Praegu on "lämmastik" oluline teema, mida ei saa reoveepuhastustööstuses vältida. Paljud reoveepuhastite käitajad pööravad suurimat tähelepanu lämmastikule, palju suuremale kui KHT ja fosforile, kuna selle eemaldamise raskus on kõige suurem. Tööprotsessi käigus jälgivad nad iga päev neid lämmastikunäitajaid: ammoniaaklämmastikku, üldlämmastikku, nitraatlämmastikku ja nitritlämmastikku.
Aga kui äkki küsitakse: mitut tüüpi lämmastikku on kanalisatsioonis? Mis on nende suhe?
Paljud inimesed võivad hetkeks lausa hämmastuda. Enamik inimesi mõistab hästi ainult "ammooniumlämmastikku, üldlämmastikku" ja neil pole selget seost teiste lämmastikutüüpide vahel. Loetlege lämmastikuindikaatorid, millega saame reoveepuhastuse käigus kokku puutuda, sealhulgas ammoniaaklämmastik, üldlämmastik, orgaaniline lämmastik, anorgaaniline lämmastik, nitraatlämmastik, nitritilämmastik ja Kjeldahli lämmastik,
Nii paljude lämmastikunäitajate puhul on suhted selle vahel, kes kellega suhtleb, kes kellega suhtleb ja kes keda hõlmab, keerulised. Tegelikult pole lämmastik lihtne aine reovees, vaid pidevalt muutuv peresüsteem. Kui reoveepuhastust nähakse kui teekonda, siis reovees sisalduv lämmastik elab samuti omaette "elu". Täna selles artiklis käsitleme keerulisi suhteid.
Reovees sisalduva lämmastiku võib tegelikult jagada kahte kategooriasse
Laiast klassifikatsioonist lähtudes jaguneb reovees sisalduv lämmastik peamiselt kahte kategooriasse:
orgaaniline lämmastik
anorgaaniline lämmastik
Nende kahe lämmastikutüübi mõistmine on esimene samm reovees leiduva lämmastiku vormide mõistmisel.
Räägime kõigepealt orgaanilisest lämmastikust. Lihtsamalt öeldes on orgaaniline lämmastik orgaanilises aines peidetud lämmastik
näiteks
valk
aminohape
uurea
orgaaniline amiin
Peptiidiühendid
Nitroühendid
Need ained on väga levinud olmereovees, toidureovees ja vesiviljeluse reovees.
Näiteks lihatükk, kauss riisijääkidega, köögiviljade pesuvesi ja inimese väljaheited sisaldavad suures koguses orgaanilist lämmastikku.
Ja teine tüüp on: anorgaaniline lämmastik
Reovees on kolm peamist anorgaanilise lämmastiku vormi:
ammoniaaklämmastik
Nitriti lämmastik
Nitraatlämmastik
Need kolm lämmastikutüüpi on reoveepuhastusprotsessis kõige olulisemad vormid. Mitu korda on meie testitavad näitajad tegelikult nende kolme tüüpi lämmastiku ümber.
Orgaaniline lämmastik: lämmastiku "primitiivne vorm".
Reoveepuhastisse sisenemise alguses on suurem osa lämmastikust tegelikult orgaaniline lämmastik.
Kuna olmereovesi ise on täidetud erinevate orgaaniliste ühenditega.
Neid orgaanilisi lämmastikuühendeid ei eemaldata otse, need läbivad esmalt protsessi: ammonifikatsiooni
Lihtsamalt öeldes lagundavad mikroorganismid orgaanilist ainet.
Selle protsessi käigus lagunevad järk-järgult sellised ained nagu valgud ja aminohapped, millest lõpuks vabaneb väga tuttav aine: ammoniaaklämmastik. Seetõttu on reoveepuhastussüsteemides tavaline näha olukorda, kus ammoniaaklämmastiku sisaldus mitte ei vähene, vaid hoopis suureneb. Paljud algajad operaatorid on neid andmeid nähes väga närvilised, arvates, et süsteemis on probleem. Tegelikult on see ebavajalik, mõnikord lihtsalt sellepärast, et süsteemis olev orgaaniline lämmastik laguneb.
Teisisõnu, orgaaniline lämmastik muutub ammoniaaklämmastikuks. ,
Ammoniaaklämmastik (NH ∝ - N): kõige tuttavam näitaja reoveepuhastite jaoks
Kui kanalisatsioonis sisalduval lämmastikus on "peategelane", siis peab see olema ammoniaaklämmastik. Kuna peaaegu kõik reoveepuhastid keskenduvad sellele näitajale. On kaks põhjust, miks ammoniaaklämmastik on oluline.
Üks põhjus on see, et sellel on märkimisväärne mõju keskkonnale. Pärast vette sattumist kulutab ammoniaaklämmastik suures koguses lahustunud hapnikku ja võib olla ka kaladele mürgine.
Teine põhjus on see, et ammoniaaklämmastik on denitrifikatsioonireaktsiooni alguspunkt.
Bioloogilistes puhastussüsteemides kasutavad ammoniaaklämmastikku spetsiaalsed bakterid, mida nimetatakse nitrifitseerivateks bakteriteks.
Aeroobsetes tingimustes oksüdeerivad nitrifitseerivad bakterid järk-järgult ammoniaaklämmastikku. Kuid see protsess ei ole ühe etapiga lõpule viidud. Kuid see on kahe-etapiline protsess.
Nitritlämmastik (NO ₂⁻ - N): denitrifikatsiooniprotsessi "vahejaam"
Ammoniaaklämmastiku oksüdatsiooni esimene saadus on nitritlämmastik, mis on paljudes reoveepuhastites tegelikult ebastabiilne. Kuna pärast moodustumist jätkab see tavaliselt kiiresti oksüdeerumist.
Kuid mõnel juhul võib nitriti lämmastik ootamatult suureneda.
näiteks
Nitrifikatsioonisüsteem on mõjutatud
Ebapiisav lahustunud hapnik
temperatuuri muutus
Ebastabiilne muda vanus
Sel hetkel võib süsteemi koguneda nitritlämmastik.
Nitritlämmastikul on omadus: see on mürgisem kui ammoniaaklämmastik.
Kui kontsentratsioon on liiga kõrge, võib see mitte ainult mõjutada mikroorganisme, vaid avaldada mõju ka heitvee kvaliteedile.
Nii mõnigi operaator tunneb nitritlämmastiku suurenemist nähes närvis.
Nitraatlämmastik (NO ∝⁻ - N): denitrifikatsiooni viimane etapp
Nitrifikatsioonireaktsiooni teises etapis jätkub nitriti lämmastiku oksüdeerimine.
Lõplik moodustumine: nitraatlämmastik
See protsess nõuab ka hapnikku ja teist tüüpi bakterite kaasamist.
Kui süsteem töötab stabiilselt, muutub suurem osa ammoniaaklämmastikust lõpuks nitraatlämmastikuks.
Aga asi pole veel läbi. Kui see siin peatub, jääb lämmastik vette siiski alles.
Seega vajab reoveepuhasti veel ühte sammu: denitrifikatsiooni.
Hüpoksilistes tingimustes vähendavad denitrifitseerivad bakterid järk-järgult nitraatlämmastikku.
Lõpuks genereerige gaas: lämmastik
Lämmastik eraldub veest ja naaseb õhku.
Sel hetkel on lämmastik tõeliselt eemaldatud.
Üldlämmastik (TN) on tegelikult suur lämmastikuperekonna kogum
Reoveepuhastuseelses online-seiresüsteemis on üldlämmastiku seire nüüd fikseeritud punkt, kuhu välk ei saa sisse lüüa, mis näitab selle tähtsust. Paljud inimesed võivad selle näitajaga esimest korda kokku puutudes tunda end pisut abstraktsena. Seda on tegelikult üsna lihtne mõista. Üldlämmastik on kõigi lämmastiku vormide summa:
orgaaniline lämmastik
ammoniaaklämmastik
Nitriti lämmastik
Nitraatlämmastik
Need koos moodustavad vee üldlämmastikusisalduse. Mõnikord on ammoniaaklämmastiku sisaldus süsteemis juba väga madal, kuid üldlämmastiku sisaldus on endiselt kõrge.
Põhjuseks on sageli see, et nitraatlämmastikku pole enam eemaldatud. See on ka põhjus, miks paljud reoveepuhastid peavad paigaldama denitrifikatsioonisüsteemid.
Orgaanilisest lämmastikust lämmastikuni: täielik teekond
Kui trassina joonistada kanalisatsiooni lämmastiku muutumise protsess, oleks see ligikaudu järgmine:
Seda teed nimetatakse sageli bioloogiliseks denitrifikatsiooniprotsessiks.
Pealtnäha lihtne tee, selle taga peitub keerukas projekt, mille viivad lõpule lugematud mikroorganismid koos töötades.
Iga etapp nõuab sobivaid keskkonnatingimusi.
lahustunud hapnik
temperatuuri
süsinikuallikas
Muda vanus
Kõik need tegurid mõjutavad seda "lämmastiku teekonda".
Kokkuvõtteks
Reoveepuhastuses ei ole "lämmastik" lihtne näitaja. See on rohkem nagu pidevalt muutuv kett.
Lämmastikust orgaanilises aines ammoniaaklämmastikuni, seejärel nitraatlämmastikuni ja lõpuks õhku tagasi pöörduva lämmastikgaasini.
Kogu protsess on tegelikult mikroobide domineeriv tsükkel.
Kui mõistame neid lämmastiku erinevaid vorme tõeliselt, on palju reoveepuhastussüsteemides esinevaid nähtusi lihtsam mõista.
näiteks
Miks ammoniaaklämmastiku sisaldus järsku suureneb
Miks nitrit koguneb
Miks on üldlämmastiku normi alati raske täita
Vastused paljudele tööprobleemidele on tegelikult peidus nendes "lämmastikumuutustes".