Trenutno je "dušik" važna tema koja se ne može izbjeći u industriji pročišćavanja otpadnih voda. Mnogi operateri postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda najveću pozornost posvećuju dušiku, daleko više nego KPK i fosforu, jer je njegovo uklanjanje najveće poteškoće. Tijekom procesa rada svakodnevno prate ove pokazatelje dušika: amonijačni dušik, ukupni dušik, nitratni dušik i nitritni dušik.
Ali ako se iznenada pita: Koliko vrsta dušika ima u kanalizaciji? Kakav je njihov odnos?
Mnogi ljudi mogu biti zatečeni na trenutak. Većina ljudi dobro razumije samo "amonijačni dušik, ukupni dušik" i nije im jasan odnos između drugih vrsta dušika. Navedite indikatore dušika s kojima možemo doći u kontakt pri pročišćavanju otpadnih voda, uključujući amonijačni dušik, ukupni dušik, organski dušik, anorganski dušik, nitratni dušik, nitritni dušik i Kjeldahlov dušik,
S toliko mnogo pokazatelja dušika, odnosi između toga tko s kim stupa u interakciju, tko s kim stupa u interakciju i tko koga uključuje su složeni. Zapravo, dušik nije jednostavna tvar u otpadnoj vodi, već obiteljski sustav koji se stalno mijenja. Ako se na pročišćavanje otpadnih voda gleda kao na putovanje, tada i dušik u otpadnim vodama doživljava vlastiti "život". Danas ćemo u ovom članku riješiti zamršene odnose koji su uključeni.
Dušik u kanalizaciji zapravo se može podijeliti u dvije kategorije
Iz široke perspektive klasifikacije, dušik u otpadnoj vodi uglavnom se dijeli u dvije kategorije:
organski dušik
anorganski dušik
Razumijevanje ove dvije vrste dušika prvi je korak u razumijevanju oblika dušika u otpadnoj vodi.
Razgovarajmo prvo o organskom dušiku. Jednostavno rečeno, organski dušik je dušik skriven u organskoj tvari
na primjer
protein
aminokiselina
urea
organski amin
Peptidni spojevi
Nitro spojevi
Te su tvari vrlo česte u kućnoj kanalizaciji, otpadnoj vodi od hrane i otpadnoj vodi iz akvakulture.
Na primjer, komad mesa, zdjela ostataka riže, voda od pranja povrća i ljudski izmet sadrže veliku količinu organskog dušika.
A druga vrsta je: anorganski dušik
Tri su glavna oblika anorganskog dušika u otpadnoj vodi:
amonijačni dušik
Nitritni dušik
Nitratni dušik
Ove tri vrste dušika najvažniji su oblici u procesu pročišćavanja otpadnih voda. Mnogo puta, indikatori koje testiramo zapravo su usredotočeni na ove tri vrste dušika.
Organski dušik: "primitivni oblik" dušika
Na početku ulaska u uređaj za pročišćavanje otpadnih voda većina dušika je zapravo organski dušik.
Budući da je sama kućna kanalizacija ispunjena raznim organskim spojevima.
Ovi organski spojevi dušika neće biti izravno uklonjeni, oni će prvo proći proces: amonifikacija
Jednostavno rečeno, mikroorganizmi razgrađuju organsku tvar.
Tijekom ovog procesa, tvari poput proteina i aminokiselina postupno se razgrađuju, naposljetku oslobađajući vrlo poznatu tvar: amonijačni dušik. Stoga je u sustavima za pročišćavanje otpadnih voda uobičajeno vidjeti situaciju u kojoj se amonijačni dušik ne smanjuje, već se povećava. Mnogi operateri početnici bit će vrlo nervozni kada vide ove podatke, misleći da sustav ima problem. Zapravo, to je nepotrebno, ponekad je to samo zato što se organski dušik u sustavu razgrađuje.
Drugim riječima, organski dušik se pretvara u amonijačni dušik. ,
Dušik iz amonijaka (NH ∝ - N): najpoznatiji pokazatelj za postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda
Ako dušik u kanalizaciji ima "glavnog junaka", to mora biti dušik iz amonijaka. Budući da će se gotovo svi uređaji za pročišćavanje otpadnih voda usredotočiti na ovaj pokazatelj. Postoje dva razloga zašto je amonijačni dušik važan.
Jedan od razloga je taj što ima značajan utjecaj na okoliš. Nakon što uđe u vodu, amonijačni dušik troši veliku količinu otopljenog kisika i također može biti otrovan za ribe.
Drugi razlog je taj što je amonijačni dušik početna točka reakcije denitrifikacije.
U biološkim sustavima za pročišćavanje dušik iz amonijaka iskorištava posebna vrsta bakterija koje se nazivaju nitrifikacijske bakterije
U aerobnim uvjetima, nitrificirajuće bakterije postupno će oksidirati amonijačni dušik. Međutim, ovaj proces nije dovršen u jednom koraku. Ali to je proces u dva- koraka.
Nitritni dušik (NO ₂⁻ - N): "međustanica" u procesu denitrifikacije
Prvi produkt oksidacije amonijačnog dušika je nitritni dušik, koji je zapravo nestabilan u mnogim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda. Jer kad se jednom formira, obično nastavlja brzo oksidirati.
Ali u nekim slučajevima, nitritni dušik može se iznenada povećati.
na primjer
Sustav nitrifikacije je pogođen
Nedovoljno otopljenog kisika
promjena temperature
Nestabilna starost mulja
U ovom trenutku, nitritni dušik se može akumulirati u sustavu.
Nitritni dušik ima osobinu: otrovniji je od amonijačnog dušika.
Ako je koncentracija previsoka, to ne samo da može utjecati na mikroorganizme, već i utjecati na kvalitetu otpadne vode.
Stoga se mnogi operateri osjećaju nervozno kada vide povećanje nitritnog dušika.
Nitratni dušik (NO ∝⁻ - N): posljednji korak denitrifikacije
U drugom koraku reakcije nitrifikacije, nitritni dušik nastavit će se oksidirati.
Konačna tvorba: nitratni dušik
Ovaj proces također zahtijeva kisik i sudjelovanje druge vrste bakterija.
Kada sustav radi stabilno, većina amonijačnog dušika će se na kraju pretvoriti u nitratni dušik.
Ali stvar još nije gotova. Ako ovdje stane, dušik će i dalje ostati u vodi.
Dakle, postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda treba još jedan korak: denitrifikacija.
U uvjetima hipoksije, denitrifikacijske bakterije postupno smanjuju nitratni dušik.
Konačno generirajte plin: dušik
Dušik će se osloboditi iz vode i vratiti u zrak.
U ovoj točki, dušik je uistinu uklonjen.
Ukupni dušik (TN) zapravo je velika zbirka obitelji dušika
U online sustavu praćenja prije pročišćavanja otpadnih voda, praćenje ukupnog dušika sada je fiksna stavka koju ne može pogoditi grom, što ukazuje na njegovu važnost. Mnogi ljudi mogu se osjećati pomalo apstraktno kada se prvi put susreću s ovim indikatorom. To je zapravo prilično lako razumjeti. Ukupni dušik je zbroj svih oblika dušika:
organski dušik
amonijačni dušik
Nitritni dušik
Nitratni dušik
Oni zajedno čine ukupni sadržaj dušika u vodi. Ponekad je amonijačni dušik u sustavu već vrlo nizak, ali je ukupni dušik još uvijek visok.
Razlog je često to što nitratni dušik nije dalje uklonjen. To je također razlog zašto mnoga postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda moraju instalirati sustave za denitrifikaciju.
Od organskog dušika do dušika: potpuno putovanje
Ako se proces promjene dušika u kanalizaciji ucrta kao ruta, to bi otprilike bilo sljedeće:
Taj je put zapravo ono što često nazivamo procesom biološke denitrifikacije.
Naizgled jednostavan put, iza njega se krije složen projekt koji dovršava bezbroj mikroorganizama koji rade zajedno.
Svaka faza zahtijeva odgovarajuće uvjete okoline.
otopljeni kisik
temperatura
izvor ugljika
Dob mulja
Svi ovi čimbenici će utjecati na ovo "putovanje dušikom".
U zaključku
U pročišćavanju otpadnih voda, "dušik" nije jednostavan pokazatelj. To je više kao lanac koji se stalno mijenja.
Od dušika u organskoj tvari, do amonijačnog dušika, zatim do nitratnog dušika i konačno do plinovitog dušika koji se vraća u zrak.
Cijeli proces zapravo je ciklus kojim dominiraju mikrobi.
Kada doista razumijemo ove različite oblike dušika, postaje lakše razumjeti mnoge pojave u sustavima za pročišćavanje otpadnih voda.
na primjer
Zašto se amonijačni dušik odjednom povećava
Zašto se nitriti nakupljaju
Zašto je ukupni dušik uvijek teško zadovoljiti standard
Odgovori na mnoge operativne probleme zapravo su skriveni unutar ovih 'promjena dušika'.