1. Meicníocht um Bhaint Fosfar Díthrúcháin
Dhianscaoileann baictéir arda-móilíní móra orgánacha isteach in aigéid shailleacha ísealmheáchan móilíneacha faoi choinníollacha anaeróbacha. Díscaoileann DPB (Biota Biosmat Driogtha) polafosfáití laistigh dá chealla faoi choinníollacha anaeróbacha chun ATP a ghiniúint, ag ionsú aigéid shailleacha trí iompar gníomhach agus trí phola (-hydroxybutyrate) (PHB) a shintéisiú, agus PO43- á scaoileadh ag an am céanna. Tar éis dó méideanna móra PHB a charnadh, téann DPB isteach i stát anaeróbach, ag baint úsáide as NO3- mar ghlacadóir leictreon le haghaidh ocsaídiúcháin PHB. Úsáideann sé díghrádú PHB chun fuinneamh a ghiniúint agus cumhacht laghdaithe a sholáthar (nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), agus úsáideann sé NADH+H+ mar iompróir an tslabhra iompair leictreon chun prótóin a bhaint, rud a chruthaíonn fórsa prótón. Tá an ATP arna dtáirgeadh ag DPB faoi choinníollacha anaeróbach tríd an slabhra iompair leictreon níos mó ná an ATP a tháirgtear faoi choinníollacha anaeróbach trí dhianscaoileadh polyphosphates laistigh den chorp, Mar sin, tá an fosfar a ionsúitear faoi choinníollacha anaeróbach níos mó ná an fosfar a scaoiltear faoi choinníollacha anaeróbach.
2. Príomhfhachtóirí a chuireann isteach ar Dhínitriú agus ar Bhaint Fosfar
2.1 Carbón-go-Cóimheas Nítrigine
De réir na teoirice traidisiúnta um bhaint fosfar, bíonn iomaíocht idir baictéir dínitríneacha agus DPB maidir le nítrigin níotráite leictreon nó le haghaidh foinsí carbóin mar thoradh ar fhoinsí carbóin sa chrios anocsa nó níotráití sa chrios anaeróbach, rud a laghdóidh buntáiste roghnach DPB agus a dhéanann difear d'éifeachtúlacht bhaint fosfair. Teastaíonn cóimheas oiriúnach carbóin go nítrigine don insilteach dá bharr. Mar sin féin, rinne taighde le Ahn J. et al. léiríonn sé, faoi choinníollacha anaeróbach/aeróbach (A/O), go gcuirtear saibhriú DPB chun cinn mar gheall ar achar fadtéarmach foinsí carbóin agus méid beag níotráití a théann isteach sa chrios anaeróbach, agus gur féidir le DPB a chumas glactha fosfair ain-ocsaídeach a chothabháil faoi choinníollacha A/O. Ó thaobh micribhitheolaíochta de, tá dhá mhíniú ann: is é ceann amháin go n-úsáideann DPB foinsí carbóin go díreach sa chrios anaeróbach tríd an timthriall aigéad tricarboxylic (TCA); is é an ceann eile ná go n-ocsaídíonn DPB foinsí carbóin le linn na tréimhse anaeróbach trí thimthriall TCA chun cumhacht laghdaithe agus fuinneamh a fháil chun aigéid polyhydroxyalkanoic a charnadh, agus maireann sé le linn na tréimhse aeróbach. Níor foilsíodh aon tuarascálacha eile maidir le tréithe fiseolaíocha DPB maidir leis seo.
2.2 Modhanna Dáileacháin Níotráite
Tá dhá mhodh ann chun níotráit a chur leis sa chrios ainocsach: suimiú meandrach agus suimiú leanúnach. Tá suimiú leanúnach beagán níos éifeachtaí agus seachnaíonn sé carnadh nítrít freisin. Maidir leis an éifeacht a bhíonn ag am breise leanúnach ar ráta glactha fosfair, tá Zou Hua et al. léirigh sé go raibh an ráta glactha fosfar níos airde nuair a bhí an t-am breise leanúnach 2 uair ná nuair a bhí sé 3.5 uair an chloig. Mar sin féin, níl aon tuairiscí faoi láthair ar an ngaol sonrach idir an ráta suimithe agus ráta glactha fosfair. Is féidir tuilleadh cáipéisí teicniúla a fháil ar Líonra Innealtóireachta Cóireála Fuíolluisce na Síne.
2.3 SRT
Fásann DPB níos moille faoi choinníollacha A/A ná faoi choinníollacha A/O. Ró-ghearr beidh SRT ina chúis le deireadh a chur le DPB san imoibreoir, agus cuirfidh SRT ró-fhada ar an sloda dul in aois agus laghdóidh an cion fosfair. Thuairiscigh Merzouki M. go raibh éifeachtacht bhaint fosfair an chórais bhaint fosfair dínitriúcháin SBR 1.8 uair níos airde nuair a bhí an SRT 15 lá ná nuair a bhí sé 7.5 lá. Maidir le próisis sloda gráinneach a úsáidtear chun fosfar agus nítrigin a bhaint, tá an struchtúr sloda casta mar gheall ar a phobal bitheolaíoch níos saibhre agus níos comhtháite. Tá neamhchinnteacht fós maidir le conas DPB, polyphosphate-baictéir carntha, agus baictéir nítriúcháin trí aois sloda a chothromú.
2.4 Nítrít
Faoi láthair, tá dhá thuairim ann maidir le cibé an gcuireann nítrít bac ar iontógáil fosfar, agus tá na tuairimí sin bunaithe ar ábhair taighde éagsúla. Ag baint úsáide as sloda nach ndearnadh dínitriúchán agus acclimation bainte fosfair mar ábhar taighde, léiríonn na torthaí go comhsheasmhach go gcuireann tiúchan nítrít os cionn leibhéal ríthábhachtach bac ar iontógáil fosfair. Turgnaimh le Wang Ya-yi et al. léirigh sé go gcuirtear bac ar iontógáil fosfar nuair a sháraíonn an tiúchan nítríte 15 mg/L, agus i dturgnaimh le Meinhold J. et al. léirigh gurb é an tiúchan nítríte criticiúil ná 5–8 mg/L. Mar sin féin, trí úsáid a bhaint as sloda a ndearnadh dínitriúchán agus acclimation bainte fosfar mar an ábhar taighde torthaí éagsúla. Thaispeáin turgnaimh Hu JY go bhfuil tríú grúpa PPBanna ann chomh maith leis an mbaictéar carntha polyphosphate (PABanna) agus DPB a aithnítear go forleathan. Is féidir leis na PPBanna seo nítrít a úsáid mar ghlacadóir leictreoin chun fosfar a ghlacadh. Ina theannta sin, léirigh na turgnaimh, nuair a bhí an tiúchan nítríte tosaigh níos lú ná 115 mg/L, nach raibh aon chosc suntasach ar ghlacadh fosfair. Is léir go bhfuil an tiúchan nítrít i ngléasraí cóireála fuíolluisce tí i bhfad faoi bhun an tiúchan ríthábhachtach seo, agus mar sin ní dhéanfaidh sé dochar do bhaint bitheolaíoch fosfair. Bíonn tionchar ag go leor fachtóirí eile ar bhaint fosfar dínitriúcháin, mar shampla teocht (tá DPB an-íogair do theocht, go háirithe teocht íseal) agus caitiúcháin (Mg2+ agus K+). Faoi láthair, is beag taighde a dhéantar ar na gnéithe seo, agus cuireann na hidirghníomhaíochtaí idir fachtóirí éagsúla le deacracht an taighde.
3. Cur Chuige Nua chun Dínitriú a Bhaint Fosfar a Bhaint Amach
I measc na ngnáthphróisis um bhaint fosfair dínitriúcháin traidisiúnta tá: ① Próiseas Anaeróbach/Anocsach agus Nítriúcháin (A2N). Próiseas dé--déanta fosfair dínitriúcháin sloda is ea an próiseas seo ina saothraítear baictéir nítriúcháin agus DPB ar leithligh i gcórais sloda éagsúla, ag scaradh na baictéir nítriúcháin go hiomlán ón DPB. Tá an próiseas A2N níos oiriúnaí do chásanna le cóimheasa ísealcharbóin agus nítrigine. ② Próiseas Dephanox. Nuair a bhíonn an t-ábhar carbóin agus nítrigine insilteach ard, is gá umar aeraithe a chur leis tar éis an umar anocsa sa phróiseas A2N, agus mar sin foirmiú próiseas DEPHANOX.
Próiseas ③BCFS. Is próiseas modhnaithe UCT é an próiseas seo. Tá prionsabal dearaidh an phróisis UCT bunaithe ar fheabhsú innealtóireachta na gcoinníollacha comhshaoil a éilíonn polyphosphate-baictéar a charnadh, agus tá forbairt BCFS chun coinníollacha saibhrithe a chruthú do DPB ó thaobh an phróisis de. Le déanaí, tá dul chun cinn sa taighde ar chur i bhfeidhm na teicneolaíochta dínitrification bainte fosfar. Is féidir le haonaid a dteastaíonn cóireáil fuíolluisce orthu dul i gcomhairle le cuideachtaí a bhfuil taithí cóireála fuíolluisce den chineál céanna acu ar ardán seirbhíse tionscadail Wastewater Treasure.
3.1 AOA-modh SBR
Is cineál coitianta é an próiseas anaeróbach/anocsach/aeróbach (A2O) chun nítrigin agus fosfar a bhaint. Feidhmíonn sé go príomha trí mheitibileacht polyphosphate-baictéar a charnadh, baictéir nítriúcháin, agus baictéir dínitríneacha. Dá bhrí sin, tá scaipeadh leachtanna ina bhfuil níotráití agus nítrítí riachtanach sa phróiseas seo. Tsuneda S. et al. moltar próiseas anaeróbach/aeróbach/anocsach (AOA) in SBR (Féin-Imoibreoir Bithcheimiceach), a bhaineann úsáid iomlán as saintréith DPB (polafosfáit défhosfáit) chun nítrigin agus fosfar a bhaint ag an am céanna faoi choinníollacha aincéiseacha agus gan foinse carbóin. Ligeann sé seo go dtarlóidh dínitriú sa chuid anocsaiceach gan foinse carbóin, rud a fhágann nach bhfuil gá le cúrsaíocht idir umair aeróbach agus anocsacha, agus mar sin baintear amach nítrigine agus fosfar ag an am céanna i SBR amháin. Tá sé léirithe ag turgnaimh freisin gur féidir leis an bpróiseas seo sár-éifeachtaí bainte nítrigine agus fosfar a bhaint amach agus fuíolluisce sintéiseach á chóireáil le cóimheas carbóin go nítrigine faoi bhun 10, le meánrátaí bainte nítrigine agus fosfar de 83% agus 92%, faoi seach. Ní hamháin go saibhríonn an próiseas seo DPB ach cuireann sé freisin go bhfuil ról mór ag DPB maidir le baint fosfar agus nítrigine. Léiríonn torthaí turgnamhacha gurb ionann DPB agus 44% den pholafhosfáit iomlán-baictéar carntha sa phróiseas AOA{-SBR, atá i bhfad níos airde ná mar a bhaineann leis na gnáthphróisis A/O-SBR (13%) agus A2O (21%).
Tá dhá phríomhthréith ag an bpróiseas AOA-SBR: ① Cuirtear méid cuí foinse carbóin leis ag tús na céime aeróbaice chun iontógáil aeróbach fosfair a chosc. Sa turgnamh seo, ba é 40 mg/L an méid foinse carbóin ab fhearr a cuireadh leis le linn na céime aeróbaice.
② Sa phróiseas seo, is féidir le nítrít gníomhú mar ghlacadóir leictreon chun fosfar a ghlacadh.
3.2 Próiseas Sloda Gráinneach
Tá sloda gráinneach do bhaint nítrigine agus fosfar fós sa chéim taighde. I gcomparáid le próisis sloda traidisiúnta, tá feidhmíocht socraithe níos fearr ag sloda gráinneach aeróbach, tiúchan bithmhaise níos airde, agus cion taise sloda níos ísle. Le cur i bhfeidhm sloda gráinneach, is féidir na fadhbanna atá ann i sloda traidisiúnta (cosúil le toirt sloda, lorg mór struchtúr cóireála, agus scaoileadh fosfair tánaisteach ó shoiléiritheoirí) a shárú. Turgnaimh le Dulekgurgen E. et al. léirigh go bhfuil bithmhais cobhsaí ag sloda gráinneach, le rátaí a bhaint COD, fosfar, agus nítrigine de 95%, 99.6%, agus 71%, faoi seach. Tá torthaí taighde baile comhsheasmhach leis na torthaí seo, agus tá cumas dínitrithe agus baint fosfair ag sloda gráinneach aeróbach. Mar gheall ar struchtúr uathúil sloda gráinneach agus láithreacht grádán idirleata ocsaigine, cuireann sé timpeallacht ar fáil le haghaidh cómhaireachtála polyphosphate-baictéar carntha, baictéir nítriúcháin, agus DPB. Carnann méideanna móra DPB agus baictéir nítriúcháin i sloda gráinneach; turgnaimh le Yang Guojing et al. léirigh sé gurbh ionann DPB agus 73.1% de na baictéir pholaphosfáit go léir a charnadh i sloda gráinneach. Tá sé níos deacra sloda gráinneach a shaothrú ná sloda gnáth a chothú, agus tá na fachtóirí tionchair sách casta.
Chomh maith leis na fachtóirí tionchair is coiteann do ghnáth-dhítríú sloda agus baint fosfar, tá a fachtóirí tionchair uathúla féin ag sloda gráinneach: ① Tá tionchar suntasach ag an idirghníomhú idir tiúchan DO agus méid na gcáithníní ar éifeachtúlacht dínitriúcháin agus baint fosfar. Má tá méid na gcáithníní ró-bheag, tá an treá ocsaigine sách láidir, rud a dhéanann difear do fhoirmiú an chrios anocsaiceach, rud a fhágann nach féidir dí-áitiú agus baint fosfair a bhaint amach.
② Tá sé ríthábhachtach cóimheas nítrigine go fosfar cuí a chothabháil le haghaidh gránú sloda agus cumas bainte fosfair. Nuair a mhéadaíonn an cóimheas nítrigine go{{{{{-)fosfar ó 2.36 go 4.0, laghdaítear an ráta bainte fosfar ó 85.0% go 54.1%. ③ Turgnaimh le Lin Y-M et al. léirigh gaol dlúth idir méid na gcáithníní agus an cóimheas idir fosfar agus mais charbóin. D’fhéadfadh cáithníní níos lú le struchtúr níos dlúithe a bheith mar thoradh ar chóimheas ard fosfair agus mais charbóin, rud a laghdódh SVI agus a chothaíonn carnadh na polafosfáit-baictéar carntha.
3.3 Seicheamhú Próiseas Bithscannáin Baisc do Shruthlú Aertharlaithe Inmheánach
Tá an próiseas bithscannáin bhaisc sheicheamhaithe aerárthaithe (SBBR) deartha go príomha chun fosfar agus nítrigin a bhaint go hiomlán. Staidéir le Zhang ZY et al. léirigh gur bhain an t-aeriompar inmheánach SBBR amach rátaí cobhsaí a bhaint nítrigine agus fosfar. Ba iad na rátaí bainte COD, N, agus P faoi dhlús pacála optamach agus ualach orgánach ná 95.3% ±3.3%, 94.6% ±4.1%, agus 73.1% ±8.3%, faoi seach. Tá an t-imoibreoir roinnte ina dhá chrios ag críochdheighilt-crios aeróbach agus crios aife. Faightear baictéir nítriúcháin agus polafosfáit aeróbach{-baictéir charntha go príomha sa chrios aeróbach, agus faightear DPB sa chrios aife. Le linn na tréimhse anaeróbach, déanann DPB sa chrios aife agus polyphosphate-baictéir charntha sa chrios aeróbach an tsubstráit orgánach a ionsú; le linn na tréimhse aeróbach/anocsaí, táirgeann baictéir nítriúcháin sa chrios aeróbach NO3- agus NO2- chun glacadóirí leictreon a sholáthar do ghlacadh fosfar DPB, rud a bhaintear nítrigine agus fosfar. Is fachtóir ríthábhachtach é baint sloda a dhéanann difear do bhaint fosfar, ar féidir é a bhaint amach trí dhlús na pacála snáithíní a choigeartú. Tá droch-éifeachtúlacht a bhaint nítrigine agus fosfar ag SBBRs traidisiúnta, go príomha mar gheall ar iomaíocht le haghaidh ocsaigine agus cothaithigh idir baictéir nítriúcháin agus baictéir heitrotrófacha laistigh den bhithscannán. I gcomparáid le SBBRanna traidisiúnta, seachnaíonn an t-aeriompróir inmheánach SBBR an comórtas seo; i gcomparáid le próisis sloda gníomhachtaithe traidisiúnta, sábhálann an t-imoibreoir seo fuinneamh agus infheistíocht.
4. Outlook
Baineadh réamhthorthaí amach i dtaighde ar theicneolaíocht dínitriúcháin fosfair sa bhaile agus go hidirnáisiúnta, agus tá an teicneolaíocht tar éis dul chun cinn ó thaighde bunúsach go dtí feidhmiú innealtóireachta. Faoi láthair, tá ár dtuiscint ar struchtúr agus ar fheidhm an phobail mhiocróbaigh i gcórais dínáthaithe fosfair fós teoranta. Athraíonn struchtúr an phobail mhiocróbach idir córais éagsúla, agus tá an pobal miocróbach laistigh den chóras céanna an-chasta freisin. Is féidir teicníochtaí bitheolaíochta móilíneacha a úsáid chun dinimic pobail mhiocróbach a rianú agus grúpaí feidhmiúla a aithint, ag nochtadh an gaol idir struchtúr agus feidhm an phobail mhiocróbaigh, rud a chumasaíonn rialú níos fearr ar innealtóireacht chóireála bitheolaíoch. I measc na dteicnící bitheolaíochta móilíneacha a úsáidtear chun fosfar bitheolaíoch a bhaint tá imoibriú slabhra polaiméaráise (PCR), polymorphism fad blúirí srianta (RFLP), agus teicnící taiscéalaíochta oligonucleotide. Measann staidéir go ginearálta gur ó na grúpaí Rhodocyclus agus Dechlorimonas de -Proteobacteria a thagann polyphosphate-baictéir charntha (PABanna). Satoshi T. et al. úsáid RFLP chun staidéar a dhéanamh ar shaintréithe na mbaictéar carntha polyphosphate (DPBanna), rud a thugann le fios gurb iad na DPBanna Thaurera mechrnichensis agus Azoarcus tolulyticus ón ngrúpa Rhodocyclus. Ní mór dúinn micribhitheolaíocht agus innealtóireacht na gcóras dínitriúcháin um bhaint fosfair a chomhtháthú go dlúth. Trí bhrath miocróbach agus staidéir éiceolaíochta, is féidir linn cainníocht agus struchtúr pobail na DPBanna sa chóras a anailísiú agus a chinneadh, tuiscint a fháil ar an gcaoi a mbíonn tionchar ag paraiméadair oibriúcháin ar shaintréithe, ar dháileadh dlús daonra, agus ar dháileadh spásúil PPBanna, baictéir nítriúcháin, agus DPBanna, rud a bhaint amach feabhsú saorga ar chórais bhaint fosfair denitrification, próisis chóireála a bharrfheabhsú, agus forbairt agus cur i bhfeidhm teicneolaíochtaí nua a neartú.