Σήμερα θέλω να μοιραστώ τα πράγματα σχετικά με το αμμωνιακό άζωτο και το ολικό άζωτο. Υπό κανονικές συνθήκες, το αμμωνιακό άζωτο συνήθως αντιπροσωπεύει περίπου το 40% - 60% του συνολικού αζώτου στα αστικά οικιακά λύματα. Για ορισμένα βιομηχανικά λύματα, όπως λύματα επεξεργασίας τροφίμων, φαρμακευτικά λύματα, κ.λπ., η αναλογία αμμωνιακού αζώτου προς το συνολικό άζωτο μπορεί να ποικίλλει, μερικά μπορεί να είναι έως και 70% - 80%, και μερικά μπορεί να είναι σχετικά χαμηλή.
Το άζωτο αμμωνίας (NH4+-N) αναφέρεται σε άζωτο με τη μορφή ελεύθερης αμμωνίας (NH3) και ιόντων αμμωνίου (NH4+) σε νερό. Και το ολικό άζωτο (TN) περιλαμβάνει αμμωνιακό άζωτο, οργανικό άζωτο, νιτρικό άζωτο (NO3-N) και νιτρικό άζωτο (NO2-N).
Χαμηλό άζωτο αμμωνίας στα απόβλητα αλλά υψηλό ολικό άζωτο μπορεί να προκληθεί από τους ακόλουθους λόγους:
1. Συσσώρευση νιτρικού αζώτου
Κατά τη διαδικασία νιτροποίησης, το αμμωνιακό άζωτο μετατρέπεται σε νιτρικό άζωτο (συμπεριλαμβανομένου του νιτρικού αζώτου και του νιτρικού αζώτου) νιτροποιώντας τα βακτήρια υπό αερόβιες συνθήκες. Υπό κανονικές συνθήκες, το παραγόμενο νιτρικό άζωτο θα αναχθεί σε αέριο άζωτο και θα εκκενωθεί από το σύστημα απονιτροποιώντας βακτήρια υπό ανοξικές συνθήκες στην επακόλουθη διαδικασία απονιτροποίησης, επιτυγχάνοντας έτσι την απομάκρυνση του ολικού αζώτου. Ωστόσο, εάν υπάρχει πρόβλημα στη διαδικασία απονιτροποίησης, όπως η αναστολή της δραστηριότητας των βακτηρίων απονιτροποίησης, ανεπαρκές ανοξικό περιβάλλον, ανεπαρκής παροχή πηγής άνθρακα κ.λπ., το νιτρικό άζωτο δεν μπορεί να αναχθεί ομαλά σε αέριο άζωτο. Αυτό οδηγεί στη συνεχή συσσώρευση νιτρικού αζώτου στο νερό, έτσι ώστε παρόλο που το άζωτο αμμωνίας στο μπροστινό άκρο μπορεί να μετατραπεί αποτελεσματικά σε νιτρικό άζωτο, το οποίο εκδηλώνεται ως άζωτο χαμηλής αμμωνίας στα απόβλητα, το συσσωρευμένο νιτρικό άζωτο δεν μπορεί να αφαιρεθεί. και η συνολική περιεκτικότητα σε άζωτο εξακολουθεί να είναι υψηλή.
2. Το οργανικό άζωτο δεν αφαιρείται αποτελεσματικά
Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας λυμάτων, το οργανικό άζωτο πρέπει να υποβληθεί σε μια σειρά βιοχημικών αντιδράσεων για να μετατραπεί σε άζωτο αμμωνίας και στη συνέχεια να αφαιρεθεί μέσω νιτροποίησης και απονιτροποίησης. Εάν η μικροβιακή κοινότητα που είναι υπεύθυνη για την αποσύνθεση του οργανικού αζώτου δεν είναι αρκετά πλούσια ή αρκετά ενεργή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επεξεργασίας ή οι συνθήκες επεξεργασίας (όπως θερμοκρασία, τιμή pH, διαλυμένο οξυγόνο κ.λπ.) δεν ευνοούν την αποσύνθεση και τον μετασχηματισμό του οργανικού αζώτου , μπορεί να οδηγήσει σε αδυναμία πλήρους μετατροπής του οργανικού αζώτου σε άζωτο αμμωνίας.
Για παράδειγμα, μια πολύ χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να επιβραδύνει τον μεταβολικό ρυθμό των μικροοργανισμών, καθιστώντας την αντίδραση αποσύνθεσης του οργανικού αζώτου ατελής. ακατάλληλη τιμή pH μπορεί να επηρεάσει τη δραστηριότητα των ενζύμων, αναστέλλοντας έτσι την αποσύνθεση του οργανικού αζώτου από μικροοργανισμούς.
Με αυτόν τον τρόπο, αν και το αμμωνιακό άζωτο απομακρύνεται καλά μέσω της νιτροποίησης και της απονιτροποίησης, η οποία εκδηλώνεται ως άζωτο χαμηλής αμμωνίας στα απόβλητα, το αρχικό οργανικό άζωτο στα λύματα δεν μετατρέπεται και αφαιρείται πλήρως, με αποτέλεσμα υψηλή περιεκτικότητα σε ολικό άζωτο.
3. Ο λόγος εσωτερικής αναρροής είναι πολύ μικρός
Η εσωτερική επαναροή αναφέρεται στην επιστροφή του μικτού υγρού πλούσιου σε νιτρικό άζωτο στο τέλος της αερόβιας δεξαμενής στο μπροστινό άκρο της ανοξικής δεξαμενής για την παροχή νιτρικού αζώτου για την αντίδραση απονιτροποίησης. Ο λόγος εσωτερικής αναρροής αναφέρεται στην αναλογία της ποσότητας του μικτού υγρού που επιστρέφεται προς τον ρυθμό ροής εισόδου.
Εάν η αναλογία εσωτερικής αναρροής είναι πολύ μικρή, σημαίνει ότι το νιτρικό άζωτο που επιστρέφεται στην ανοξική δεξαμενή είναι ανεπαρκές. Σε ένα ανοξικό περιβάλλον, τα απονιτροποιητικά βακτήρια χρησιμοποιούν πηγές άνθρακα για να μειώσουν το νιτρικό άζωτο σε αέριο άζωτο. Η έλλειψη επαρκούς νιτρικού αζώτου θα περιορίσει την αντίδραση απονιτροποίησης.
Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας, ο λόγος εσωτερικής αναρροής πρέπει να φτάσει το 200% για να καλύψει τη ζήτηση για νιτρικό άζωτο για απονιτροποίηση, αλλά ο πραγματικός λόγος εσωτερικής αναρροής είναι μόνο 100% ή ακόμη χαμηλότερος. Αυτό καθιστά αδύνατη την απονιτροποίηση να παίξει πλήρως τον ρόλο της και μια μεγάλη ποσότητα νιτρικού αζώτου δεν μπορεί να μετατραπεί σε αέριο άζωτο για απόρριψη, με αποτέλεσμα χαμηλό άζωτο αμμωνίας στα απόβλητα, αλλά το συνολικό άζωτο εξακολουθεί να είναι υψηλό. Όταν ο λόγος εσωτερικής αναρροής ελέγχεται μεταξύ 200-400%, η απόδοση απονιτροποίησης είναι η καλύτερη.
4. Ανεπαρκής πηγή άνθρακα
Κατά τη διαδικασία απονιτροποίησης, τα απονιτροποιητικά βακτήρια χρειάζονται πηγές άνθρακα ως δότες ενέργειας και ηλεκτρονίων για να μειώσουν το νιτρικό άζωτο σε αέριο άζωτο. Εάν δεν υπάρχει επαρκής διαθέσιμη πηγή άνθρακα στα λύματα, ο μεταβολισμός και η αντίδραση των βακτηρίων απονιτροποίησης θα είναι περιορισμένες. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας απονιτροποίησης, το νιτρικό άζωτο και το νιτρικό άζωτο μετατρέπονται σε αέριο άζωτο (N2) και διαφεύγουν. Εάν αυτή η διαδικασία δεν είναι επαρκής, το νιτρικό άζωτο στο συνολικό άζωτο δεν θα αφαιρεθεί αποτελεσματικά. Σύμφωνα με τα δεδομένα λειτουργίας της μονάδας επεξεργασίας λυμάτων, όταν η απόδοση απονιτροποίησης είναι μικρότερη από 80%, η επίδραση απομάκρυνσης του ολικού αζώτου θα μειωθεί σημαντικά.
Οι κοινές πηγές άνθρακα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απονιτροποίηση των βακτηρίων περιλαμβάνουν οργανική ύλη, όπως μεθανόλη, οξικό νάτριο, γλυκόζη, κ.λπ. δεν προστίθεται έγκαιρα πρόσθετη πηγή άνθρακα, η αντίδραση απονιτροποίησης δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως.
Για παράδειγμα, η αναλογία άνθρακα-αζώτου (C/N) ορισμένων βιομηχανικών λυμάτων είναι χαμηλή και η πηγή άνθρακα που περιέχεται σε αυτά δεν αρκεί για να υποστηρίξει την αποτελεσματική απονιτροποίηση. Ή κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επεξεργασίας, λόγω του παράλογου σχεδιασμού της διαδικασίας, η πηγή άνθρακα υπερκαταναλώνεται στο μπροστινό άκρο και η πηγή άνθρακα είναι σπάνια όταν φτάσει στο στάδιο της απονιτροποίησης.
Σε αυτή την περίπτωση, ακόμη και αν η διαδικασία νιτροποίησης μπορεί να μετατρέψει επιτυχώς το αμμωνιακό άζωτο σε νιτρικό άζωτο, λόγω της έλλειψης επαρκούς πηγής άνθρακα για απονιτροποίηση, το νιτρικό άζωτο δεν μπορεί να αφαιρεθεί πλήρως, με αποτέλεσμα αμμωνιακό άζωτο χαμηλής εκροής αλλά υψηλό συνολικό άζωτο.
5. Λανθασμένος έλεγχος διαλυμένου οξυγόνου
Το διαλυμένο οξυγόνο παίζει βασικό ρόλο στη διαδικασία νιτροποίησης και απονιτροποίησης της επεξεργασίας λυμάτων. Οι αντιδράσεις νιτροποίησης πρέπει να διεξάγονται υπό αερόβιες συνθήκες και απαιτείται υψηλότερη συγκέντρωση διαλυμένου οξυγόνου για την υποστήριξη των νιτροποιητικών βακτηρίων για τη μετατροπή του αζώτου αμμωνίας σε νιτρικό άζωτο.
Ωστόσο, οι αντιδράσεις απονιτροποίησης πρέπει να πραγματοποιούνται σε ανοξικά περιβάλλοντα. Εάν η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου είναι πολύ υψηλή, θα αναστείλει τη δραστηριότητα των βακτηρίων απονιτροποίησης και θα παρεμποδίσει τη διαδικασία απονιτροποίησης.
Για παράδειγμα, στην περιοχή απονιτροποίησης, εάν το διαλυμένο οξυγόνο είναι πολύ υψηλό λόγω ανομοιόμορφου αερισμού, ανεπαρκούς ανάδευσης ή παράλογου σχεδιασμού της διαδικασίας, ο κανονικός μεταβολισμός των βακτηρίων απονιτροποίησης και η δραστηριότητα των ενζύμων απονιτροποίησης θα ανασταλεί. Αυτό θα κάνει την αντίδραση απονιτροποίησης να μην μπορεί να προχωρήσει αποτελεσματικά. Ακόμα κι αν η διεργασία νιτροποίησης στο μπροστινό μέρος μετατρέψει επιτυχώς το άζωτο αμμωνίας σε νιτρικό άζωτο, το νιτρικό άζωτο δεν θα μετατραπεί πλήρως σε αέριο άζωτο και δεν θα εκκενωθεί λόγω της παρεμπόδισης της απονιτροποίησης, με αποτέλεσμα χαμηλή αμμωνία αζώτου στα απόβλητα αλλά υψηλό συνολικό άζωτο.
Προσαρμόζοντας τις παραμέτρους της διαδικασίας, όπως ο έλεγχος του διαλυμένου οξυγόνου (DO) κάτω από 0,5 mg/L, για να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον πιο ευνοϊκό για την ανάπτυξη βακτηρίων απονιτροποίησης. Ταυτόχρονα, αυξάνοντας τον χρόνο παραμονής στην ανοξική ζώνη, μπορεί να διασφαλιστεί ότι το νιτρικό άζωτο έχει αρκετό χρόνο για να μετατραπεί σε αέριο άζωτο.
6. Ακατάλληλη ηλικία λάσπης
Η ηλικία λάσπης αναφέρεται στον μέσο χρόνο παραμονής της ενεργοποιημένης ιλύος σε ολόκληρο το σύστημα. Διαφορετικοί μικροοργανισμοί έχουν διαφορετικούς ρυθμούς ανάπτυξης και αναπαραγωγής και οι απαιτήσεις για την ηλικία της λάσπης είναι επίσης διαφορετικές.
Τα νιτροποιητικά βακτήρια αναπτύσσονται αργά και απαιτούν μεγαλύτερη ηλικία λάσπης για να διασφαλιστεί ο αριθμός και η δραστηριότητά τους στο σύστημα. Εάν η ηλικία της λάσπης είναι πολύ μικρή, τα νιτροποιητικά βακτήρια θα απομακρυνθούν από το σύστημα προτού αναπαραχθούν πλήρως και η αντίδραση νιτροποίησης δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί πλήρως, με αποτέλεσμα τη μείωση της αποτελεσματικότητας της μετατροπής του αζώτου αμμωνίας σε νιτρικό άζωτο.
Από την άλλη πλευρά, εάν η ηλικία της λάσπης είναι πολύ μεγάλη, μπορεί να προκαλέσει γήρανση της λάσπης και ανισορροπία της δομής της μικροβιακής κοινότητας, στην οποία μπορεί να επηρεαστεί η δραστηριότητα και η ποσότητα των απονιτροποιητικών βακτηρίων, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή απονιτροποίηση και την αναποτελεσματική μετατροπή του νιτρικού αζώτου σε άζωτο. αέριο, με αποτέλεσμα κακή επίδραση ολικής απομάκρυνσης αζώτου.
Για παράδειγμα, στην πραγματική λειτουργία, εάν η ηλικία της ιλύος είναι πολύ μικρή για την επιδίωξη υπερβολικής αποτελεσματικότητας απομάκρυνσης της λάσπης, μπορεί να προκύψει ατελής νιτροποίηση και ανεπαρκής ποσότητα αζώτου αμμωνίας που μετατρέπεται σε νιτρικό άζωτο. και εάν η ηλικία της ιλύος παραταθεί υπερβολικά προκειμένου να εξοικονομηθεί το κόστος επεξεργασίας της ιλύος, μπορεί να προκαλέσει γήρανση της ιλύος και κακή επίδραση απονιτροποίησης.
7. Ελαττώματα σχεδιασμού διαδικασίας
Ορισμένες μονάδες επεξεργασίας λυμάτων ενδέχεται να στερούνται αποτελεσματικών συνδέσμων απονιτροποίησης στη ροή της διεργασίας λόγω ανεπαρκούς εκτίμησης των απαιτήσεων για ολική απομάκρυνση αζώτου κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, για παράδειγμα:
1. Ανεπαρκής όγκος της ανοξικής ζώνης: Η ανοξική ζώνη είναι η κύρια περιοχή όπου λαμβάνει χώρα η απονιτροποίηση. Εάν ο όγκος του είναι πολύ μικρός, δεν μπορεί να παρέχει αρκετό χώρο και χρόνο αντίδρασης για την απονιτροποίηση των βακτηρίων, με αποτέλεσμα την ανεπαρκή απονιτροποίηση και την κακή επίδραση ολικής απομάκρυνσης του αζώτου.
2. Ανομοιόμορφη ανάδευση στην ανοξική ζώνη: Η ανομοιόμορφη ανάδευση θα προκαλέσει ανεπαρκή ανάμειξη των λυμάτων στην ανοξική ζώνη και ορισμένες περιοχές ενδέχεται να μην μπορούν να λάβουν επαρκείς πηγές άνθρακα και νιτρικό άζωτο, επηρεάζοντας το φαινόμενο της απονιτροποίησης.
Για το πρόβλημα ολικής απομάκρυνσης αζώτου που προκαλείται από ελαττώματα σχεδιασμού, είναι δυνατό να εξεταστεί το ενδεχόμενο προσθήκης ή τροποποίησης της ανοξικής ζώνης και προσθήκης προεπεξεργασίας υδρόλυσης και οξίνισης για αύξηση του ρυθμού μετατροπής της οργανικής ύλης, παρέχοντας έτσι περισσότερες πηγές άνθρακα για υποστήριξη της διαδικασίας απονιτροποίησης.