V súčasnosti je „dusík“ dôležitou témou, ktorej sa v priemysle čistenia odpadových vôd nemožno vyhnúť. Mnohí prevádzkovatelia čistiarní odpadových vôd venujú najväčšiu pozornosť dusíku, oveľa viac ako CHSK a fosforu, pretože jeho odstraňovanie je najväčšie. Počas prevádzky denne sledujú tieto ukazovatele dusíka: amoniakálny dusík, celkový dusík, dusičnanový dusík a dusitanový dusík.
Ale ak sa zrazu opýtate: Koľko druhov dusíka je v odpadových vodách? Aký je ich vzťah?
Mnoho ľudí môže byť skutočne na chvíľu zaskočených. Väčšina ľudí dobre rozumie iba pojmom „amoniakálny dusík, celkový dusík“ a nie je im jasný vzťah medzi inými typmi dusíka. Uveďte ukazovatele dusíka, s ktorými môžeme prísť do styku pri čistení odpadových vôd, vrátane amoniakálneho dusíka, celkového dusíka, organického dusíka, anorganického dusíka, dusičnanového dusíka, dusitanového dusíka a Kjeldahlovho dusíka,
Pri toľkých ukazovateľoch dusíka sú vzťahy medzi tým, kto s kým interaguje, kto s kým interaguje a kto koho zahŕňa, zložité. V skutočnosti dusík nie je jednoduchá látka v odpadových vodách, ale neustále sa meniaci rodinný systém. Ak je čistenie odpadových vôd vnímané ako cesta, potom aj dusík v odpadových vodách zažíva svoj vlastný „život“. Dnes v tomto článku vyriešime komplikované vzťahy.
Dusík v odpadových vodách možno v skutočnosti rozdeliť do dvoch kategórií
Zo širokého hľadiska klasifikácie sa dusík v odpadových vodách delí hlavne do dvoch kategórií:
organický dusík
anorganický dusík
Pochopenie týchto dvoch typov dusíka je prvým krokom k pochopeniu foriem dusíka v odpadových vodách.
Najprv si povedzme o organickom dusíku. Jednoducho povedané, organický dusík je dusík skrytý v organickej hmote
napríklad
bielkoviny
aminokyselina
močovina
organický amín
Peptidové zlúčeniny
Nitro zlúčeniny
Tieto látky sú veľmi bežné v odpadových vodách z domácností, odpadových vodách z potravín a odpadových vodách z akvakultúry.
Napríklad kúsok mäsa, miska zvyškov ryže, voda na umývanie zeleniny a ľudské exkrementy obsahujú veľké množstvo organického dusíka.
A ďalší typ je: anorganický dusík
V odpadových vodách existujú tri hlavné formy anorganického dusíka:
amoniakálny dusík
Dusitanový dusík
Dusičnanový dusík
Tieto tri typy dusíka sú najdôležitejšie formy v procese čistenia odpadových vôd. Mnohokrát sú ukazovatele, ktoré testujeme, v skutočnosti sústredené okolo týchto troch typov dusíka.
Organický dusík: „primitívna forma“ dusíka
Na začiatku vstupu do čistiarne odpadových vôd je väčšina dusíka vlastne organický dusík.
Pretože samotná domáca odpadová voda je naplnená rôznymi organickými zlúčeninami.
Tieto organické zlúčeniny dusíka sa priamo neodstránia, najskôr prejdú procesom: amonifikáciou
Jednoducho povedané, mikroorganizmy rozkladajú organickú hmotu.
Počas tohto procesu sa látky, ako sú bielkoviny a aminokyseliny, postupne odbúravajú a nakoniec sa uvoľní veľmi známa látka: amoniakálny dusík. Preto je v systémoch čistenia odpadových vôd bežné vidieť situáciu, keď sa amoniakálny dusík neznižuje, ale naopak zvyšuje. Mnoho začínajúcich operátorov bude veľmi nervóznych, keď uvidia tieto údaje, mysliac si, že systém má problém. Vlastne je to zbytočné, niekedy je to len preto, že organický dusík v systéme sa rozkladá.
Inými slovami, organický dusík sa premieňa na amoniakálny dusík. ,
Amoniakálny dusík (NH ∝ - N): najznámejší indikátor pre čistiarne odpadových vôd
Ak má dusík v odpadových vodách „protagonistu“, musí to byť amoniakálny dusík. Pretože takmer všetky čističky odpadových vôd sa zamerajú na tento ukazovateľ. Sú dva dôvody, prečo je amoniakálny dusík dôležitý.
Jedným z dôvodov je, že má významný vplyv na životné prostredie. Amoniakálny dusík po vstupe do vody spotrebuje veľké množstvo rozpusteného kyslíka a môže byť toxický aj pre ryby.
Ďalším dôvodom je, že amoniakálny dusík je východiskovým bodom denitrifikačnej reakcie.
V systémoch biologického čistenia je amoniakálny dusík využívaný špeciálnym typom baktérií nazývaných nitrifikačné baktérie
V aeróbnych podmienkach budú nitrifikačné baktérie postupne oxidovať amoniakálny dusík. Tento proces však nie je dokončený v jednom kroku. Ide však o -dvojkrokový proces.
Dusitanový dusík (NO ₂⁻ - N): „medzistanica“ v procese denitrifikácie
Prvým produktom oxidácie amoniakálneho dusíka je dusitanový dusík, ktorý je v skutočnosti v mnohých čistiarňach odpadových vôd nestabilný. Pretože akonáhle sa vytvorí, zvyčajne pokračuje v rýchlej oxidácii.
V niektorých prípadoch sa však môže náhle zvýšiť dusitanový dusík.
napríklad
Nitrifikačný systém je ovplyvnený
Nedostatočný rozpustený kyslík
zmena teploty
Nestabilný vek kalu
V tomto bode sa môže v systéme akumulovať dusitanový dusík.
Dusitanový dusík má vlastnosť: je toxickejší ako amoniakálny dusík.
Ak je koncentrácia príliš vysoká, môže to mať vplyv nielen na mikroorganizmy, ale môže to mať vplyv aj na kvalitu odpadovej vody.
Toľko operátorov je nervóznych, keď vidia nárast dusitanového dusíka.
Dusičnanový dusík (NO ∝⁻ - N): posledný krok denitrifikácie
V druhom kroku nitrifikačnej reakcie bude dusitanový dusík pokračovať v oxidácii.
Konečná tvorba: dusičnanový dusík
Tento proces vyžaduje aj kyslík a zapojenie iného druhu baktérií.
Keď systém beží stabilne, väčšina amoniakálneho dusíka sa nakoniec zmení na dusičnanový dusík.
Vec sa však ešte neskončila. Ak sa tu zastaví, dusík zostane vo vode stále.
Čistiareň odpadových vôd teda potrebuje ešte jeden krok: denitrifikáciu.
V hypoxických podmienkach denitrifikačné baktérie postupne znižujú dusičnanový dusík.
Nakoniec vytvorte plyn: dusík
Dusík sa uvoľní z vody a vráti sa späť do vzduchu.
V tomto bode je dusík skutočne odstránený.
Celkový dusík (TN) je v skutočnosti veľká zbierka rodiny dusíka
V online monitorovacom systéme pred čistením odpadových vôd je monitorovanie celkového dusíka už pevnou položkou, ktorú blesk nezasiahne, čo naznačuje jeho dôležitosť. Mnoho ľudí sa môže cítiť trochu abstraktne, keď sa prvýkrát stretnú s týmto ukazovateľom. V skutočnosti je to celkom ľahké pochopiť. Celkový dusík je súčet všetkých foriem dusíka:
organický dusík
amoniakálny dusík
Dusitanový dusík
Dusičnanový dusík
Spolu tvoria celkový obsah dusíka vo vode. Niekedy je amoniakový dusík v systéme už veľmi nízky, ale celkový dusík je stále vysoký.
Dôvodom je často to, že dusičnanový dusík nebol ďalej odstraňovaný. To je tiež dôvod, prečo mnohé čistiarne odpadových vôd musia inštalovať systémy denitrifikácie.
Od organického dusíka k dusíku: Kompletná cesta
Ak je proces zmeny dusíka v odpadových vodách zakreslený ako cesta, vyzeralo by to zhruba takto:
Táto cesta je vlastne to, čo často označujeme ako biologický proces denitrifikácie.
Zdanlivo jednoduchá cesta, za ktorou sa skrýva komplexný projekt dotvorený nespočetnými mikroorganizmami, ktoré spolupracujú.
Každá etapa si vyžaduje vhodné podmienky prostredia.
rozpustený kyslík
teplota
zdroj uhlíka
Vek kalu
Všetky tieto faktory ovplyvnia túto „cestu dusíka“.
Na záver
Pri čistení odpadových vôd nie je „dusík“ jednoduchým ukazovateľom. Je to skôr neustále sa meniaca reťaz.
Od dusíka v organickej hmote cez amoniakálny dusík, potom po dusičnanový dusík a nakoniec po plynný dusík vracajúci sa do vzduchu.
Celý proces je vlastne mikrobiálnym dominujúcim cyklom.
Keď skutočne porozumieme týmto rôznym formám dusíka, bude ľahšie pochopiť mnohé javy v systémoch čistenia odpadových vôd.
napríklad
Prečo sa amoniakový dusík náhle zvýši
Prečo sa dusitany hromadia
Prečo je vždy ťažké splniť normu celkový dusík
Odpovede na mnohé prevádzkové problémy sú v skutočnosti skryté v týchto „zmenách dusíka“.
