În prezent, „azotul” este un subiect important care nu poate fi evitat în industria de tratare a apelor uzate. Mulți operatori de stații de epurare acordă cea mai mare atenție azotului, mult mai mare decât COD și fosfor, deoarece dificultatea de eliminare a acestuia este cea mai mare. În timpul procesului de funcționare, acești indicatori de azot monitorizează în fiecare zi: azot amoniac, azot total, azot nitrat și azot nitriți.
Dar dacă întrebați brusc: Câte tipuri de azot există în canalizare? Care este relația lor?
Mulți oameni pot fi de fapt surprinși pentru un moment. Majoritatea oamenilor au doar o bună înțelegere a „azotului amoniac, azot total” și nu sunt clare cu privire la relația dintre alte tipuri de azot. Enumerați indicatorii de azot cu care putem intra în contact în tratarea apelor reziduale, inclusiv azot amoniac, azot total, azot organic, azot anorganic, azot azotat, azot azotat și azot Kjeldahl,
Cu atât de mulți indicatori de azot, relațiile dintre cine interacționează cu cine, cine interacționează cu cine și cine include pe cine sunt complexe. De fapt, azotul nu este o substanță simplă din apele uzate, ci un sistem familial în continuă schimbare. Dacă tratarea apelor reziduale este văzută ca o călătorie, atunci și azotul din canalizare se confruntă cu o „viață” proprie. Astăzi, în acest articol, vom rezolva relațiile complicate implicate.
Azotul din canalizare poate fi de fapt împărțit în două categorii
Dintr-o perspectivă largă de clasificare, azotul din apele uzate este împărțit în principal în două categorii:
azot organic
azot anorganic
Înțelegerea acestor două tipuri de azot este primul pas în înțelegerea formelor de azot din apele uzate.
Să vorbim mai întâi despre azotul organic. Mai simplu spus, azotul organic este azotul ascuns în materia organică
de exemplu
proteină
aminoacid
uree
amină organică
Compuși peptidici
Compuși nitro
Aceste substanțe sunt foarte frecvente în apele uzate menajere, în apele uzate alimentare și în apele uzate de acvacultură.
De exemplu, o bucată de carne, un bol de orez rămase, apa pentru spălarea legumelor și excrementele umane, toate conțin o cantitate mare de azot organic.
Și un alt tip este: azotul anorganic
Există trei forme principale de azot anorganic în apele uzate:
azot amoniac
Azot nitrit
Azot nitrat
Aceste trei tipuri de azot sunt cele mai esențiale forme în procesul de tratare a apelor uzate. De multe ori, indicatorii pe care îi testăm sunt de fapt centrați în jurul acestor trei tipuri de azot.
Azot organic: „forma primitivă” a azotului
La începutul intrării în stația de epurare, cea mai mare parte a azotului este de fapt azot organic.
Deoarece apele uzate menajere în sine sunt umplute cu diverși compuși organici.
Acești compuși organici de azot nu vor fi eliminați direct, ei vor suferi mai întâi un proces: amonificare
Mai simplu spus, microorganismele descompun materia organică.
În timpul acestui proces, substanțe precum proteinele și aminoacizii sunt degradate treptat, eliberând în cele din urmă o substanță foarte familiară: azotul amoniac. Prin urmare, în sistemele de epurare a apelor uzate, este obișnuit să vedem o situație în care azotul amoniac nu scade, ci crește. Mulți operatori începători vor fi foarte nervoși când vor vedea aceste date, crezând că sistemul are o problemă. De fapt, este inutil, uneori doar pentru că azotul organic din sistem este descompus.
Cu alte cuvinte, azotul organic se transformă în azot amoniac. ,
Azot amoniac (NH ∝ - N): cel mai cunoscut indicator pentru stațiile de epurare
Dacă azotul din canalizare are un „protagonist”, acesta trebuie să fie azotul amoniac. Pentru că aproape toate stațiile de epurare se vor concentra pe acest indicator. Există două motive pentru care azotul amoniac este important.
Un motiv este că are un impact semnificativ asupra mediului. După ce intră în apă, azotul amoniac consumă o cantitate mare de oxigen dizolvat și poate fi, de asemenea, toxic pentru pești.
Un alt motiv este că azotul de amoniac este punctul de pornire al reacției de denitrificare.
În sistemele de tratare biologică, azotul amoniac este utilizat de un tip special de bacterii numite bacterii nitrificatoare
În condiții aerobe, bacteriile nitrificante vor oxida treptat azotul amoniac. Cu toate acestea, acest proces nu este finalizat într-un singur pas. Dar este un proces în doi-pași.
Azot azotat (NO ₂⁻ - N): „stația intermediară” în procesul de denitrificare
Primul produs al oxidării azotului amoniac este azotul nitriți, care este de fapt instabil în multe stații de tratare a apelor uzate. Pentru că odată format, de obicei continuă să se oxideze rapid.
Dar, în unele cazuri, azotul de nitriți poate crește brusc.
de exemplu
Sistemul de nitrificare este afectat
Oxigen dizolvat insuficient
schimbarea temperaturii
Vârsta instabilă a nămolului
În acest moment, azotul nitriți se poate acumula în sistem.
Azotul azotat are o caracteristică: este mai toxic decât azotul amoniac.
Dacă concentrația este prea mare, poate nu numai să afecteze microorganismele, ci să aibă și un impact asupra calității efluentului.
Atât de mulți operatori se simt nervoși când văd o creștere a azotului de nitriți.
Azot nitrat (NO ∝⁻ - N): etapa finală de denitrificare
În a doua etapă a reacției de nitrificare, azotul azotat va continua să fie oxidat.
Formare finală: azot nitrat
Acest proces necesită și oxigen și implicarea unui alt tip de bacterii.
Când sistemul funcționează stabil, cea mai mare parte a azotului amoniac se va transforma în cele din urmă în azot nitrat.
Dar problema nu s-a terminat încă. Dacă se oprește aici, azotul va rămâne în continuare în apă.
Deci stația de epurare mai are nevoie de încă un pas: denitrificare.
În condiții hipoxice, bacteriile denitrificatoare reduc treptat azotul de nitrați.
În cele din urmă generează un gaz: azot
Azotul va fi eliberat din apă și va reveni în aer.
În acest moment, azotul este cu adevărat eliminat.
Azotul total (TN) este de fapt o mare colecție de familie de azot
În sistemul de monitorizare online înainte de tratarea apelor uzate, monitorizarea azotului total este acum un element fix care nu poate fi lovit de fulger, indicând importanța acestuia. Mulți oameni se pot simți puțin abstracti atunci când întâlnesc pentru prima dată acest indicator. De fapt, este destul de ușor de înțeles. Azotul total este suma tuturor formelor de azot:
azot organic
azot amoniac
Azot nitrit
Azot nitrat
Ele împreună constituie conținutul total de azot din apă. Uneori, azotul de amoniac dintr-un sistem este deja foarte scăzut, dar azotul total este încă mare.
Motivul este adesea că azotul nitrat nu a fost îndepărtat în continuare. Acesta este și motivul pentru care multe stații de epurare trebuie să instaleze sisteme de denitrificare.
De la azot organic la azot: o călătorie completă
Dacă procesul de schimbare a azotului în ape uzate este reprezentat ca traseu, ar fi aproximativ după cum urmează:
Această rută este de fapt ceea ce deseori ne referim ca proces biologic de denitrificare.
Aparent o cale simplă, în spatele ei se află un proiect complex finalizat de nenumărate microorganisme care lucrează împreună.
Fiecare etapă necesită condiții de mediu adecvate.
oxigen dizolvat
temperatură
sursa de carbon
Vârsta nămolului
Acești factori vor afecta toți această „călătorie cu azot”.
În concluzie
În tratarea apelor uzate, „azotul” nu este un indicator simplu. Este mai mult ca un lanț în continuă schimbare.
De la azot în materie organică, la azot amoniac, apoi la azot nitrat și, în final, la azot gazos care se întoarce în aer.
Întregul proces este de fapt un ciclu dominat de microbi.
Când înțelegem cu adevărat aceste diferite forme de azot, devine mai ușor să înțelegem multe fenomene în sistemele de tratare a apelor uzate.
de exemplu
De ce crește brusc azotul de amoniac
De ce se acumulează nitritul
De ce azotul total este întotdeauna dificil de îndeplinit standardul
Răspunsurile la multe probleme operaționale sunt de fapt ascunse în aceste „modificări de azot”.