短程硝化反硝化的研究详解
曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究
曝气生物滤池的短程硝化反硝化机理研究曝气生物滤池是一种新型污水生物处理技术，具有占地面积小、处理效率高、能耗较低等特点,可进行模块化应用，在对有机物、SS和氮的去除等方面具有良好的效果[1]。
1 试验装置与方法1.1 试验装置模型曝气生物滤池由有机玻璃加工而成，尺寸为50mm×80mm×2000mm，底部为100mm高的砾石承托层，填料选用粒径为3～5mm的陶粒，填充高度为1600mm。
承托层以上每隔150mm设一个取样口，共设9个。
进气口位于距底部400mm处，压缩空气经曝气扩散器进入反应器。
试验装置见图1。
1.2 试验方法原水由淀粉、蛋白胨、牛肉膏、NH4Cl、KH2PO4、CaCl2?H2O、MgSO4.7H2O、FeSO4.7H2O、食用碱等按一定比例配制而成，其COD为86.61～424.6mg/L、NH3-N为34.3～44.38mg/L、TN为41.26～46.16mg/L、NO3--N为0～0.82mg/L、NO2--N为0～0.32mg/L、pH值为5.8～8.18、BOD5为56.31～236.45mg/L，TP为4～6mg/L。
采用下向流进水，气水逆向流。
反应器启动时投加一定量的消化污泥作为种泥，闷曝3d后改为连续流进水，系统运行15d后对COD和NH3-N 的去除率分别达到75%和60%，至此标志挂膜成功，试验分别在1、2m/h的滤速下进行，气水比为3∶1，水温为21～26.5℃，定时测定反应器进、出水及曝气处水样的COD、NH3-N、TN、NO3--N、NO2--N、pH值、溶解氧以考察反应器去除有机物和硝化反硝化的效能及反应器内含氮化合物的空间变化特点。
分析项目均按标准方法进行。
采用气水联合反冲洗方式，按运行时的水头损失和处理效果确定冲洗强度及频率，周期一般为24～48h。
2 结果及分析2.1 处理效果①NH3-N曝气生物滤池对NH3-N的去除效果见图2。
短程硝化反硝化技术研究进展
短程硝化反硝化技术研究进展短程硝化反硝化技术是一种能够高效去除废水中氨氮的技术，近年来在废水处理领域受到了广泛关注。
本文将对短程硝化反硝化技术的定义、原理、应用以及研究进展进行综述，并分析其存在的问题和未来发展方向。
一、短程硝化反硝化技术的定义与原理短程硝化反硝化技术是一种利用微生物将废水中的氨氮转化为硝酸盐，然后经过反硝化作用将硝酸盐还原为氮气的过程。
这一过程通常发生在同一容器或同一系统中，通过提高氨氮转化效率和减少氮素排放量来实现废水的高效处理。
短程硝化反硝化技术的原理主要基于厌氧颗粒污泥技术。
在一个薄膜生物反应器中，通过在厌氧区内添加适量的反硝化菌，并在硝化区内供氧，实现了氨氮的转化和去除。
在硝化区，氨氮被氧化为亚硝酸盐，然后通过膜壁进入反硝化区进行反硝化过程。
通过这种方式，可以在相对较短的距离内完成硝化和反硝化过程，提高氨氮的去除效率。
二、短程硝化反硝化技术的应用1. 市政废水处理：短程硝化反硝化技术可用于大型污水处理厂的废水处理过程中。
通过优化系统操作条件和生物反应器设计，可以高效去除废水中的氨氮，并减少对环境的负面影响。
2. 工业废水处理：短程硝化反硝化技术也可以应用于工业废水处理。
例如，在农业养殖行业中，废水中的氨氮是一种主要的污染物，使用短程硝化反硝化技术可以有效降低氨氮排放量，减少水体的污染。
三、短程硝化反硝化技术研究进展1. 进一步提高氨氮去除率：目前，研究人员正致力于优化短程硝化反硝化技术，进一步提高氨氮去除率。
一种方法是改进厌氧区内菌群的结构和功能，提高其对氨氮的吸附和转化能力。
另一种方法是优化氧化区内的条件，提高硝化菌对氨氮的氧化效率。
2. 深入研究硝化反硝化菌的特性：硝化反硝化菌是短程硝化反硝化技术中的关键微生物。
深入研究这些菌的特性和代谢途径，对于提高技术的应用效果和改进反应器性能具有重要意义。
一些研究表明，通过工程菌群，可提高菌群的氨氮转化效率。
3. 探索新型反应器设计和操作策略：新型反应器设计和操作策略是进一步发展短程硝化反硝化技术的关键。
短程硝化_反硝化生物脱氮技术研究
产物的比例高于90 %[3 ] ·因此 ,实现短程硝化的
p H 值宜控制在 714～813 之间·
(3) 游离氨
废水中氨随 p H 值不同分别以分子态和离子
态形式存在·分子态游离氨 ( FA) 对硝化作用有明
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沈 阳 大 学 学 报 第 19 卷
显的抑制作用 ,硝酸菌比亚硝酸菌对 FA 更敏感· 徐冬梅等人发现 016 mg/ L 的 FA 几乎可以抑制 硝酸 菌 的 活 性 , 从 而 使 HNO2 氧 化 受 阻 , 出 现 HNO2 积累只有当 FA 达到 5 mg/ L 以上时才会
2 短程硝化 - 反硝化新工艺优势
由图 1 可以明显看出 ,由于短程硝化 - 反硝
化比 全 程 硝 化 减 少 了
N
O
2
→NO3-
和 NO3-
→
NO2- ,这使得短程硝化 - 反硝化具有以下优点 :
①在硝化阶段减少了 NO2- →NO3- 的过程 ,
降低了耗氧量 ,减少了能耗 ;
②在反硝化阶段减少了 NO3- →NO2- 的过
能的·短程硝化的标志是稳定且较高的 HNO2 积 累 (大于 50 %) ·下面分析影响亚硝酸积累的主要 因素·
(1) 温度
温度对生物反应有很大影响·升高温度 ,一方 面可以加快酶促反应 ,另一方面也可加快酶变性
失活·生物硝化反应在 4～45 ℃内均可进行 ,适宜 温度为 20～30 ℃·Hellinga 等人通过呼吸试验发 现 ,在处理厌氧消化污泥分离液的系统中 ,氨氧化
1 生物法脱氮及短程硝化原理
(1) 传统生物脱氮原理·传统废水生物脱氮 就是模拟自然生态中氮的循环 , 利用污泥中的专
性好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌的联合作
短程硝化反硝化与同步硝化反硝化
短程硝化反硝化与同步硝化反硝化短程硝化反硝化与同步硝化反硝化1. 简介短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种常见的废水处理方法，它们在去除氨氮和硝酸盐方面具有独特的优势。
本文将详细介绍这两种技术的原理、应用领域，并对其效果和限制进行评估。
2. 短程硝化反硝化2.1 硝化反硝化原理短程硝化反硝化是一种将硝化和反硝化两个过程耦合起来，实现废水中氨氮的高效去除的技术。
在短程硝化反硝化过程中，废水中的氨氮首先经过硝化作用被氧化为硝态氮，然后立即发生反硝化作用将硝态氮还原为氮气排出。
2.2 应用领域短程硝化反硝化广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等领域。
它在处理高浓度氨氮废水以及有限操作空间的情况下具有明显的优势。
由于其反应迅速、体积小、投资少的特点，使得短程硝化反硝化成为一种非常经济有效的废水处理方法。
2.3 效果和限制短程硝化反硝化的主要优势在于处理效果显著，能够快速去除废水中的氨氮，达到废水排放标准。
然而，由于该技术对废水中的氨氮浓度要求较高，处理低浓度氨氮废水时效果不明显。
短程硝化反硝化还对温度和pH值等环境因素较为敏感。
3. 同步硝化反硝化3.1 硝化反硝化原理同步硝化反硝化是指在同一处理单元中同时进行硝化和反硝化过程的一种废水处理技术。
该技术通过优化废水处理工艺，加强好氧和厌氧条件下微生物的协同作用，实现氨氮和硝态氮的同时去除。
3.2 应用领域同步硝化反硝化广泛应用于生活污水处理、工业废水处理以及农业废水处理等领域。
由于同步硝化反硝化能够同时去除氨氮和硝态氮，使得废水处理过程更加高效，减少了处理单元的占地面积，降低了处理成本，因而受到了广泛的关注和应用。
3.3 效果和限制同步硝化反硝化的主要优势在于处理效果稳定，同时可以实现氨氮和硝态氮的全面去除。
然而，该技术对微生物的选择性较高，因此在操作和维护时需要严格控制环境因素，以确保微生物的正常生长和活性。
同步硝化反硝化对废水中COD和其他有机物的降解效果较差，需要配合其他技术进行。
同步硝化反硝化和短程硝化反硝化
同步硝化反硝化和短程硝化反硝化随着人类对环境保护意识的提高，对水体生态系统的关注愈发增加。
其中，氮循环作为生态环境中的重要一环，也备受关注。
在氮循环中，“同步硝化反硝化”和“短程硝化反硝化”是两个重要的过程，对于水体的氮素转化和利用具有重要的作用。
以下将从深度和广度的角度进行全面评估，以便更好地了解这两个过程。
1. 同步硝化反硝化的概念同步硝化反硝化是指在同一微生物体内，氨氮直接转化为硝酸盐，然后直接再被还原为氮气的过程。
这一过程通常由单一微生物完成，也被称为全硝化或类全硝化反应。
在自然界中，同步硝化反硝化主要由厌氧异养细菌完成，这些细菌具有很强的氨氧化和硝化能力，能够将氨氮快速氧化为亚硝酸盐，然后在厌氧条件下迅速还原为氮气，从而将氨氮转化为无害的氮气释放到大气中。
2. 短程硝化反硝化的概念短程硝化反硝化指的是在很短的时间和空间内，氨氮被氧化为硝酸盐然后迅速还原为氮气的过程。
这一过程通常发生在水体底泥或水体微缝隙中，因此被称为短程硝化反硝化。
在水体中，短程硝化反硝化通常由微生物和底泥中的细菌完成，底泥中的微生物可以迅速氧化水体中的氨氮为硝酸盐，然后水体中的细菌则可以迅速还原硝酸盐为氮气，从而在水体中形成短程硝化反硝化过程。
3. 两者的联系和区别同步硝化反硝化和短程硝化反硝化虽然是两种不同的氮素转化过程，但它们之间也存在着联系和区别。
联系在于，两者都是对氨氮进行氧化和还原的过程，最终都将氨氮转化为无害的氮气释放到大气中。
而区别在于，同步硝化反硝化主要发生在水体中的微生物体内，而短程硝化反硝化则主要发生在水体底泥和微缝隙中，两者的位置和速率都存在较大差异。
在我们对同步硝化反硝化和短程硝化反硝化进行全面评估之后，可以发现两者在氮素转化和利用过程中都起着非常重要的作用，对于维护水体生态系统的健康具有重要意义。
总结回顾：通过全面的评估和深入的探讨，我们对同步硝化反硝化和短程硝化反硝化有了更深入的理解。
也了解到两者在水体氮素转化中的重要性和作用。
低溶氧短程硝化、反硝化的应用浅析
低溶氧短程硝化、反硝化的应用浅析传统的生物脱氮技术认为要完全去除水中的氨态氮就必须要经过完整的硝化与反硝化过程。
而大量研究表明，好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌是可以在同一个反应器里共同起作用的。
因为在整体和每一单元填料表面所附着的生物膜上都存在基质和溶解氧的浓度梯度分布，这就为各种生态类型的微生物在生物膜内不同部位占据优势生态位提供了条件。
而且短程硝化反硝化脱氮比传统的脱氮技术具有更多的优点。
1传统硝化反硝化脱氮机理1.1 硝化反应包括两个步骤：第一步为亚硝化过程，是将NH4+氧化成NO2-；第二步为硝化过程，由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为NO3-，亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，都利用无机碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作为碳源，从NH3、NH4+或NO2-的氧化反应中获取能量。
当硝酸菌受到抑制的时候，将会出现NO2-的积累。
很显然，在传统的硝化-反硝化脱氮过程中，在反硝化菌的作用下，反硝化过程既可从硝酸盐开始，也可以从亚硝酸盐开始。
但由NO2-转化为NO3-，然后由NO3-再转化为NO2-的重复转化过程中，要消耗更多的溶解氧和有机碳源。
1.2反硝化反应主要过程是在缺氧的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮。
反硝化过程中亚硝酸盐和硝酸盐的转化是通过反硝化细菌的同化作用和异化作用来完成的。
异化作用就是将NO2-和NO3-还原为NO、N2O、N2等气体物质，主要是N2。
而同化作用是反硝化菌将NO2-和NO3-还原成为NH3-N，供新细胞合成使用。
2短程硝化反硝化机理短程硝化反硝化生物脱氮也可称为亚硝酸型生物脱氮，它是通过控制特殊的环境条件抑制硝酸菌的生长，使系统中的亚硝酸菌成为优势菌种，形成NO2-的积累，阻止亚硝酸的进一步硝化，然后直接进行反硝化，形成NH4+→N O2-→N2的脱氮过程。
其中反硝化菌直接以NO2--N为最终受氢体进行反硝化脱氮的过程。
3短程硝化反硝化过程实现的控制因素3.1 温度生物硝化反应在4～45℃内均可进行，适宜温度为20～35℃，一般低于15℃硝化速率降低，并且低温对硝化产物及两类硝化菌活性影响也不同。
同步硝化反硝化和短程硝化反硝化
同步硝化反硝化和短程硝化反硝化同步硝化反硝化和短程硝化反硝化1. 引言：硝化和反硝化是自然界中氮循环过程中的两个关键环节。
硝化指的是将氨氧化为硝酸盐的过程，反硝化则是将硝酸盐还原为氮气（N2）的过程。
同步硝化反硝化和短程硝化反硝化是两种在水体和土壤中发生的硝化反硝化现象。
本文将对这两种现象进行深入讨论，以更好地理解它们在环境中的重要性。
2. 同步硝化反硝化的概念及机理：2.1 同步硝化反硝化是指硝化和反硝化同时在同一生境中进行的现象。
在某些特定的环境条件下，硝化细菌和反硝化细菌能够共存并相互作用，形成稳定的氮循环。
这种现象通常发生在富含有机质和氮的水体和土壤中。
2.2 同步硝化反硝化的机理包括以下几个步骤：2.2.1 硝化：硝化细菌通过氧化氨氮（NH4+）生成亚硝酸盐（NO2-），再经过氧化反应生成硝酸盐（NO3-）。
2.2.2 反硝化：反硝化细菌利用硝酸盐中的氧气进行呼吸作用，将硝酸盐还原为氮气和一氧化氮（N2O）。
3. 短程硝化反硝化的概念及机理：3.1 短程硝化反硝化是指硝化和反硝化在同一小尺度范围内交替进行的现象。
它通常发生在微生物周围，如土壤微生物团聚体、根际等环境中。
3.2 短程硝化反硝化的机理包括以下几个步骤：3.2.1 硝化：土壤中的硝化细菌通过氧化氨氮（NH4+）生成亚硝酸盐（NO2-），然后亚硝酸盐被反硝化细菌进一步氧化为硝酸盐（NO3-）。
3.2.2 反硝化：硝酸盐中的氮气被反硝化细菌还原为氮气（N2）。
4. 同步硝化反硝化和短程硝化反硝化的重要性：4.1 氮素循环：同步硝化反硝化和短程硝化反硝化都是氮素循环的重要环节。
它们促进了氨氮和硝酸盐在水体和土壤中的转化，并维持了生态系统中氮的平衡。
4.2 环境污染控制：同步硝化反硝化和短程硝化反硝化能够降低水体和土壤中的硝酸盐含量。
硝酸盐过量会导致水体富营养化和土壤酸化，而同步硝化反硝化和短程硝化反硝化可以有效地将硝酸盐还原为无害的氮气和一氧化氮。
短程硝化反硝化速率
短程硝化反硝化速率短程硝化反硝化速率是污水处理过程中一个重要的生物反应过程，涉及到有机氮和氨氮的转化。
本文将从短程硝化反硝化的定义、影响因素、研究进展等方面进行阐述，以便读者更好地了解这一生物反应过程。
一、短程硝化反硝化的定义短程硝化反硝化是指在同一个反应器内，通过控制条件，使得硝化反应和反硝化反应同时进行的过程。
这个过程中，有机氮和氨氮在微生物的作用下转化为硝酸盐和氮气，从而实现废水中氮素的去除。
二、影响因素1.温度：短程硝化反硝化的速率受温度影响较大。
一般来说，高温条件下有利于硝化反应的进行，而低温条件下则有利于反硝化反应的进行。
因此，在污水处理过程中，需要根据实际情况控制反应器内的温度。
2.pH值：pH值也是影响短程硝化反硝化的重要因素。
硝化反应的最佳pH值范围为7.0-8.5，而反硝化反应的最佳pH值范围为6.0-7.0。
因此，在同一个反应器内实现短程硝化反硝化，需要控制pH值在适宜的范围内。
3.氧气浓度：氧气浓度对短程硝化反硝化也有重要影响。
在缺氧条件下，反硝化反应无法进行。
因此，在实现短程硝化反硝化的过程中，需要控制反应器内的氧气浓度。
4.碳源：碳源是反硝化反应的必要物质之一。
在缺少碳源的情况下，反硝化反应的速率会大大降低。
因此，在污水处理过程中，需要提供足够的碳源以支持短程硝化反硝化的进行。
三、研究进展近年来，随着人们对短程硝化反硝化研究的深入，越来越多的研究者开始关注如何提高这一过程的效率。
其中，通过优化反应条件、改变运行模式等方式来提高短程硝化反硝化的速率成为了研究的热点。
有研究表明，通过控制反应器的温度、pH值、氧气浓度等条件，可以显著提高短程硝化反硝化的速率。
例如，在适宜的温度和pH值条件下，通过提高氧气浓度可以促进硝化反应的进行；而在缺氧条件下，通过添加外部碳源可以加快反硝化反应的速率。
此外，一些新型的反应器也在研究中得到了广泛应用。
例如，膜生物反应器（MBR）可以通过膜的分离作用实现微生物的高效分离和富集，从而提高短程硝化反硝化的速率；而光生物反应器则可以利用光能进行反硝化反应，从而在降低碳源消耗的同时提高反硝化效率。
短程硝化反硝化的研究详解
短程硝化反硝化的研究进展摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。
成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。
本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。
关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR1 引言近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。
因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。
目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。
随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。
短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。
短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。
其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。
2 短程硝化反硝化的机理生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。
第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。
然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。
V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念[2]。
短程硝化反硝化
短程硝化反硝化由于在这些生物处理系统中，硝化及反硝化发生在相同的条件下或同一处理空间内，称该现象为同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and dinitrification,SND）。
传统的硝化过程包括亚硝化阶段和硝化阶段, 分别由亚硝化细菌和硝化细菌来完成, 将NH4+ 依次转化为NO2- 和NO3-。
反硝化过程是通过反硝化细菌将NO2- 或NO3- 作为电子受体转化为N2。
短程硝化反硝化就是通过分别培养驯化亚硝化细菌和反亚硝化聚磷菌, 通过亚硝化细菌将NH4+ 在亚硝化作用下转化为NO2-, 然后不经NO3- 的生成过程直接由反亚硝化聚磷细菌将NO2- 转化为N2 的过程。
优点：（1）将硝化和反硝化反应控制在同一个反应器中，可省去一个反应池或减少反应器容积，缩短反应时间；（2）硝化过程中消耗的碱度和反硝化过程中产生的碱度相互抵消，能有效保持反应器中的pH 稳定。
常规的生物脱氮过程中：硝化作用阶段进行曝气通常需要消耗大量的能量，反硝化作用阶段则需要有机碳源的额外加入。
短程硝化反硝化之所以能够实现, 主要是由于亚硝化过程和硝化过程是氨氮氧化过程中依次进行的过程, 在硝化过程中通过控制适当的条件完全可以把两者分开。
另外, 从微生物学角度分析, 亚硝化细菌和硝化细菌之间的关系并不密切, 并无进化谱的关联性, 运行过程中通过控制适宜的环境条件可以培养出亚硝化细菌。
影响因素：温度影响：生物硝化反应适宜温度为20～35℃,一般低于15℃硝化速率降低, 12～14 ℃下活性污泥中硝酸菌活性受到更严重的抑制,出现HNO2积累。
15～30 ℃范围内,硝化过程形成的亚硝酸可完全被氧化成硝酸。
温度超过30℃后又会出现HNO2积累。
ｐＨ：随着硝化反应的进行,硝化过程产生的酸使水ｐＨ不断下降。
亚硝酸菌要求的最适ｐＨ在7～8.5，硝酸菌为6～7.5。
反应器中ｐＨ低于7则整个硝化反应会受到抑制。
短程硝化反硝化工艺的运行条件
短程硝化反硝化工艺的运行条件李星星一、短程硝化反硝化的脱氮机理及优势短程硝化反硝化生物脱氮工艺( Short Cut Nitrificat ion and Denitrification--SCND) 可称为亚硝酸型生物脱氮，它是通过控制特殊的环境条件抑制硝酸菌的生长，使系统中的亚硝酸菌成为优势菌种，从而将废水中NH4+-N的氧化控制在NO2－阶段，形成NO2－的积累，然后反硝化菌直接以NO2－-N为最终氢受体进行反硝化脱氮，及经过NH4＋→NO2－→N2的途径完成。
短程硝化反硝化由于节省了氧化NO2－-N 为NO3－-N的步骤，所以提高了硝化反应速率，缩短硝化反应时间，减小反应池容积，节省基建投资。
可以节省25%的供氧量，40%左右的有机碳源，并且在硝化过程减少产泥24%～33%，反硝化过程中减少产泥50%。
二、短程硝化反硝化运行参数研究1、温度；生物硝化反应在4℃~45℃内均可进行，适宜温度为20℃~35℃，一般低于15℃硝化菌受到严重抑制，速率降低。
15℃~ 25℃下活性污泥中亚硝酸菌活性较硝酸菌差，不会发生亚硝酸盐的积累。
温度超过25℃时会发生亚硝酸盐的积累，且当温度超过30℃后可获得更高的亚硝酸盐积累。
升高温度不仅能加快亚硝酸菌的生长速率，还能扩大亚硝酸菌和硝酸菌在生长速率上的距离。
高温条件下，硝化菌的生长速度明显低于亚硝化菌，有利于实现短程硝化；但是大多数城市污水都属于低温低氨水，如果将大量的水升温、保温在30～35℃会增加污水处理成本。
故短程硝化反硝化主要用来处理城市污水二级处理系统中污泥消化上清液和垃圾渗滤液等高温高氨废水，利用高温（30℃～35℃）下亚硝化菌的增殖速率高于硝酸菌的生理特征，通过控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间并且小于硝酸菌的世代时间，淘汰硝酸菌，富集亚硝酸菌，从而稳定地实现短程硝化反硝化生物脱氮。
2、PH值；当pH 值较低时，水中较多的是氨离子和亚硝酸，有利于硝化过程，因此无亚硝酸盐的积累。
短程与同步硝化反硝化
短程与同步硝化反硝化新型脱氮⼯艺研究⼀、短程硝化反硝化1、简介⽣物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程，第⼀步是由亚硝化菌将NH4+-N 氧化为NO2--N的亚硝化过程；第⼆步是由硝化菌将NO2--N氧化为氧化为NO3--N 的过程；然后通过反硝化作⽤将产⽣的NO3—N经由NO2--N转化为N2，NO2--N 是硝化和反硝化过程的中间产物。
1975年V oets等在处理⾼浓度氨氮废⽔的研究中，发现了硝化过程中NO2--N积累的现象，⾸次提出了短程硝化反硝化脱氮的概念。
如图1所⽰。
NH4+ NO2-NO3-NO2-N2传统⽣物脱氮途径NH+NO-N2短程硝化-反硝化⽣物脱氮途径图1 传统⽣物脱氮途径和短程硝化-反硝化⽣物脱氮途径⽐较两种途径，很明显，短程硝化反硝化⽐全程硝化反硝化减少了NO2-NO3-和NO3-NO2-两步反应，这使得短程硝化反硝化⽣物脱氮具有以下优点：⑴可节约供氧量25%。
节省了NO2-氧化为NO3-的好氧量。
⑵在反硝化阶段可以节省碳源40%。
在C/N⽐⼀定的情况下提⾼了TN的去除率。
并可以节省投碱量。
⑶由于亚硝化菌世代周期⽐硝化菌短，控制在亚硝化阶段可以提⾼硝化反应速度和微⽣物的浓度，缩短硝化反应的时间，⽽由于⽔⼒停留时间⽐较短，可以减少反应器的容积，节省基建投资，⼀般情况下可以使反应器的容积减少30%~40%。
⑷短程硝化反硝化反应过程在硝化过程中可以减少产泥25%~34%，在反硝化过程中可以减少产泥约50%。
由于以上的优点，使得短程硝化-反硝化反应尤其适应于低C/N⽐的废⽔，即⾼氨氮低COD，既节省动⼒费⽤⼜可以节省补充的碳源的费⽤，所以该⼯艺在煤化⼯废⽔⽅⾯⾮常可⾏。
2、影响短程硝化反硝化的因素2.1温度的影响温度对微⽣物影响很⼤。
亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度不相同，可以通过调节温度抑制硝酸菌的⽣长⽽不抑制亚硝酸菌的⽅法，来实现短程硝化反硝化过程。
国内的⾼⼤⽂研究表明：只有当反应器温度超过28℃时，短程硝化反硝化过程才能较稳定地进⾏。
短程硝化反硝化工艺的运行条件
短程硝化反硝化工艺的运行条件李星星一、短程硝化反硝化的脱氮机理及优势短程硝化反硝化生物脱氮工艺( Short Cut Nitrificat ion and Denitrification--SCND) 可称为亚硝酸型生物脱氮，它是通过控制特殊的环境条件抑制硝酸菌的生长，使系统中的亚硝酸菌成为优势菌种，从而将废水中NH4+-N的氧化控制在NO2－阶段，形成NO2－的积累，然后反硝化菌直接以NO2－-N为最终氢受体进行反硝化脱氮，及经过NH4＋→NO2－→N2的途径完成。
短程硝化反硝化由于节省了氧化NO2－-N 为NO3－-N的步骤，所以提高了硝化反应速率，缩短硝化反应时间，减小反应池容积，节省基建投资。
可以节省25%的供氧量，40%左右的有机碳源，并且在硝化过程减少产泥24%～33%，反硝化过程中减少产泥50%。
二、短程硝化反硝化运行参数研究1、温度；生物硝化反应在4℃~45℃内均可进行，适宜温度为20℃~35℃，一般低于15℃硝化菌受到严重抑制，速率降低。
15℃~ 25℃下活性污泥中亚硝酸菌活性较硝酸菌差，不会发生亚硝酸盐的积累。
温度超过25℃时会发生亚硝酸盐的积累，且当温度超过30℃后可获得更高的亚硝酸盐积累。
升高温度不仅能加快亚硝酸菌的生长速率，还能扩大亚硝酸菌和硝酸菌在生长速率上的距离。
高温条件下，硝化菌的生长速度明显低于亚硝化菌，有利于实现短程硝化；但是大多数城市污水都属于低温低氨水，如果将大量的水升温、保温在30～35℃会增加污水处理成本。
故短程硝化反硝化主要用来处理城市污水二级处理系统中污泥消化上清液和垃圾渗滤液等高温高氨废水，利用高温（30℃～35℃）下亚硝化菌的增殖速率高于硝酸菌的生理特征，通过控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间并且小于硝酸菌的世代时间，淘汰硝酸菌，富集亚硝酸菌，从而稳定地实现短程硝化反硝化生物脱氮。
2、PH值；当pH 值较低时，水中较多的是氨离子和亚硝酸，有利于硝化过程，因此无亚硝酸盐的积累。
《2024年短程硝化反硝化技术研究进展》范文
《短程硝化反硝化技术研究进展》篇一一、引言随着环境保护意识的逐渐加强，污水处理技术在不断进步与发展。
短程硝化反硝化技术作为新兴的污水处理技术，具有其独特的优势和广阔的应用前景。
该技术主要通过控制硝化反应的过程，使其仅进行到亚硝酸盐阶段，即所谓的“短程”过程，随后进行反硝化反应，以达到去除氮的目的。
本文旨在探讨短程硝化反硝化技术的原理、应用及研究进展。
二、短程硝化反硝化技术原理短程硝化反硝化技术主要涉及两个过程：硝化过程和反硝化过程。
在硝化过程中，氨氮在亚硝酸盐菌的作用下被氧化为亚硝酸盐；在反硝化过程中，亚硝酸盐在厌氧条件下被还原为氮气，从而达到去除氮的目的。
短程硝化反硝化技术的关键在于控制硝化过程仅进行到亚硝酸盐阶段，这需要通过对反应条件的精确控制来实现。
三、短程硝化反硝化技术的应用短程硝化反硝化技术广泛应用于污水处理、脱氮除磷等领域。
由于该技术具有反应速度快、能耗低、污泥产量少等优点，因此在污水处理领域具有广泛的应用前景。
此外，该技术还可与其他生物脱氮技术相结合，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，以提高脱氮效率。
四、短程硝化反硝化技术研究进展近年来，短程硝化反硝化技术的研究取得了显著的进展。
首先，在反应器设计方面，研究者们设计出了各种类型的反应器，如序批式反应器、流化床反应器等，以提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。
其次，在反应条件控制方面，研究者们通过优化pH 值、温度、溶解氧等参数，实现了对短程硝化反硝化过程的精确控制。
此外，关于短程硝化反硝化技术的机理研究也取得了重要的进展，为该技术的进一步应用提供了理论依据。
五、未来展望未来，短程硝化反硝化技术将进一步得到发展和完善。
首先，研究者们将继续优化反应器设计，提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。
其次，关于反应条件控制的研究将更加深入，以实现更加精确的控制。
此外，结合其他生物脱氮技术，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，将进一步提高短程硝化反硝化技术的脱氮效率。
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
以
为横坐标，以
为纵坐标，对式（6）进行线性拟合，
结果如图3-3所示，直线的截距为 ，斜率为
。
据图求得：
Vmax=0.00066 mgNO2--N/(mgVSS·h)
KSSN+SSN+KNKS=66.157
图3-3 短程反硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
反硝化过程受双重基质的限制，在短程反硝化过程中，基质降 解受NO2-浓度和有机物浓度的限制，假设反硝化过程符合Monod方 程，因此用双重Monod模型方程来描述:
（4）
带入缺氧区物料平衡方程
得 取倒数
（5） （6）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析
（2）短程反硝化过程动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝酸盐降解总方程 • 反硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝盐降解方程 • 整理得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KNO<< SNO; KS<< S » SNO/(KNO+ SNO)≈1; S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt= qN 可确定qN
（0）
式中： YH,N —反硝化菌产率系数； u —反硝化菌最大比增殖速率，h-1； KN —亚硝酸盐氮的半饱和常数，mg·L-1； SN—BAF 反硝化过程中不同时刻亚硝酸盐氮浓度，mg·L-1； S—投加碳源浓度（COD），mg·L-1； KS—有机物的半饱和常数，mg ·L-1； X—BAF 反应器的当量生物膜的量，mg·L-1；
短程硝化反硝化工艺简析
６ ７ ７８ ０ ｔ０ Ｏ
露ｌ系统 大金 美的 ４４ ７ ２ ４４ ８ ０ ８８ ５ ３
８ ５ ８３０ １０ ３
风冷热泵 地源热泵（ 室外水环 路水泵功率忽略不计） ５ ６ ４ ７ ５ ４ ３ ５ １ ｏ １ ７ ３
， ３ 自养型的亚硝酸细 （ ｔｔ ｘｄｔ ｎＢ ｃｅｉ， ０Ｂ 将亚硝态氮氧化为硝态氮。控制 性 白养型亚硝化工艺ｌｌ在限制供氧的条件下 ， Ｎｉｉ Ｏ ｉ ｉ ａｔｒ Ｎ ） ｒｅ ａｏ ａ
把部分氨氧化成亚硝酸盐， ， 然后 再以氨作为 硝化反应条件 ， 使硝化反应 只进行到亚硝 态氮阶段并实现稳定 的 菌将以氧为电子受体，
可 以收 回的。
表 ３ 总成 本 比 较
系统方式 费用 初期投资 ／ 元
１ 年运行成本／ Ｏ 元 总计 ／ 元
对 比／ ％
Ⅵ｛ ｖ系统 大金 美的 ８ ８ ６３０
８ ５ ８３０
１３ ０
风冷热泵 地源热泵（ 室外水环 路水泵功率忽略不计） ７ ０ ９７ ０
中图分类号 ： ７ ３ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ Ｂ的 ＨＲ Ｔ之 间， 而使 Ａ Ｂ得到积 累而 Ｎ Ｂ被 从 Ｏ Ｏ 短程硝化反硝化工艺 是 目前 国 内外 生物脱 氮技术研 究应用 介 于 Ａ Ｂ和 ＮＯ 的热点 。在生物 脱氮 硝化过 程 中， 氨氧 化细 菌 （ ｍｍ ｎａＯｘ ａ Ａ ｏ ｉ ｉ — 自然淘汰 ， ｄ 从而维持稳定的 Ｎ ２一 Ｏ－Ｎ积累 ， 然后进行 反硝化 。 ｔ ｎ ａｔ ｉ， Ｏ ） 氨 氮 氧化 为亚 硝 态氮 ， 硝酸 盐氧 化 细菌 ｉ Ｂ ｃｅ ａＡ Ｂ 将 ｏ ｒ 亚 ＯＬ Ｄ工艺是 １９ ＡＮ ９８年 由比利时 Ｇ ｎ 大学开发 的一种 限制 ｅｔ
短程硝化反硝化与同步硝化反硝化
《短程硝化反硝化与同步硝化反硝化探究》1. 简介在生物地球化学循环中，氮的转化一直是一个备受关注的话题。
而氮的硝化和反硝化过程在土壤中起着非常重要的作用。
其中，短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种不同的氮代谢过程，它们在土壤氮素循环中具有重要意义，对于提高农作物产量和减少氮素污染具有重要意义。
2. 短程硝化反硝化的概念和作用短程硝化反硝化是指在土壤中氮素的硝化和还原反应发生在短程内的过程。
这种过程对氮素的循环和转化有着重要影响。
在土壤中，当氨和铵等氮化合物被微生物氧化为亚硝酸盐和硝酸盐时，就发生了硝化过程。
而硝酸盐在一定的环境条件下会被还原为氮气放出，这就是反硝化过程。
短程硝化反硝化过程的存在，有助于减少土壤中氮素的损失，从而提高土壤的氮素利用效率。
3. 同步硝化反硝化的概念和作用同步硝化反硝化是指在土壤中氮素的硝化和还原反应同时进行的过程。
在这种氮素转化过程中，硝化和反硝化同时进行，能够更高效地利用土壤中的氮素，并且可以减少硝酸盐在土壤中积累的速度。
这种氮素转化方式对于农作物生长和土壤健康具有积极的意义。
4. 对短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的理解和观点短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种不同的氮素转化方式，它们对土壤氮素的循环和植物的氮素利用具有重要的影响。
短程硝化反硝化可以减少氮素的损失，提高土壤氮素的利用效率，但在一些情况下也可能导致硝酸盐在土壤中的积累。
而同步硝化反硝化则能够更加高效地利用土壤中的氮素，并且减少硝酸盐的积累。
在不同环境条件下，两种氮素转化方式都有其独特的作用和意义。
总结短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种重要的氮素转化方式，它们对土壤氮素循环和植物生长具有重要的影响。
合理利用这些氮素转化方式，能够提高农作物的产量，减少氮素的损失，并且有利于保护土壤和环境。
加强对于这些氮素转化方式的研究和应用，对于推动可持续农业和环境保护具有深远的意义。
个人观点和理解就我个人的观点来看，在未来的农业生产中，需要更加重视土壤中的氮素管理。
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短程硝化反硝化的研究进展摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。
成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。
本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。
关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR1 引言近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。
因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。
目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。
随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。
短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。
短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。
其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。
2 短程硝化反硝化的机理生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。
第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。
然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。
V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念[2]。
其基本原理是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后通过反硝化作用将亚硝酸氮还原为氮气，是经NH+4-N→NO-2-N→N2这样的途径完成，人们把经此途径进行脱氮的技术定义为短程硝化反硝化生物脱氮工艺[3]。
我们不难看出，短程硝化反硝打打缩短了反应时间。
与传统脱氮工艺过程相比，短程硝化-反硝化有以下优点：（1）节能：在硝化阶段，供氧量节省近25%，降低能耗；（2）减少了外加碳源的投入量：从NO2-到N2要比从NO3-到N2的反硝化过程中，减少40%的有机碳源；（3）水力停留时间短：在高氨环境下，NO-2-N 的反硝化速率通常比NO-3-N 的反硝化速率高63%左右，NH4+的硝化速率也比NO2-的氧化速率快，因此水力停留时间可以缩短，反应器的容积也相应减小；（4）剩余污泥产量少：亚硝酸菌表观产率系数为0.04～0.13gVSS/gN，硝酸菌的表观产率系数为0.02～0.07 g VSS/g N，NO2-反硝化菌和NO3-反硝化菌的表观产率系数分别为0.345 g VSS/g N和0.765 g VSS/g N，因此短程硝化反硝化过程中可以减少产泥24～33%，在反硝化过程中可少产泥50%；（5）可减少投加碱度。
3 氨氧化菌的分子生物学研究随着分子生物学技术的不断发展，分子生物学分析方法:PCR（Polymerase Chain Reaction）、DGGE（Denaturing Gradient Gell Ectrophoresis）和FISH （Fluorescence In Situ Hybridization）等正被广大污水处理工作者用于污水处理系统中细菌的分析和鉴定，为深入研究短程硝化系统中的种类、数量、分布特征提供了一个非常有效的工具。
PCR称DNA多聚酶链式反应，是在体外扩增的技术，于1985年由美国Millus 创立。
此技术可以在生物体外，几小时内将极微量的目的基因成百万倍地放大，并能够特异性的扩增任何目的基因片段或DNA片段。
在原位杂交技术中应用最为广泛的就是荧光原位杂交技术（FISH），该技术是指通过荧光标记的寡核昔酸探针特异性和互补核酸序列在完整的细胞内结合，用显微镜和流式细胞术等荧光检测技术进行观察和分析。
变性梯度凝胶电泳（DGGE）技术不仅可以对可培养的微生物进行分析，还可以对不可培养的微生物进行研究，能真实反映系统中微生物种群的构成和分布。
该技术将样品中不同微生物的16S rDNA的V3区扩增产物在DGGE中分离，根据电泳条带的多寡和亮度辨别样品中微生物的种类少和丰度，分析微生物的多样性同时，对不同条带回收测序并与GenBank中的序列比对可以确定微生物种类。
Sinha等[4]采用FISH技术分析短程硝化活性污泥时，观察到污泥中含有48%~51%的氨氧化菌。
Chen等[5]依靠FISH技术分析表现出同步短程硝化一ANAMMOX一反硝化特性的生物转盘中的细菌结构时，证实转盘上的好氧膜层菌群主要是氨氧化菌，缺氧膜层主要包含厌氧氨氧化菌和异养反硝化菌两种细菌。
杨庆等[6]采用FISH、PCR一DGGE和PCR一克隆序列分子生物学方法对短程脱氮SBR中试系统中的氨氧化菌和亚硝酸氧化菌进行定性与定量化分析。
FISH结果表明氨氧化菌相比于亚硝酸氧化菌已成为明显的优势菌群，占总菌群的3%~12%且没有检测出亚硝酸氧化菌。
PCR一DGGE结果表明SBR短程脱氮中试系统中的氨氧化菌均以Nitrosomonas一like为主。
污泥样品的PCR一Cloning 一Sequencing 结果表明：所有的克隆相似于Nitrosomonas ，其中60%以上的克隆相似于Nitrosomonas europaea。
从以上研究中可以看出，通过采用分子生物学分析方法，可以对短程硝化系统中的氨氧化菌种类和数量进行清晰和完整的分析，在指导试验、分析试验和理解试验上具有重要的价值[7]。
4 A/SBR工艺的应用A/SBR工艺是A/O工艺和SBR工艺的组合[8]。
该工艺的流程为：污水首先经过预处理去除所含的飘浮物、悬浮物等杂质后自流入酸化池。
然后出水由提升泵将污水提升入前置反硝化A池，含氨污水在池内经过搅拌机搅拌与SBR池回流液混合，SBR池回流液中的NO2-和NO3-将利用进水中的COD进行反硝化，此时大部分的COD、NO3-和NO2-将被除去。
若进水C/N过小，需补加碳源。
A 池的出水自流入SBR池，通过好氧和兼氧微生物的作用，在好氧阶段将废水中的COD、NH4-N 等污染物分解、转化为H2O、CO2、NO2-、NO3-等物质，此时应根据实际情况补加碳酸钠；在兼氧阶段将NO2-、NO3-转化为N2，大幅度去除废水中COD和NH4-N，此时应根据实际情况补加碳源。
SBR池出水各项污染指标达到规定的排放标准，然后通过滗水器将SBR处理过的水送入缓冲池，缓冲池内设一级提升泵，将污水提升入生物过滤器，残余COD被生物滤料截留，反洗污水再送A池[9]。
短程硝化先进工艺匹配新型生化组合池A/SBR是一种强强组合工艺，优点是：（1）短程硝化反硝化的处理效果好，出水水质好；（2）该组合工艺具有一池多功能的特点：一是酸化池具有将大分子的有机物分解为小分子有机物的功能，对于难降解的有机物具有较好的去除效果，保证出水COD ≤100；二是具有前置反硝化的作用，可以充分利用进水中COD 进行反硝化降解TN，可减少碳源用量40%；三是反硝化产的碱度为之后的硝化反应所利用，减少后步硝化反应投加碱量的30%；四是缩短了整体生化时间，硝化—反硝化同步进行，大大降低了投资和运行成本；（3）SBR工艺为序批示反应器，进水、反应、沉淀、出水、闲置五个工序在一个池内完成，无需设置二沉池和污泥回流系统，投资省，抗负荷冲击强，TN 去除率高，自动化程度高，易操作。
因SBR对进水有几十倍的“稀释”能力，即使进水NH4-N由400mg/L 短时间升至1000mg/L，一样不影响对NH4-N处理，只需调整运行参数即可；（4）出水水质任意调整，以NH4-N为例，如现阶段出水标准为＜15mg/L，等一段时间又要求降为≤5mg/L，只需调整一下各阶段工况即可，几乎不要进行设备增加或改动，这是其它工艺无法实现的优点。
进出水质变动在化工厂污水是最常见的，本工艺解决了企业污水因变动造成不合格的处理难题；（5）易实现自动化操作控制。
5 结语目前，虽然大量的试验主要是在实验室和人工配水条件下来实现短程硝化，但是对这些短程硝化的研究为我们进一步认识、分析、研究以及最终将短程硝化技术广泛运用到生产实践提供了很大的帮助。
短程硝化反硝化技术处是当前生物脱氮技术研究的热点，其应用于含氮量高的污水处理时，在经济上和技术上具有一定的可行性，但是在处理连续流、进水氨氮质量浓度小于50mg/L条件下的废水时难以达到较好的处理效果。
因此，如何在常温、连续流、处理普通城市污水的过程中实现短程硝化反硝化是今后的研究重点。
短程硝化反硝化技术迫切需要继续深入研究开发具有较强适应性的短程硝化污水处理工艺，再将其与厌氧氨氧化、反硝化除磷等可持续污水处理新工艺相结合，以实现污水生物脱氮技术的更大进步。
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