厭氧氨氧化工藝是不是水體富營(yíng)養(yǎng)化的解藥?
對(duì)于厭氧氨氧化工藝,小編平時(shí)見得不多,今天偶然間看到這個(gè)工藝比較節(jié)能,想到現(xiàn)在污水處理成本也是蠻高的,所以想與大家分享一下。做水處理的都知道,污水處理工藝生物脫氮實(shí)在硝化和反硝化過(guò)程中實(shí)現(xiàn)的。
好氧池內(nèi),通過(guò)亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將水中氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮;缺氧池內(nèi),由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2–N和NO3–N還原成N2進(jìn)入空氣中。
給大家來(lái)個(gè)直觀的:
NH4 1.83O2 1.98HCO3→0.021C5H7O2N 0.98NO3 1.04H2O 1.884H2CO3
可以看出,1g氮完全硝化,需氧4.57g,也就是說(shuō)完成硝化反應(yīng)需要消耗大量能量,直接的說(shuō)是要花很多錢。同時(shí),污水處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很多剩余污泥,這個(gè)時(shí)候,我們又要花成本處理污泥。
但是大家不知道的是(可能你知道),這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氧化亞氮(N2O),想必大家更不知道的是,這是一種比二氧化碳更加厲害的溫室氣體,它的單分子增溫潛勢(shì)竟是二氧化碳的310倍!
這個(gè)時(shí)候有必要先介紹一下厭氧氨氧化工藝原理:即在厭氧條件下,將NH4 或NO2-轉(zhuǎn)變成N2。
由于厭氧氨氧化過(guò)程是自養(yǎng)的,因此不需要另加COD來(lái)支持反硝化作用,與常規(guī)脫氮工藝相比可節(jié)約60%的碳源。而且,如果把厭氧氨氧化過(guò)程與一個(gè)前置的硝化過(guò)程結(jié)合在一起,那么硝化過(guò)程只需要將部分NH4 氧化為NO2–N,這樣的短程硝化可比全程硝化節(jié)省62.5%的供氧量和50%的耗堿量。
美國(guó)地質(zhì)勘探局(United States Geological Survey ?CUSGS)組織了一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)前往美國(guó)麻省的科德角(Cape Cod)進(jìn)行調(diào)查,在此之前,他們已經(jīng)在那里進(jìn)行著地下氮循環(huán)的研究工作。研究人員發(fā)現(xiàn)那里確實(shí)存在的活躍的厭氧氨氧化反應(yīng)。雖然其速率相對(duì)較低,但考慮到地下水中氨氮的低濃度,這個(gè)發(fā)現(xiàn)還是很值得關(guān)注的。 “我們初步驗(yàn)證了厭氧氨氧化反應(yīng)在地下水中的活躍性,” 美國(guó)地質(zhì)勘探局的水文學(xué)家Richard Smith說(shuō)道。他同時(shí)也是這個(gè)研究報(bào)告的四位作者之一。他強(qiáng)調(diào):“這個(gè)發(fā)現(xiàn)是非常重要的,因?yàn)槠駷橹?,反硝化被認(rèn)為是在地下水中唯一能最終去除固氮的方式?!?/p>
在此之前在污水處理界里厭氧氨氧化的相關(guān)研究已經(jīng)長(zhǎng)達(dá)幾十年的時(shí)間,而這個(gè)最新的研究發(fā)現(xiàn)將為厭氧氨氧化提供新的應(yīng)用前景。
Smith先生說(shuō):“供水部門的管理者可能對(duì)這些結(jié)果很感興趣。目前我們知道這可以在地下發(fā)生,但它也可以應(yīng)用在化糞池、瀝濾場(chǎng)、儲(chǔ)水池和水回用項(xiàng)目的設(shè)計(jì)考慮在內(nèi)?!?nbsp;
硝酸鹽是造成地下水污染的重要污染物之一,它一旦排入地表水環(huán)境,其硝態(tài)氮會(huì)導(dǎo)致水華等富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象。Smith先生說(shuō),基于這個(gè)項(xiàng)目的結(jié)果,厭氧氨氧化可能是解決這個(gè)問(wèn)題的出路。
他說(shuō):“我們正在研究氮元素在地下水和地表水交界面的最終去向,尤其是那些通過(guò)地下水進(jìn)入湖泊的含有氨氮和硝酸鹽的水。我們正在研究在這個(gè)界面上通過(guò)厭氧氨氧化作用去除的固氮量,以及還有多少最終流向了湖泊造成了富營(yíng)養(yǎng)化。”
他們還會(huì)進(jìn)行其他研究以驗(yàn)證厭氧氨氧化能在日后的水管理能扮演什么角色,例如它是否能夠成為解決藻類水華的解藥。
文 | 環(huán)保水圈
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文章名稱:《厭氧氨氧化工藝是不是水體富營(yíng)養(yǎng)化的解藥?》
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