Linh-Thy Le, Long D. Nghiem, Xuan-Thanh Bui, Deokjin Jahng

Published in Environmental Technology & Innovation, 2023

Một nghiên cứu đột phá được công bố trên Tạp chí Công Nghệ Môi Trường và Đổi Mới đã giới thiệu một chiến lược mới nhằm nâng cao hiệu quả loại bỏ nitơ từ nước thải có nồng độ nitơ thấp, sử dụng quá trình biofilm PN/A một bước. Các nhà nghiên cứu đã tối ưu hóa phương pháp sục khí ngắt quãng, một yếu tố quan trọng trong việc ổn định quá trình PN/A dưới điều kiện thiếu oxy. Sự tối ưu hóa này, với việc sử dụng một reactor liên tục 10L trang bị các chất mang sợi, đã đạt được hiệu quả loại bỏ nitơ trên 80% ở tỷ lệ tải nitơ từ 0.12–0.16 kg N m−3 d−1, trở thành giải pháp hứa hẹn cho việc xử lý nước thải chứa nitơ.

Vai Trò Của Sục Khí Ngắt Quãng Trong Việc Ức Chế Sự Phát Triển Của Vi Khuẩn Oxy Nitrit (NOB)

Nghiên cứu chỉ ra rằng sục khí ngắt quãng—thay đổi giữa điều kiện hiếu khí và kỵ khí—có hiệu quả cao trong việc ức chế sự phát triển của vi khuẩn oxy nitrit (NOB), loài vi khuẩn cạnh tranh với vi khuẩn anammox trong việc tiêu thụ các chất dinh dưỡng quan trọng. Bằng cách điều khiển chính xác thời gian sục khí, các nhà nghiên cứu đã đạt được hiệu quả loại bỏ nitơ (NRE) 84.3%, với sản xuất nitrate giảm đáng kể, ngay cả dưới nồng độ oxy hòa tan (DO) thấp. Kết quả này đánh dấu một bước tiến lớn trong việc ổn định lâu dài quá trình PN/A một bước, cung cấp một phương pháp tiết kiệm năng lượng và hiệu quả chi phí trong xử lý nước thải.

Tác Động Đến Xử Lý Nước Thải Tại Các Khu Vực Nhiệt Đới

Những phát hiện này được kỳ vọng sẽ cách mạng hóa việc loại bỏ nitơ trong xử lý nước thải, đặc biệt là ở các khu vực nhiệt đới nơi điều kiện môi trường có thể gây khó khăn cho các phương pháp xử lý truyền thống. Việc sử dụng chất mang sợi và sục khí ngắt quãng không chỉ nâng cao hiệu quả loại bỏ nitơ mà còn đảm bảo sự ổn định lâu dài của quá trình bằng cách cung cấp điều kiện tối ưu cho sự cộng sinh của vi khuẩn oxy ammonium (AOB) và vi khuẩn anammox. Đột phá này mang đến một giải pháp bền vững và tiết kiệm chi phí để quản lý ô nhiễm nitơ, một vấn đề môi trường quan trọng trong xử lý nước thải.

Phiên bản tiếng Anh

A groundbreaking study published in Environmental Technology & Innovation has introduced an innovative strategy to enhance nitrogen removal from low-strength wastewater using the biofilm single-stage partial nitritation/anammox (PN/A) process. Researchers have optimized the intermittent aeration approach, a key factor in stabilizing the PN/A process under oxygen-limited conditions. This optimization, using a 10L continuous reactor equipped with fiber carriers, has successfully achieved over 80% nitrogen removal at a nitrogen loading rate of 0.12–0.16 kg N m−3 d−1, making it a promising solution for nitrogen-rich wastewater treatment.

The Role of Intermittent Aeration in Suppressing Nitrite-Oxidizing Bacteria (NOB)

The study demonstrated that intermittent aeration—alternating between aerobic and anoxic conditions—was highly effective in inhibiting the growth of nitrite-oxidizing bacteria (NOB), which compete with anammox bacteria for vital nutrients. By carefully controlling the aeration duration, researchers achieved an impressive nitrogen removal efficiency (NRE) of 84.3%, with significantly reduced nitrate production, even under low dissolved oxygen (DO) concentrations. This finding marks a substantial improvement in the long-term stability of the single-stage PN/A process, offering an energy-efficient and cost-effective method for wastewater treatment in tropical regions.

Implications for Wastewater Treatment in Tropical Regions

This study''s findings are expected to revolutionize nitrogen removal in wastewater treatment, particularly in tropical regions where environmental conditions can pose challenges for conventional treatment methods. The use of fiber carriers and intermittent aeration not only boosts nitrogen removal efficiency but also ensures the long-term stability of the process by providing optimal conditions for ammonium-oxidizing bacteria (AOB) and anammox bacteria to coexist symbiotically. This breakthrough offers a more sustainable and affordable solution for managing nitrogen pollution, a key environmental issue in wastewater treatment.

Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352186423000743