Trenutno je "dušik" važna tema koja se ne može izbjeći u industriji prečišćavanja otpadnih voda. Mnogi operateri postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda najveću pažnju posvećuju dušiku, daleko većem od KPK i fosfora, jer je njegovo uklanjanje najveća. Tokom procesa rada svakodnevno prate ove indikatore azota: amonijačni azot, ukupni azot, nitratni azot i nitritni azot.
Ali ako se iznenada upita: Koliko vrsta azota ima u kanalizaciji? Kakav je njihov odnos?
Mnogi ljudi mogu biti zatečeni na trenutak. Većina ljudi samo dobro razumije "amonijačni dušik, ukupni dušik", i nije im jasan odnos između drugih vrsta dušika. Navedite indikatore azota s kojima možemo doći u kontakt u tretmanu otpadnih voda, uključujući amonijačni dušik, ukupni dušik, organski dušik, neorganski dušik, nitratni dušik, nitritni dušik i Kjeldahlov dušik,
Uz toliko azotnih indikatora, odnosi između toga ko sa kim komunicira, ko sa kim komunicira i ko koga uključuje su složeni. Zapravo, azot nije jednostavna supstanca u otpadnim vodama, već porodični sistem koji se stalno menja. Ako se tretman otpadnih voda posmatra kao putovanje, onda i dušik u kanalizaciji također doživljava svoj "život". Danas ćemo u ovom članku riješiti zamršene odnose.
Azot u kanalizaciji se zapravo može podijeliti u dvije kategorije
Iz perspektive široke klasifikacije, dušik u otpadnim vodama se uglavnom dijeli u dvije kategorije:
organski azot
neorganski azot
Razumijevanje ove dvije vrste dušika je prvi korak u razumijevanju oblika dušika u otpadnim vodama.
Hajde da prvo razgovaramo o organskom azotu. Jednostavno rečeno, organski dušik je dušik skriven u organskoj tvari
na primjer
proteina
aminokiselina
urea
organski amin
Peptidna jedinjenja
Nitro spojevi
Ove tvari su vrlo česte u kućnoj kanalizaciji, otpadnim vodama iz hrane i otpadnim vodama iz akvakulture.
Na primjer, komad mesa, zdjela ostatka riže, voda za pranje povrća i ljudski izmet sadrže veliku količinu organskog dušika.
Druga vrsta je: neorganski azot
Postoje tri glavna oblika anorganskog dušika u otpadnim vodama:
amonijačnog azota
Nitritni azot
Nitratni azot
Ove tri vrste azota su najvažniji oblici u procesu obrade otpadnih voda. Mnogo puta, indikatori koje testiramo zapravo su usredsređeni na ove tri vrste azota.
Organski dušik: "primitivni oblik" dušika
Na početku ulaska u postrojenje za prečišćavanje otpadnih voda većina dušika je zapravo organski dušik.
Zato što je sama kućna kanalizacija ispunjena raznim organskim jedinjenjima.
Ova organska jedinjenja dušika neće biti direktno uklonjena, oni će prvo proći proces: amonifikacija
Jednostavno rečeno, mikroorganizmi razgrađuju organsku materiju.
Tokom ovog procesa, tvari kao što su proteini i aminokiseline se postepeno razgrađuju, oslobađajući na kraju vrlo poznatu supstancu: amonijačni dušik. Stoga je u sistemima za prečišćavanje otpadnih voda uobičajeno vidjeti situaciju u kojoj se amonijačni dušik ne smanjuje nego se povećava. Mnogi operateri početnici će biti veoma nervozni kada vide ove podatke, misleći da sistem ima problem. Zapravo, to je nepotrebno, ponekad je to samo zato što se organski azot u sistemu razgrađuje.
Drugim riječima, organski dušik se pretvara u amonijačni dušik. ,
Amonijačni dušik (NH ∝ - N): najpoznatiji indikator za postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda
Ako dušik u kanalizaciji ima "protagonista", to mora biti amonijačni dušik. Zato što će se gotovo sva postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda fokusirati na ovaj pokazatelj. Dva su razloga zašto je amonijačni dušik važan.
Jedan od razloga je to što ima značajan uticaj na životnu sredinu. Nakon ulaska u vodu, amonijačni dušik troši veliku količinu otopljenog kisika i također može biti toksičan za ribe.
Drugi razlog je taj što je amonijačni dušik početna tačka reakcije denitrifikacije.
U sistemima biološke obrade, amonijačni dušik koristi posebna vrsta bakterija koja se naziva nitrifikujuća bakterija.
U aerobnim uvjetima, nitrifikacijske bakterije će postepeno oksidirati amonijačni dušik. Međutim, ovaj proces nije završen u jednom koraku. Ali to je proces u-dva koraka.
Nitritni dušik (NO ₂⁻ - N): "srednja stanica" u procesu denitrifikacije
Prvi proizvod oksidacije amonijačnog dušika je nitritni dušik, koji je zapravo nestabilan u mnogim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda. Budući da se jednom formira, obično nastavlja brzo oksidirati.
Ali u nekim slučajevima, nitritni dušik može naglo porasti.
na primjer
Sistem nitrifikacije je pogođen
Nedovoljno rastvorenog kiseonika
promjena temperature
Nestabilna starost mulja
U ovom trenutku, nitritni azot se može akumulirati u sistemu.
Nitritni dušik ima karakteristiku: toksičniji je od amonijačnog dušika.
Ako je koncentracija previsoka, to može utjecati ne samo na mikroorganizme, već i na kvalitetu efluenta.
Mnogi operateri se osećaju nervozno kada vide povećanje nitritnog azota.
Nitratni dušik (NO ∝⁻ - N): posljednji korak denitrifikacije
U drugom koraku reakcije nitrifikacije, nitritni dušik će nastaviti da se oksidira.
Konačna formacija: nitratni dušik
Ovaj proces također zahtijeva kisik i uključivanje druge vrste bakterija.
Kada sistem radi stabilno, većina amonijačnog azota će se na kraju pretvoriti u nitratni azot.
Ali stvar još nije gotova. Ako se ovdje zaustavi, dušik će i dalje ostati u vodi.
Dakle, postrojenju za prečišćavanje otpadnih voda treba još jedan korak: denitrifikacija.
U hipoksičnim uvjetima, denitrifikacijske bakterije postupno smanjuju nitratni dušik.
Konačno stvaraju gas: azot
Azot će se osloboditi iz vode i vratiti u vazduh.
U ovom trenutku, dušik se zaista uklanja.
Ukupni azot (TN) je zapravo velika zbirka porodice azota
U sistemu za praćenje na mreži prije tretmana otpadnih voda, praćenje ukupnog azota je sada fiksna stavka u koju ne može udariti grom, što ukazuje na njegovu važnost. Mnogi ljudi se mogu osjećati pomalo apstraktno kada se prvi put susreću s ovim pokazateljem. To je zapravo prilično lako razumjeti. Ukupni dušik je zbir svih oblika dušika:
organski azot
amonijačnog azota
Nitritni azot
Nitratni azot
Oni zajedno čine ukupan sadržaj azota u vodi. Ponekad je amonijačni azot u sistemu već veoma nizak, ali je ukupan azot i dalje visok.
Razlog je često taj što nitratni dušik nije dodatno uklonjen. To je i razlog zašto mnoga postrojenja za prečišćavanje otpadnih voda moraju instalirati sisteme za denitrifikaciju.
Od organskog dušika do dušika: potpuno putovanje
Ako se proces promjene dušika u kanalizaciji nacrta kao ruta, otprilike bi to bilo ovako:
Ovaj put je zapravo ono što često nazivamo procesom biološke denitrifikacije.
Naizgled jednostavan put, iza njega se krije složen projekat koji je dovršen nebrojenim mikroorganizmima koji rade zajedno.
Svaka faza zahteva odgovarajuće uslove okoline.
rastvorenog kiseonika
temperaturu
izvor ugljenika
Starost mulja
Svi ovi faktori će uticati na ovo 'putovanje azota'.
U zaključku
U tretmanu otpadnih voda, "dušik" nije jednostavan indikator. To je više kao lanac koji se stalno mijenja.
Od azota u organskoj materiji, do amonijačnog azota, zatim do nitratnog azota i na kraju do gasovitog azota koji se vraća u vazduh.
Čitav proces je zapravo ciklus kojim dominiraju mikrobi.
Kada zaista razumemo ove različite oblike azota, postaje lakše razumeti mnoge pojave u sistemima za prečišćavanje otpadnih voda.
na primjer
Zašto se amonijačni dušik naglo povećava
Zašto se nitrit akumulira
Zašto je ukupni dušik uvijek teško ispuniti standard
Odgovori na mnoge operativne probleme zapravo se kriju unutar ovih 'izmjena dušika'.