mà gen có liên quan chặt chẽ trong các phân khu alpha của Proteobacteria [34]. Các nitrat hóa hoàn toàn, như được thấy trong xử lý nước thải có thể được thể hiện như sau:
NH4 + + 2O2 NO3- + H2O + 2H + (3)
Trong một quá trình khử nitơ tiếp theo thường được thực hiện bởi denitrifyers dị dưỡng trong điều kiện thiếu oxy. Các hợp chất nitơ oxy hóa (NO2- và NO3-) được ghi giảm khí nitơ của vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nitrite và / hoặc nitrate thay vì oxy là chất nhận electron và chất hữu cơ như một nguồn carbon và năng lượng. Denitrifiers rất phổ biến ở các vi khuẩn Gram âm như Pseudomonas, Alcaligenes, Paracoccus, và Thiobacillus. Một số vi khuẩn Gram dương (như Bacillus) và một vài vi sinh vật ưa mặn archaea (ví dụ như Haloferax denitrificans) có thể denitrify [35, 36]. Không giống như một số chất gây ô nhiễm mà có nhu cầu cho một loại vi khuẩn nhất định để được điều trị, vi khuẩn khử Nitơ có mặt khắp nơi trong tự nhiên [37] và nhiều nhà nghiên cứu trồng chúng bằng nuôi cấy hỗn hợp lấy từ nhà máy xử lý nước thải như hạt giống. Hiện đã có một sự quan tâm rất lớn đối với việc loại bỏ vi khuẩn nitrate như các phương pháp thân thiện với môi trường nhất và chi phí-hiệu quả, mặc dù quá trình khử nitơ sinh học có thể được làm chậm, đặc biệt đối với nước thải công nghiệp có chứa nồng độ cao của nitrat [38]. Quá trình khử nitơ dị dưỡng trong công nghệ sinh học môi trường được thực hiện với một loạt các nhà tài trợ và các nguồn điện tử carbon. Cả hai dạng lỏng, rắn của nguồn carbon hữu cơ được sử dụng thông thường mặc dù các loại dung dịch nước là phổ biến hơn cho xử lý nước và nước thải. Trong số các nguồn carbon lỏng, phổ biến nhất là methanol, ethanol [39, 40] và acid acetic đã được sử dụng đối với nước thải khử nitơ cũng như trong các nhà máy quy mô đầy đủ của xử lý nước [41]. Một nguồn carbon kết hợp sử dụng methanol và acid acetic đã được tìm thấy là tốt trong việc loại bỏ nitơ và lợi ích bổ sung của nguồn carbon hỗn hợp này bao gồm bùn tuyệt vời giải quyết các thuộc tính so với việc sử dụng methanol hoặc axit axetic một mình [42]. Công viên et al. [43] điều trị nguyên liệu thực vật thải hoặc thể chất hoặc sinh học để sản xuất một số loại rượu carbon hữu cơ phong phú để sử dụng trong các thí nghiệm khử nitơ. Sự lựa chọn của chất nền phụ thuộc vào một số cân nhắc như chi phí, dung lượng và cấu hình của các lò phản ứng và các quá trình sau điều trị của các nước denitrified. Yêu cầu methanol lý thuyết cho nitrate là 2,47 mg CH3OH mỗi mg NO3-N như được chỉ ra trong phương trình (4) [44].
NO3- + 1.08CH3OH + 0.24H2CO3 0.056C5H7O2N + 0.47N2 + 1 0,6 2OO3-
nghiên cứu sau này đã cố gắng để đẩy nhanh quá trình khử nitơ sinh học bằng cách áp dụng các chiến lược khác nhau quá trình thông qua đó một liên lạc tốt hơn của các nitrate trong nước với các vi sinh vật được duy trì, chẳng hạn như giường đóng gói [45], tiếp xúc sinh học [46] và sợi dựa trên màng sinh học lò phản ứng [47]. Những nỗ lực vẫn đang tiếp diễn và một số điểm mới trong sự kết hợp của sinh học và các phương pháp khác, chẳng hạn như các lò phản ứng màng sinh học màng (MBR), được biểu hiện [48].
3.2. Đồng thời quá trình nitrat hóa và khử nitơ (SND)
Quá trình SND bắt đầu với một quá trình nitrat hóa một phần của NH4 + thành nitrite và sau đó tiếp tục với việc giảm trực tiếp của nitrite để N2 khí [49, 50]. Trong SND nitrat hóa và khử nitơ xảy ra đồng thời trong cùng một thùng lò phản ứng trong điều kiện hoạt động giống hệt nhau. Nếu thành công, quá trình này có thể làm giảm tương đối lớn khối lượng lò phản ứng và chi phí năng lượng cho tuần hoàn được yêu cầu cho một hệ thống hiếu khí và thiếu ôxy riêng biệt. Một số loại của các đơn vị điều trị đã được đề xuất trong đó SND có thể được thực hiện [51]. Zhang et al. [52] giới thiệu một lò phản ứng màng sinh học linh hoạt có thể điều chỉnh aerobic, đệm và vùng anoxic với lưu thông chất lỏng bị lệ thuộc vào tốc độ dòng khí. Cả hai nghiên cứu đã thành công trong việc chứng minh khả năng của quá trình nitrat hóa và khử nitơ trong một lò phản ứng. Thí nghiệm SND thành công cũng đã được thực hiện bởi Walters et al. [53] đã sử dụng một màng sinh học không vận treo lò phản ứng với chất liệu hãng phân hủy sinh học. Điều tra của Fux et al. [54] của đường loại bỏ nitơ rút ngắn qua nitrite tiết lộ giảm cao của nhu cầu COD cho quá trình khử nitơ, một tỷ lệ cao của quá trình khử nitơ, năng suất sinh khối thấp trong tăng trưởng kỵ khí và không có tác dụng gây độc nitrite rõ ràng cho các vi sinh vật trong các lò phản ứng. SND cũng có hiệu quả trong việc duy trì một mức độ pH trung tính trong thwhich di truyền có liên quan chặt chẽ trong phân alpha của Proteobacteria [34]. Các nitrat hóa hoàn toàn, như được thấy trong xử lý nước thải có thể được thể hiện như sau:
NH4 + + 2O2 NO3- + H2O + 2H + (3)
Trong một quá trình khử nitơ tiếp theo thường được thực hiện bởi denitrifyers dị dưỡng trong điều kiện thiếu oxy. Các hợp chất nitơ oxy hóa (NO2- và NO3-) được ghi giảm khí nitơ của vi sinh vật dị dưỡng sử dụng nitrite và / hoặc nitrate thay vì oxy là chất nhận electron và chất hữu cơ như một nguồn carbon và năng lượng. Denitrifiers rất phổ biến ở các vi khuẩn Gram âm như Pseudomonas, Alcaligenes, Paracoccus, và Thiobacillus. Một số vi khuẩn Gram dương (như Bacillus) và một vài vi sinh vật ưa mặn archaea (ví dụ như Haloferax denitrificans) có thể denitrify [35, 36]. Không giống như một số chất gây ô nhiễm mà có nhu cầu cho một loại vi khuẩn nhất định để được điều trị, vi khuẩn khử Nitơ có mặt khắp nơi trong tự nhiên [37] và nhiều nhà nghiên cứu trồng chúng bằng nuôi cấy hỗn hợp lấy từ nhà máy xử lý nước thải như hạt giống. Hiện đã có một sự quan tâm rất lớn đối với việc loại bỏ vi khuẩn nitrate như các phương pháp thân thiện với môi trường nhất và chi phí-hiệu quả, mặc dù quá trình khử nitơ sinh học có thể được làm chậm, đặc biệt đối với nước thải công nghiệp có chứa nồng độ cao của nitrat [38]. Quá trình khử nitơ dị dưỡng trong công nghệ sinh học môi trường được thực hiện với một loạt các nhà tài trợ và các nguồn điện tử carbon. Cả hai dạng lỏng, rắn của nguồn carbon hữu cơ được sử dụng thông thường mặc dù các loại dung dịch nước là phổ biến hơn cho xử lý nước và nước thải. Trong số các nguồn carbon lỏng, phổ biến nhất là methanol, ethanol [39, 40] và acid acetic đã được sử dụng đối với nước thải khử nitơ cũng như trong các nhà máy quy mô đầy đủ của xử lý nước [41]. Một nguồn carbon kết hợp sử dụng methanol và acid acetic đã được tìm thấy là tốt trong việc loại bỏ nitơ và lợi ích bổ sung của nguồn carbon hỗn hợp này bao gồm bùn tuyệt vời giải quyết các thuộc tính so với việc sử dụng methanol hoặc axit axetic một mình [42]. Công viên et al. [43] điều trị nguyên liệu thực vật thải hoặc thể chất hoặc sinh học để sản xuất một số loại rượu carbon hữu cơ phong phú để sử dụng trong các thí nghiệm khử nitơ. Sự lựa chọn của chất nền phụ thuộc vào một số cân nhắc như chi phí, dung lượng và cấu hình của các lò phản ứng và các quá trình sau điều trị của các nước denitrified. Yêu cầu methanol lý thuyết cho nitrate là 2,47 mg CH3OH mỗi mg NO3-N như được chỉ ra trong phương trình (4) [44].
NO3- + 1.08CH3OH + 0.24H2CO3 e lò phản ứng, mà không có sự bổ sung của một acid hoặc base. Điều này rất quan trọng vì độ pH tối ưu cho các nitrat và vi khuẩn khử Nitơ nằm giữa 7 và 8,5 [55]. Hơn nữa, Ma et al. [56] đã xây dựng một hệ thống dòng chảy liên tục băng ghế dự bị quy mô, bao gồm loại bỏ nitơ và carbon đồng thời từ Terramycin giải pháp kết tinh mẹ (TCMS). Khoảng 82% nhu cầu oxy hóa học (COD) và 81% nitơ tổng số đã được gỡ bỏ bởi hệ thống khi nước máy pha loãng TCMS đã liên tục cho ăn (tỷ lệ pha loãng, 1: 4). Sulfide được sản xuất trong quá trình thủy phân kỵ khí đã được sử dụng như là một phần của các nhà tài trợ cho electron khử nitơ trong các lò phản ứng thiếu ôxy.
hạt polymer, trong đó một nitrifier và một denitrifier đã đồng cố định, đã được sử dụng để loại bỏ
đang được dịch, vui lòng đợi..
