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新型生物膜反应器:可去除废水中70%的氮化合物,且简单又便宜

2022-07-21 17:02:00 浏览数:

 根据环境技术的一篇最新文章,一种适应巴西条件并使用聚氨酯泡沫降低成本的新型生物膜反应器可以将废水中的氮化合物含量减少70% 。进行这项研究的人员开发了一个数学模型来分析和预测除氮机制。

新型生物膜反应器:可去除废水中70%的氮化合物,且简单又便宜

根据环境技术的一篇最新文章,一种适应巴西条件并使用聚氨酯泡沫降低成本的新型生物膜反应器可以将废水中的氮化合物含量减少70% 。进行这项研究的人员开发了一个数学模型来分析和预测除氮机制。生物膜包含的细菌可以将氮化合物转化为对环境无害的氮气。

这项研究由 Bruno Garcia Silva 在巴西圣保罗大学 (USP) 从事水利工程和卫生方面的博士研究期间领导,Eugenio Foresti 担任论文顾问。Foresti 是圣卡洛斯工程学院 (EESC-USP) 的教授。该研究得到 FAPESP 的支持。圣卡洛斯联邦大学 (UFSCar) 和莫阿理工学院 (IMT) 的研究人员进行了合作。

新型生物膜反应器:可去除废水中70%的氮化合物,且简单又便宜_1

图片来源:布鲁诺·加西亚·席尔瓦(图片来源:国际水展中心-公众号,侵删)

聚氨酯泡沫的显微镜图像,在细菌生物膜形成后立即拍摄;这张快照的上半部分,较暗的一半富含氧气,与较亮的底部明显不同,后者缺乏氧气。

加西亚告诉Agência FAPESP:“在巴西,除氮仍然只有少数几个污水处理厂可以实现,而在欧洲和美国却经常进行。我们的想法是使 [必要的基础设施] 适应我们的现实。这里的常用方法是基于厌氧反应器,它产生的废水中有机物含量低,使脱氮变得困难。”

从生活污水和工业废水中去除氮化合物(亚硝酸盐、硝酸盐和氨等)是必不可少的,因为它们会污染地表水(湖泊、水库和溪流)以及含水层和其他地下水,让细菌生长,藻类和植物在被称为富营养化的过程中失控。此外,饮用被硝酸盐污染的水会导致婴儿高铁血红蛋白血症(蓝色婴儿综合征)等疾病,导致头痛、头晕、疲劳、嗜睡、呼吸困难,严重时还会出现癫痫和昏迷等神经系统改变。

“当藻类大量繁殖时,例如在比林斯(圣保罗的主要水源之一)等水库中看到的那样,水中缺氧会导致鱼类死亡和供水以及休闲区的损失。很难从水库中清除藻类,”该小组的负责人 Foresti 说。

新型生物膜反应器:可去除废水中70%的氮化合物,且简单又便宜_2

(图片来源:国际水展中心-公众号,侵删)

这种新反应器模型的主要区别之一是生物膜通过生物过程形成,其中细菌在聚氨酯泡沫上形成膜。另一个是允许研究人员所谓的反扩散的设备配置,其中氧气被引入到污染物的另一侧。

然而,在巴西,由于成本原因,氮化合物并未完全去除,而是直接释放到大自然中。研究人员开发的新型反应器旨在为废水处理增加第二个、更简单、更便宜的阶段,以便与未来的技术和合作伙伴一起开发。

(文章来源:国际水展中心-公众号,侵删)

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