Šiuo metu „azotas“ yra svarbi tema, kurios negalima išvengti nuotekų valymo pramonėje. Daugelis nuotekų valymo įrenginių operatorių didžiausią dėmesį skiria azotui, daug didesniam nei ChDS ir fosforui, nes jo pašalinimo sunkumas yra didžiausias. Eksploatacijos metu jie kasdien stebi šiuos azoto rodiklius: amoniakinį azotą, bendrą azotą, nitratinį azotą ir nitritinį azotą.
Bet jei staiga paklaustų: kiek azoto rūšių yra nuotekose? Kokie jų santykiai?
Daugelis žmonių akimirką gali būti nustebinti. Dauguma žmonių gerai supranta tik „amoniako azotą, bendrą azotą“ ir nėra aiškūs apie ryšį tarp kitų azoto rūšių. Išvardykite azoto rodiklius, su kuriais galime susidurti valydami nuotekas, įskaitant amoniakinį azotą, bendrą azotą, organinį azotą, neorganinį azotą, nitratinį azotą, nitritinį azotą ir Kjeldahlio azotą,
Turint tiek daug azoto rodiklių, ryšiai tarp to, kas su kuo bendrauja, kas su kuo bendrauja ir kas su kuo, yra sudėtingi. Tiesą sakant, azotas nėra paprasta medžiaga nuotekose, o nuolat besikeičianti šeimos sistema. Jei į nuotekų valymą žiūrima kaip į kelionę, tai nuotekose esantis azotas taip pat išgyvena savo „gyvybę“. Šiandien šiame straipsnyje išsiaiškinsime sudėtingus santykius.
Iš tikrųjų nuotekose esantis azotas gali būti suskirstytas į dvi kategorijas
Plačiuoju klasifikavimo požiūriu azotas nuotekose daugiausia skirstomas į dvi kategorijas:
organinio azoto
neorganinio azoto
Šių dviejų azoto tipų supratimas yra pirmasis žingsnis siekiant suprasti azoto formas nuotekose.
Pirmiausia pakalbėkime apie organinį azotą. Paprasčiau tariant, organinis azotas yra organinėse medžiagose paslėptas azotas
pavyzdžiui
baltymų
amino rūgštis
karbamidas
organinis aminas
Peptidiniai junginiai
Nitro junginiai
Šios medžiagos labai paplitusios buitinėse nuotekose, maisto nuotekose ir akvakultūros nuotekose.
Pavyzdžiui, mėsos gabalėlyje, dubenyje likusių ryžių, daržovių plovimo vandenyje ir žmogaus ekskrementuose yra daug organinio azoto.
Ir dar vienas tipas yra: neorganinis azotas
Nuotekose yra trys pagrindinės neorganinio azoto formos:
amoniakinis azotas
Nitritinis azotas
Nitratinis azotas
Šios trys azoto rūšys yra būtiniausios nuotekų valymo proceso formos. Daug kartų mūsų tikrinami rodikliai iš tikrųjų yra sutelkti į šiuos tris azoto tipus.
Organinis azotas: „pirminė azoto forma“.
Patekimo į nuotekų valymo įrenginius pradžioje didžioji dalis azoto iš tikrųjų yra organinis azotas.
Mat pačios buitinės nuotekos užpildytos įvairiais organiniais junginiais.
Šie organiniai azoto junginiai nebus tiesiogiai pašalinti, pirmiausia jie bus amonifikuojami
Paprasčiau tariant, mikroorganizmai skaido organines medžiagas.
Šio proceso metu tokios medžiagos kaip baltymai ir aminorūgštys palaipsniui skaidomos ir galiausiai išsiskiria labai pažįstama medžiaga – amoniakinis azotas. Todėl nuotekų valymo sistemose įprasta matyti situaciją, kai amoniakinio azoto ne mažėja, o daugėja. Daugelis pradedančiųjų operatorių labai nervinsis, kai pamatys šiuos duomenis, manydami, kad sistemoje yra problemų. Tiesą sakant, tai nereikalinga, kartais tiesiog dėl to, kad sistemoje skaidomas organinis azotas.
Kitaip tariant, organinis azotas virsta amoniakiniu azotu. ,
Amoniakinis azotas (NH ∝ - N): labiausiai žinomas nuotekų valymo įrenginių rodiklis
Jei nuotekose esantis azotas turi „protagonistą“, tai turi būti amoniakinis azotas. Mat į šį rodiklį orientuosis beveik visi nuotekų valymo įrenginiai. Yra dvi priežastys, kodėl amoniakinis azotas yra svarbus.
Viena iš priežasčių yra ta, kad tai daro didelį poveikį aplinkai. Patekęs į vandenį amoniakinis azotas sunaudoja daug ištirpusio deguonies, taip pat gali būti toksiškas žuvims.
Kita priežastis yra ta, kad amoniakinis azotas yra denitrifikacijos reakcijos pradžios taškas.
Biologinėse valymo sistemose amoniakinį azotą panaudoja specialios rūšies bakterijos, vadinamos nitrifikuojančiomis bakterijomis.
Aerobinėmis sąlygomis nitrifikuojančios bakterijos palaipsniui oksiduoja amoniakinį azotą. Tačiau šis procesas nėra baigtas vienu žingsniu. Tačiau tai yra dviejų-pakopų procesas.
Nitritinis azotas (NO ₂⁻ - N): „tarpinė stotis“ denitrifikacijos procese
Pirmasis amoniako azoto oksidacijos produktas yra nitritinis azotas, kuris daugelyje nuotekų valymo įrenginių yra nestabilus. Kadangi susidaręs, jis paprastai ir toliau greitai oksiduojasi.
Tačiau kai kuriais atvejais nitrito azoto kiekis gali staiga padidėti.
pavyzdžiui
Paveikta nitrifikacijos sistema
Nepakankamas ištirpusio deguonies kiekis
temperatūros pokytis
Nestabilus dumblo amžius
Šiuo metu sistemoje gali kauptis nitritinis azotas.
Nitritinis azotas turi savybę: jis yra toksiškesnis nei amoniakinis azotas.
Jei koncentracija yra per didelė, tai gali ne tik paveikti mikroorganizmus, bet ir turėti įtakos nuotekų kokybei.
Tiek daug operatorių jaučiasi nervingi, kai mato nitrito azoto padidėjimą.
Nitratinis azotas (NO ∝⁻ - N): paskutinis denitrifikacijos etapas
Antrame nitrifikacijos reakcijos etape nitritinis azotas ir toliau bus oksiduojamas.
Galutinis susidarymas: nitratinis azotas
Šiam procesui taip pat reikalingas deguonis ir kitos rūšies bakterijos.
Kai sistema veikia stabiliai, didžioji dalis amoniakinio azoto ilgainiui virsta nitratiniu azotu.
Tačiau reikalas dar nesibaigė. Jei jis čia sustos, azotas vis tiek liks vandenyje.
Taigi nuotekų valymo įrenginiui dar reikia vieno žingsnio – denitrifikacijos.
Hipoksinėmis sąlygomis denitrifikuojančios bakterijos palaipsniui mažina nitratų azotą.
Galiausiai sukurkite dujas: azotą
Azotas išsiskirs iš vandens ir grįš į orą.
Šiuo metu azotas tikrai pašalinamas.
Bendrasis azotas (TN) iš tikrųjų yra didelė azoto šeimos kolekcija
Internetinėje stebėjimo sistemoje prieš nuotekų valymą bendrojo azoto stebėjimas dabar yra fiksuotas dalykas, į kurį negali trenkti žaibas, nurodant jo svarbą. Daugelis žmonių pirmą kartą susidūrę su šiuo rodikliu gali jaustis šiek tiek abstrakčiai. Iš tikrųjų tai gana lengva suprasti. Bendras azotas yra visų azoto formų suma:
organinio azoto
amoniakinis azotas
Nitritinis azotas
Nitratinis azotas
Jie kartu sudaro bendrą azoto kiekį vandenyje. Kartais amoniakinio azoto sistemoje jau yra labai mažai, tačiau bendro azoto kiekis vis dar yra didelis.
Priežastis dažnai yra ta, kad nitratinis azotas nebuvo toliau pašalintas. Tai taip pat yra priežastis, kodėl daugelyje nuotekų valymo įrenginių reikia įrengti denitrifikacijos sistemas.
Nuo organinio azoto iki azoto: visa kelionė
Jei azoto kaitos procesas nuotekose būtų nubrėžtas kaip maršrutas, jis būtų maždaug toks:
Šis kelias iš tikrųjų yra tai, ką mes dažnai vadiname biologiniu denitrifikacijos procesu.
Iš pažiūros paprastas kelias, už jo slypi sudėtingas projektas, kurį užbaigė daugybė kartu dirbančių mikroorganizmų.
Kiekvienam etapui reikia tinkamų aplinkos sąlygų.
ištirpusio deguonies
temperatūros
anglies šaltinis
Dumblo amžius
Visi šie veiksniai turės įtakos šiai „azoto kelionei“.
Apibendrinant
Valant nuotekas „azotas“ nėra paprastas rodiklis. Tai daugiau kaip nuolat besikeičianti grandinė.
Nuo azoto organinėse medžiagose iki amoniakinio azoto, paskui į nitratinį azotą ir galiausiai į azoto dujas, grįžtančias į orą.
Visas procesas iš tikrųjų yra mikrobų dominuojamas ciklas.
Kai iš tikrųjų suprantame šias skirtingas azoto formas, tampa lengviau suprasti daugelį reiškinių nuotekų valymo sistemose.
pavyzdžiui
Kodėl staiga padaugėja amoniakinio azoto
Kodėl kaupiasi nitritai
Kodėl bendrąjį azotą visada sunku atitikti standartą?
Atsakymai į daugelį veiklos problemų iš tikrųjų slypi šiuose „azoto pasikeitimuose“.