厭氧氨氧化工藝是不是水體富營養化的解藥?
對于厭氧氨氧化工藝,小編平時見得不多,今天偶然間看到這個工藝比較節能,想到現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在硝化和反硝化過程中實現的。
好氧池內,通過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,由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2–N和NO3–N還原成N2進入空氣中。
給大家來個直觀的:
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,也就是說完成硝化反應需要消耗大量能量,直接的說是要花很多錢。同時,污水處理過程中會產生很多剩余污泥,這個時候,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),這個過程中會產生氧化亞氮(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竟是二氧化碳的310倍!
這個時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-轉變成N2。
由于厭氧氨氧化過程是自養的,因此不需要另加COD來支持反硝化作用,與常規脫氮工藝相比可節約60%的碳源。而且,如果把厭氧氨氧化過程與一個前置的硝化過程結合在一起,那么硝化過程只需要將部分NH4 氧化為NO2–N,這樣的短程硝化可比全程硝化節省62.5%的供氧量和50%的耗堿量。
美國地質勘探局(United States Geological Survey ?CUSGS)組織了一個研究團隊前往美國麻省的科德角(Cape Cod)進行調查,在此之前,他們已經在那里進行著地下氮循環的研究工作。研究人員發現那里確實存在的活躍的厭氧氨氧化反應。雖然其速率相對較低,但考慮到地下水中氨氮的低濃度,這個發現還是很值得關注的。 “我們初步驗證了厭氧氨氧化反應在地下水中的活躍性,” 美國地質勘探局的水文學家Richard Smith說道。他同時也是這個研究報告的四位作者之一。他強調:“這個發現是非常重要的,因為迄今為止,反硝化被認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研究已經長達幾十年的時間,而這個最新的研究發現將為厭氧氨氧化提供新的應用前景。
Smith先生說:“供水部門的管理者可能對這些結果很感興趣。目前我們知道這可以在地下發生,但它也可以應用在化糞池、瀝濾場、儲水池和水回用項目的設計考慮在內?!?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境,其硝態氮會導致水華等富營養化現象。Smith先生說,基于這個項目的結果,厭氧氨氧化可能是解決這個問題的出路。
他說:“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,尤其是那些通過地下水進入湖泊的含有氨氮和硝酸鹽的水。我們正在研究在這個界面上通過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養化?!?nbsp;
他們還會進行其他研究以驗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 | 環保水圈
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