V současnosti je „dusík“ důležitým tématem, kterému se v průmyslu čištění odpadních vod nelze vyhnout. Mnoho provozovatelů čistíren odpadních vod věnuje nejvyšší pozornost dusíku, daleko vyšší než CHSK a fosforu, protože jeho odstraňování je nejvyšší. V průběhu provozu monitorují každý den tyto dusíkové ukazatele: amoniakální dusík, celkový dusík, dusičnanový dusík a dusitanový dusík.
Ale když se náhle zeptáme: Kolik druhů dusíku je v odpadních vodách? jaký je jejich vztah?
Mnoho lidí může být skutečně na okamžik zaskočeno. Většina lidí dobře rozumí pouze „amoniakový dusík, celkový dusík“ a není jim jasný vztah mezi ostatními typy dusíku. Vyjmenujte ukazatele dusíku, se kterými můžeme při čištění odpadních vod přijít do styku, včetně amoniakálního dusíku, celkového dusíku, organického dusíku, anorganického dusíku, dusičnanového dusíku, dusitanového dusíku a Kjeldahlova dusíku,
S tolika ukazateli dusíku jsou vztahy mezi tím, kdo s kým interaguje, kdo s kým interaguje a kdo koho zahrnuje, složité. Dusík ve skutečnosti není jednoduchá látka v odpadních vodách, ale neustále se měnící rodinný systém. Pokud je čištění odpadních vod vnímáno jako cesta, pak i dusík v odpadních vodách zažívá svůj vlastní „život“. Dnes v tomto článku vyřešíme složité vztahy, které s tím souvisí.
Dusík v odpadních vodách lze ve skutečnosti rozdělit do dvou kategorií
Z hlediska široké klasifikace se dusík v odpadních vodách dělí hlavně do dvou kategorií:
organický dusík
anorganický dusík
Pochopení těchto dvou typů dusíku je prvním krokem k pochopení forem dusíku v odpadních vodách.
Nejprve si povíme něco o organickém dusíku. Jednoduše řečeno, organický dusík je dusík skrytý v organické hmotě
například
protein
aminokyselina
močovina
organický amin
Peptidové sloučeniny
Nitrosloučeniny
Tyto látky jsou velmi běžné v domovních odpadních vodách, odpadních vodách z potravin a odpadních vodách z akvakultury.
Například kus masa, miska zbytků rýže, voda na mytí zeleniny a lidské exkrementy obsahují velké množství organického dusíku.
A další typ je: anorganický dusík
V odpadních vodách existují tři hlavní formy anorganického dusíku:
amoniakální dusík
Dusitanový dusík
Dusičnanový dusík
Tyto tři typy dusíku jsou nejdůležitější formy v procesu čištění odpadních vod. Mnohokrát jsou indikátory, které testujeme, ve skutečnosti soustředěny kolem těchto tří typů dusíku.
Organický dusík: „primitivní forma“ dusíku
Na začátku vstupu do čistírny odpadních vod je většina dusíku vlastně organický dusík.
Protože samotné domovní odpadní vody jsou naplněny různými organickými sloučeninami.
Tyto organické sloučeniny dusíku nebudou přímo odstraněny, nejprve projdou procesem: amonifikací
Jednoduše řečeno, mikroorganismy rozkládají organickou hmotu.
Během tohoto procesu se látky, jako jsou bílkoviny a aminokyseliny, postupně odbourávají a nakonec se uvolňuje velmi známá látka: amoniakální dusík. V systémech čištění odpadních vod je proto běžné vidět situaci, kdy amoniakální dusík neklesá, ale naopak se zvyšuje. Mnoho začínajících operátorů bude velmi nervózní, když uvidí tato data, protože si myslí, že systém má problém. Vlastně je to zbytečné, někdy je to jen proto, že se organický dusík v systému rozkládá.
Jinými slovy, organický dusík se přeměňuje na amoniakální dusík. ,
Amoniakální dusík (NH ∝ - N): nejznámější indikátor pro čistírny odpadních vod
Pokud má dusík v odpadních vodách „protagonistu“, musí to být amoniakální dusík. Protože na tento ukazatel se zaměří téměř všechny čistírny odpadních vod. Existují dva důvody, proč je amoniakální dusík důležitý.
Jedním z důvodů je, že má významný dopad na životní prostředí. Amonný dusík po vstupu do vody spotřebuje velké množství rozpuštěného kyslíku a může být pro ryby i toxický.
Dalším důvodem je, že čpavkový dusík je výchozím bodem denitrifikační reakce.
V systémech biologického čištění je amoniakální dusík využíván speciálním typem bakterií nazývaných nitrifikační bakterie
Za aerobních podmínek budou nitrifikační bakterie postupně oxidovat amoniakální dusík. Tento proces však není dokončen v jednom kroku. Jde však o dvou-proces.
Dusitanový dusík (NO ₂⁻ - N): „mezistanice“ v procesu denitrifikace
Prvním produktem oxidace amoniakálního dusíku je dusitanový dusík, který je ve skutečnosti v mnoha čistírnách odpadních vod nestabilní. Protože jakmile se vytvoří, obvykle pokračuje v rychlé oxidaci.
Ale v některých případech se může náhle zvýšit dusitanový dusík.
například
Nitrifikační systém je ovlivněn
Nedostatek rozpuštěného kyslíku
změna teploty
Nestabilní stáří kalu
V tomto okamžiku se může v systému akumulovat dusitanový dusík.
Dusitanový dusík má vlastnost: je toxičtější než amoniakální dusík.
Pokud je koncentrace příliš vysoká, může to mít vliv nejen na mikroorganismy, ale také na kvalitu odpadních vod.
Tolik operátorů se cítí nervózní, když vidí nárůst dusitanového dusíku.
Dusičnanový dusík (NO ∝⁻ - N): poslední krok denitrifikace
Ve druhém kroku nitrifikační reakce bude pokračovat oxidace dusitanového dusíku.
Konečná tvorba: dusičnanový dusík
Tento proces také vyžaduje kyslík a zapojení jiného druhu bakterií.
Když systém běží stabilně, většina amoniakálního dusíku se nakonec změní na dusičnanový dusík.
Ale věc ještě není u konce. Pokud se zde zastaví, dusík ve vodě stále zůstane.
Čistírna tedy potřebuje ještě jeden krok: denitrifikaci.
V hypoxických podmínkách denitrifikační bakterie postupně snižují dusičnanový dusík.
Nakonec vygenerujte plyn: dusík
Dusík se uvolní z vody a vrátí se do vzduchu.
V tomto okamžiku je dusík skutečně odstraněn.
Celkový dusík (TN) je ve skutečnosti velkou sbírkou rodiny dusíku
V online monitorovacím systému před čištěním odpadních vod je nyní monitorování celkového dusíku pevnou položkou, kterou nemůže zasáhnout blesk, což ukazuje na jeho důležitost. Mnoho lidí se může cítit trochu abstraktní, když se poprvé setkají s tímto indikátorem. Je to vlastně docela snadné pochopit. Celkový dusík je součet všech forem dusíku:
organický dusík
amoniakální dusík
Dusitanový dusík
Dusičnanový dusík
Společně tvoří celkový obsah dusíku ve vodě. Někdy je amoniakální dusík v systému již velmi nízký, ale celkový dusík je stále vysoký.
Důvodem je často to, že dusičnanový dusík nebyl dále odstraněn. To je také důvod, proč mnoho čistíren odpadních vod musí instalovat denitrifikační systémy.
Od organického dusíku k dusíku: Kompletní cesta
Pokud je proces změny dusíku v odpadních vodách zakreslen jako cesta, vypadalo by to zhruba takto:
Tato cesta je vlastně to, co často nazýváme biologický denitrifikace.
Zdánlivě jednoduchá cesta se za ní skrývá složitý projekt dokončený nesčetnými mikroorganismy spolupracujícími společně.
Každá fáze vyžaduje vhodné podmínky prostředí.
rozpuštěný kyslík
teplota
zdroj uhlíku
Stáří kalu
Všechny tyto faktory ovlivní tuto „cestu dusíku“.
Na závěr
Při čištění odpadních vod není „dusík“ jednoduchým ukazatelem. Je to spíše neustále se měnící řetěz.
Od dusíku v organické hmotě přes čpavkový dusík, pak dusičnanový dusík a nakonec plynný dusík vracející se do vzduchu.
Celý proces je vlastně mikrobiálně ovládaný cyklus.
Když skutečně porozumíme těmto různým formám dusíku, bude snazší porozumět mnoha jevům v systémech čištění odpadních vod.
například
Proč se náhle zvyšuje amoniakální dusík
Proč se dusitany hromadí
Proč je vždy obtížné splnit normu celkový dusík
Odpovědi na mnoho provozních problémů jsou ve skutečnosti skryty v těchto „změnách dusíku“.
