaða brotalengdar fjölbreytileika (RFLP) og fákirnisrannsóknartækni. Rannsóknir telja almennt að fjölfosfat-uppsöfnunarbakteríur (PAB) séu úr Rhodocyclus og Dechlorimonas hópnum -Proteobacteria. Satoshi T. o.fl. notaði RFLP til að rannsaka eiginleika fjölfosfats{10}}uppsöfnunarbaktería (DPB), sem gefur til kynna að DPBs séu Thaurera mechrnichensis og Azoarcus tolulyticus úr Rhodocyclus hópnum. Við þurfum að samþætta náið örverufræði og verkfræði kerfa til að fjarlægja fosfór til að fjarlægja denitrification. Með örveruuppgötvun og vistfræðilegum rannsóknum getum við greint og ákvarðað magn og samfélagsgerð DPBs í kerfinu, skilið hvernig rekstrarbreytur hafa áhrif á eiginleika, íbúaþéttleikadreifingu og staðbundna dreifingu PPBs, nítrunargerla og DPBs, og þar með náð tilbúinni aukningu á denitrification fosfórs, sem styrkir nýrra meðferðarferla og hámarkar nýtingu meðferðarferla og nýtingarferlið. tækni.