Trenutno je "dušik" pomembna tema, ki se ji ni mogoče izogniti v industriji čiščenja odplak. Številni upravljavci čistilnih naprav največjo pozornost namenjajo dušiku, veliko več kot KPK in fosforju, saj je njegovo odstranjevanje največje. Med obratovanjem vsak dan spremljajo te kazalnike dušika: amonijačni dušik, skupni dušik, nitratni dušik in nitritni dušik.
Če pa vas nenadoma vprašajo: Koliko vrst dušika je v odplakah? Kakšen je njun odnos?
Marsikdo je morda za trenutek presenečen. Večina ljudi dobro razume le "dušik v amoniaku, skupni dušik" in jim ni jasen odnos med drugimi vrstami dušika. Naštejte indikatorje dušika, s katerimi lahko pridemo v stik pri čiščenju odplak, vključno z dušikom iz amonijaka, skupnim dušikom, organskim dušikom, anorganskim dušikom, nitratnim dušikom, nitritnim dušikom in Kjeldahlovim dušikom,
S toliko indikatorji dušika so razmerja med tem, kdo sodeluje s kom, kdo sodeluje s kom in kdo koga vključuje, zapletena. Pravzaprav dušik ni preprosta snov v odpadni vodi, ampak družinski sistem, ki se nenehno spreminja. Če na čiščenje odplak gledamo kot na potovanje, potem tudi dušik v odplakah doživlja svoje »življenje«. Danes bomo v tem članku razčistili vpletena zapletena razmerja.
Dušik v odplakah lahko pravzaprav razdelimo v dve kategoriji
Z vidika široke klasifikacije je dušik v odpadni vodi v glavnem razdeljen na dve kategoriji:
organski dušik
anorganski dušik
Razumevanje teh dveh vrst dušika je prvi korak k razumevanju oblik dušika v odpadni vodi.
Najprej se pogovorimo o organskem dušiku. Preprosto povedano, organski dušik je dušik, skrit v organski snovi
na primer
beljakovine
aminokislina
sečnina
organski amin
Peptidne spojine
Nitro spojine
Te snovi so zelo pogoste v gospodinjskih odplakah, odpadni vodi iz hrane in odpadni vodi iz ribogojstva.
Na primer, kos mesa, skleda ostankov riža, voda za pranje zelenjave in človeški iztrebki vsebujejo veliko količino organskega dušika.
In druga vrsta je: anorganski dušik
V odpadni vodi so tri glavne oblike anorganskega dušika:
amonijev dušik
Nitritni dušik
Nitratni dušik
Te tri vrste dušika so najpomembnejše oblike v procesu čiščenja odplak. Velikokrat so indikatorji, ki jih testiramo, dejansko osredotočeni na te tri vrste dušika.
Organski dušik: "primitivna oblika" dušika
Na začetku vstopa v čistilno napravo je večina dušika pravzaprav organskega dušika.
Ker so gospodinjske odplake same napolnjene z različnimi organskimi spojinami.
Te organske dušikove spojine ne bodo neposredno odstranjene, najprej bodo podvržene procesu: amonifikacija
Preprosto povedano, mikroorganizmi razgrajujejo organske snovi.
Med tem procesom se snovi, kot so beljakovine in aminokisline, postopoma razgradijo, pri čemer se na koncu sprosti zelo znana snov: amonijev dušik. Zato je v sistemih za čiščenje odplak običajno videti situacijo, ko se dušik v amoniaku ne zmanjša, temveč poveča. Mnogi operaterji začetniki bodo zelo živčni, ko bodo videli te podatke, saj bodo mislili, da ima sistem težavo. Pravzaprav je nepotrebno, včasih samo zato, ker se organski dušik v sistemu razgrajuje.
Z drugimi besedami, organski dušik se spreminja v dušik iz amonijaka. ,
Dušik iz amonijaka (NH ∝ - N): najbolj znan indikator za čistilne naprave
Če ima dušik v odplakah "glavnega junaka", mora biti to dušik iz amoniaka. Ker se bodo skoraj vse čistilne naprave osredotočile na ta kazalnik. Obstajata dva razloga, zakaj je amonijev dušik pomemben.
Eden od razlogov je, da ima pomemben vpliv na okolje. Po vstopu v vodo amonijev dušik porabi veliko količino raztopljenega kisika in je lahko tudi strupen za ribe.
Drugi razlog je, da je dušik iz amonijaka izhodišče reakcije denitrifikacije.
V bioloških čistilnih sistemih dušik iz amonijaka uporablja posebna vrsta bakterij, imenovanih nitrifikacijske bakterije.
V aerobnih pogojih bodo nitrificirajoče bakterije postopoma oksidirale amonijev dušik. Vendar ta postopek ni zaključen v enem koraku. Vendar gre za-postopek v dveh korakih.
Nitritni dušik (NO ₂⁻ - N): "vmesna postaja" v procesu denitrifikacije
Prvi produkt oksidacije amonijevega dušika je nitritni dušik, ki je dejansko nestabilen v mnogih čistilnih napravah. Ker ko enkrat nastane, običajno še naprej hitro oksidira.
Toda v nekaterih primerih se lahko nitritni dušik nenadoma poveča.
na primer
Prizadet je nitrifikacijski sistem
Nezadostna količina raztopljenega kisika
sprememba temperature
Nestabilna starost blata
Na tej točki se lahko v sistemu kopiči nitritni dušik.
Nitritni dušik ima lastnost: je bolj strupen kot amonijakov dušik.
Če je koncentracija previsoka, lahko vpliva ne le na mikroorganizme, ampak tudi na kakovost odplak.
Tako se veliko operaterjev počuti nervoznih, ko vidijo povečanje nitritnega dušika.
Nitratni dušik (NO ∝⁻ - N): zadnji korak denitrifikacije
V drugi stopnji reakcije nitrifikacije bo nitritni dušik še naprej oksidiran.
Končna tvorba: nitratni dušik
Ta proces zahteva tudi kisik in sodelovanje druge vrste bakterij.
Ko sistem deluje stabilno, se bo večina dušika iz amonijaka sčasoma spremenila v nitratni dušik.
A zadeva še ni končana. Če se tu ustavi, bo dušik še vedno ostal v vodi.
Torej čistilna naprava potrebuje še en korak: denitrifikacijo.
V hipoksičnih pogojih denitrifikacijske bakterije postopoma zmanjšujejo nitratni dušik.
Končno ustvarite plin: dušik
Dušik se bo sprostil iz vode in vrnil v zrak.
Na tej točki je dušik resnično odstranjen.
Skupni dušik (TN) je pravzaprav velika zbirka družine dušika
V spletnem sistemu spremljanja pred čiščenjem odplak je spremljanje skupnega dušika zdaj fiksna postavka, ki je ne more zadeti strela, kar kaže na njegovo pomembnost. Mnogi ljudje se morda počutijo nekoliko abstraktne, ko se prvič srečajo s tem indikatorjem. Pravzaprav je zelo enostavno razumeti. Skupni dušik je vsota vseh oblik dušika:
organski dušik
amonijev dušik
Nitritni dušik
Nitratni dušik
Skupaj predstavljajo skupno vsebnost dušika v vodi. Včasih je dušik v amoniaku v sistemu že zelo nizek, skupni dušik pa je še vedno visok.
Razlog je pogosto v tem, da nitratni dušik ni bil nadalje odstranjen. To je tudi razlog, zakaj morajo številne čistilne naprave vgraditi sisteme za denitrifikacijo.
Od organskega dušika do dušika: popolno potovanje
Če proces spreminjanja dušika v odplakah narišemo kot pot, bi bil približno naslednji:
To pot pravzaprav pogosto imenujemo proces biološke denitrifikacije.
Navidezno preprosta pot se za njo skriva zapleten projekt, ki ga dokonča nešteto mikroorganizmov, ki sodelujejo.
Vsaka stopnja zahteva ustrezne okoljske pogoje.
raztopljenega kisika
temperaturo
vir ogljika
Starost blata
Vsi ti dejavniki bodo vplivali na to "potovanje z dušikom".
Za zaključek
Pri čiščenju odplak "dušik" ni preprost indikator. Je bolj kot veriga, ki se nenehno spreminja.
Od dušika v organski snovi do amonijevega dušika, nato do nitratnega dušika in končno do dušikovega plina, ki se vrača v zrak.
Celoten proces je pravzaprav cikel, v katerem prevladujejo mikrobi.
Ko resnično razumemo te različne oblike dušika, postane lažje razumeti številne pojave v sistemih za čiščenje odplak.
na primer
Zakaj se amonijev dušik nenadoma poveča
Zakaj se nitriti kopičijo
Zakaj je skupni dušik vedno težko doseči standard
Odgovori na številne operativne težave so pravzaprav skriti v teh 'spremembah dušika'.
