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2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會 (第十屆)日程暨邀請函
 
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清華大學(xué)提出利用超聲波技術(shù)控制脫氮過程的新方法 中國給水排水

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2016-02-29  瀏覽次數(shù):97
核心提示:清華大學(xué)提出利用超聲波技術(shù)控制脫氮過程的新方法 2016-02-27 中國給水排水
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2019年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會 (第十屆)日程暨邀請函
 

清華大學(xué)提出利用超聲波技術(shù)控制脫氮過程的新方法

2016-02-27 中國給水排水
 

 

日前,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士后鄭敏、汪誠文教授、劉艷臣副研究員和美國斯坦福大學(xué)高級研究員吳唯民等在國際環(huán)境科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域頂尖期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》(Environmental Science and Technology)上發(fā)表了題為“Ultrasonic Treatment Enhanced Ammonia-oxidizing Bacterial (AOB) Activities for Nitritation Process”(超聲波處理增強亞硝化工藝中氨氧化細(xì)菌(AOB)活性)的研究論文,首次提出一種利用超聲波技術(shù)有效控制廢水處理微生物群落組成從而實現(xiàn)高效、節(jié)能的短程硝化脫氮的新方法。


人類生活產(chǎn)生的污水含有大量的氮素污染物,排入水體可造成富營養(yǎng)化,因此除氮是廢水處理過程中的重要環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的廢水生物脫氮是利用氨氧化細(xì)菌(AOB)先將水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽,然后再由亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(NOB)將其氧化為硝酸鹽(全程硝化過程),最后在無氧條件下利用有機物為碳源,將硝酸鹽還原成氮氣釋放到大氣(反硝化過程)。1975年Voet等學(xué)者提出了一種短程硝化—反硝化的工藝,即將氨氮氧化為亞硝酸鹽(短程硝化),然后將亞硝酸鹽還原為氮氣。該方法較傳統(tǒng)全程硝化脫氮方法可大大節(jié)省曝氣能耗和反硝化所需碳源、減少污泥產(chǎn)量,縮短反應(yīng)時間及減少相應(yīng)反應(yīng)器容積。近年來又開發(fā)了將半量氨氮曝氣氧化為亞硝酸鹽,再與另外半量氨氮反應(yīng)生成氮氣的厭氧氨氧化工藝,可進一步減低曝氣能耗。以上兩種工藝,短程硝化是關(guān)鍵,但實施的難點是要控制廢水處理的細(xì)菌僅將氧化氨氮至亞硝酸鹽。迄今,國內(nèi)外研究者一直在致力于尋找操作簡便、具有大規(guī)模應(yīng)用前景的短程硝化過程控制方法。

 汪誠文

鄭  敏

 

吳唯民

2011年,在環(huán)境學(xué)院攻讀博士學(xué)位的鄭敏在利用超聲波技術(shù)進行污泥源頭減量化的試驗研究中發(fā)現(xiàn),利用適宜的超聲波條件處理活性污泥后的菌群可以在反應(yīng)器內(nèi)穩(wěn)定地積累亞硝酸鹽而使硝酸鹽生成量大幅減小。此后,在導(dǎo)師汪誠文教授的指導(dǎo)下,鄭敏開展了利用超聲波控制細(xì)菌種群結(jié)構(gòu)、獲取高效穩(wěn)定短程硝化的全面系統(tǒng)研究。本次發(fā)表的論文是其中的重要成果之一。該文章報道了研究組成功通過超聲波的條件優(yōu)化與控制,利用適當(dāng)?shù)某暡◤姸却碳ざ坛滔趸匦璧暮醚醢毖趸?xì)菌(AOB)生長,同時抑制滅活產(chǎn)生硝酸鹽的亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(NOB),從而實現(xiàn)反應(yīng)器的持續(xù)運行,并建立了評價超聲波對不同細(xì)菌作用的動力學(xué)試驗?zāi)P。此研究首次全面系統(tǒng)地證實了在超聲波處理條件下,可以控制反應(yīng)器的細(xì)菌種群、富集馴化出含高豐度AOB無NOB的微生物達到高效的短程硝化。該方法將為開發(fā)高效污水處理與污泥資源化組合新工藝提供一條全新思路。今后,研究人員將進一步探明系統(tǒng)控制的微生物生理學(xué)和生態(tài)學(xué)機理和實現(xiàn)從小型試驗到生產(chǎn)示范過渡。
鄭敏為論文第一作者,汪誠文為通訊作者。合作者中吳唯民參與試驗設(shè)計和指導(dǎo)研究工作,劉艷臣參與了試驗設(shè)計和微生物學(xué)的分析工作。
論文鏈接: http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.est.5b04178
(注:信息來源于清華新聞網(wǎng),文中部分照片來源于網(wǎng)絡(luò))

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