Täna tahan jagada asju ammoniaaklämmastiku ja üldlämmastiku kohta. Tavatingimustes moodustab ammoniaaklämmastik tavaliselt ligikaudu 40% - 60% kogu lämmastikust linna olmereovees. Mõne tööstusliku reovee puhul, nagu toiduainete töötlemise reovesi, farmaatsiareovesi jne, võib ammoniaaklämmastiku osakaal üldlämmastikust varieeruda, mõnel võib see olla kuni 70% - 80% ja mõni suhteliselt madal.
Ammoniaagilämmastik (NH4⁺-N) viitab lämmastikule vaba ammoniaagi (NH₃) ja ammooniumioonide (NH4⁺) kujul vees. Ja üldlämmastik (TN) hõlmab ammoniaaklämmastikku, orgaanilist lämmastikku, nitraatlämmastikku (NO3⁻-N) ja nitritlämmastikku (NO2⁻-N).
Madal ammoniaaklämmastikusisaldus heitvees, kuid kõrge üldlämmastikusisaldus võib olla põhjustatud järgmistest põhjustest:
1. Nitraadi lämmastiku kogunemine
Nitrifikatsiooniprotsessi käigus muudetakse ammoniaaklämmastik aeroobsetes tingimustes nitrifitseerivate bakterite toimel nitraatlämmastikuks (sh nitraatlämmastik ja nitritlämmastik). Tavaolukorras redutseeritakse tekkinud nitraatlämmastik gaasiks lämmastik ja väljutatakse süsteemist denitrifitseerivate bakterite poolt anoksilistes tingimustes järgnevas denitrifikatsiooniprotsessis, saavutades seeläbi üldlämmastiku eemaldamise. Kui aga denitrifikatsiooniprotsessis on probleeme, nagu denitrifitseerivate bakterite aktiivsuse pärssimine, ebapiisav anoksiline keskkond, ebapiisav varustamine süsinikuallikaga jne, ei saa nitraatlämmastikku sujuvalt taandada lämmastikgaasiks. See toob kaasa nitraatlämmastiku pideva kogunemise vette, nii et kuigi esiotsas olevat ammoniaaklämmastikku saab tõhusalt muuta nitraatlämmastikuks, mis väljendub heitvees vähese ammoniaaklämmastikusisaldusena, ei saa kogunenud nitraatlämmastikku eemaldada, ja lämmastiku üldsisaldus on endiselt kõrge.
2. Orgaanilist lämmastikku ei eemaldata tõhusalt
Reoveepuhastusprotsessi käigus peab orgaaniline lämmastik läbima rea biokeemilisi reaktsioone, mis muundatakse ammoniaaklämmastikuks ning seejärel eemaldatakse nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni teel. Kui orgaanilise lämmastiku lagunemise eest vastutav mikroobikooslus ei ole töötlemisprotsessi ajal piisavalt rikas või piisavalt aktiivne või töötlemistingimused (näiteks temperatuur, pH väärtus, lahustunud hapnik jne) ei soodusta orgaanilise lämmastiku lagunemist ja muundumist. , võib see põhjustada võimetuse muuta orgaanilist lämmastikku täielikult ammoniaaklämmastikuks.
Näiteks võib liiga madal temperatuur aeglustada mikroorganismide ainevahetuse kiirust, muutes orgaanilise lämmastiku lagunemisreaktsiooni mittetäielikuks; ebasobiv pH väärtus võib mõjutada ensüümide aktiivsust, pärssides seeläbi orgaanilise lämmastiku lagunemist mikroorganismide poolt.
Sel viisil, kuigi ammoniaaklämmastik eemaldatakse hästi läbi nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni, mis väljendub madala ammoniaaklämmastikusisaldusena heitvees, ei muundu ega eemaldata reovees olevat algset orgaanilist lämmastikku, mille tulemuseks on kõrge üldlämmastikusisaldus.
3. Sisemine tagasivoolu suhe on liiga väike
Sisemine tagasivool viitab nitraatlämmastikurikka segavedeliku tagasipöördumisele aeroobse basseini lõpus anoksilise basseini esiotsa, et tagada denitrifikatsioonireaktsiooni jaoks nitraatlämmastik. Sisemine tagasivoolu suhe viitab segatud vedeliku koguse ja sisselaskevoolu tagasivoolu suhtele.
Kui sisemine tagasivoolu suhe on liiga väike, tähendab see, et nitraatlämmastik, mis tagastatakse anoksilisse basseini, on ebapiisav. Anoksilises keskkonnas kasutavad denitrifitseerivad bakterid süsinikuallikaid nitraatlämmastiku redutseerimiseks lämmastikgaasiks. Piisava nitraatlämmastiku puudumine piirab denitrifikatsioonireaktsiooni.
Näiteks normaalse töö ajal peab sisemine tagasivoolu suhe jõudma 200% -ni, et rahuldada nitraatlämmastiku nõudlust denitrifikatsiooniks, kuid tegelik sisemine tagasivoolu suhe on ainult 100% või isegi madalam. See muudab denitrifikatsiooni täieliku täitmise võimatuks ja suurt hulka nitraatlämmastikku ei saa väljalaskmiseks muuta lämmastikgaasiks, mille tulemuseks on heitvees madal ammoniaaklämmastikusisaldus, kuid üldlämmastiku sisaldus on siiski kõrge. Kui sisemine tagasivoolu suhe on vahemikus 200-400%, on denitrifikatsiooni efektiivsus parim.
4. Ebapiisav süsinikuallikas
Denitrifikatsiooniprotsessi ajal vajavad denitrifitseerivad bakterid süsinikuallikaid energia ja elektronide doonoritena, et muuta nitraatlämmastik lämmastikgaasiks. Kui reovees ei ole piisavalt süsinikuallikat, on denitrifitseerivate bakterite metabolism ja reaktsioon piiratud. Denitrifikatsiooniprotsessi käigus muudetakse nitraatlämmastik ja nitritlämmastik gaasiliseks lämmastiks (N₂) ja väljuvad. Kui see protsess ei ole piisav, ei eemaldata üldlämmastikus olevat nitraatlämmastikku tõhusalt. Vastavalt reoveepuhasti tööandmetele, kui denitrifikatsiooni efektiivsus on alla 80%, väheneb üldlämmastiku eemaldamise efekt oluliselt.
Levinud süsinikuallikad, mida denitrifitseerivad bakterid saavad kasutada, on orgaaniline aine, nagu metanool, naatriumatsetaat, glükoos jne. Kui sissevoolus sisalduva orgaanilise süsiniku allika kogus on ebapiisav või kulub see ära puhastusprotsessi käigus, ja õigeaegselt ei lisata täiendavat süsinikuallikat, ei saa denitrifikatsioonireaktsiooni täielikult läbi viia.
Näiteks mõne tööstusliku reovee süsiniku-lämmastiku suhe (C/N) on madal ja selles sisalduvast süsinikuallikast ei piisa tõhusa denitrifikatsiooni toetamiseks. Või on töötlemisprotsessi käigus ebamõistliku protsessi ülesehituse tõttu süsinikuallikat esiotsas üle tarbitud ja denitrifikatsioonifaasi jõudes on süsinikuallikat vähe.
Sel juhul, isegi kui nitrifikatsiooniprotsess suudab edukalt muuta ammoniaaklämmastiku nitraatlämmastikuks, ei saa denitrifikatsiooniks piisava süsinikuallika puudumise tõttu nitraatlämmastikku täielikult eemaldada, mille tulemuseks on madal ammoniaaklämmastiku väljavool, kuid üldlämmastikusisaldus kõrge.
5. Ebaõige lahustunud hapniku kontroll
Lahustunud hapnik mängib reoveepuhastuse nitrifikatsiooni ja denitrifikatsiooni protsessis võtmerolli. Nitrifikatsioonireaktsioonid tuleb läbi viia aeroobsetes tingimustes ja nitrifitseerivate bakterite toetamiseks on vaja suuremat lahustunud hapniku kontsentratsiooni, et muuta ammoniaaklämmastik nitraatlämmastikuks.
Kuid denitrifikatsioonireaktsioonid tuleb läbi viia anoksilises keskkonnas. Kui lahustunud hapniku kontsentratsioon on liiga kõrge, pärsib see denitrifitseerivate bakterite tegevust ja häirib denitrifikatsiooniprotsessi.
Näiteks denitrifikatsioonialal, kui lahustunud hapnik on ebaühtlase õhutamise, ebapiisava segamise või ebamõistliku protsessi ülesehituse tõttu liiga kõrge, pärsitakse denitrifitseerivate bakterite normaalset metabolismi ja denitrifitseerivate ensüümide aktiivsust. See muudab denitrifikatsioonireaktsiooni tõhusaks kulgemise võimatuks. Isegi kui esiotsa nitrifikatsiooniprotsess muudab ammoniaaklämmastiku edukalt nitraatlämmastikuks, ei muutu nitraatlämmastik täielikult lämmastikgaasiks ja ei eraldu denitrifikatsiooni takistuse tõttu, mille tulemuseks on madal ammoniaaklämmastikusisaldus heitvees, kuid kõrge üldlämmastikusisaldus.
Reguleerides protsessi parameetreid, näiteks reguleerides lahustunud hapniku (DO) taset alla 0,5 mg/l, et luua keskkond, mis soodustab denitrifitseerivate bakterite kasvu. Samas saab anoksilises tsoonis viibimisaega pikendades tagada, et nitraatlämmastikus on piisavalt aega gaasiliseks lämmastiks muundumiseks.
6. Sobimatu muda vanus
Muda vanus viitab aktiivmuda keskmisele viibimisajale kogu süsteemis. Erinevatel mikroorganismidel on erinev kasvu- ja paljunemiskiirus, samuti on erinevad nõuded muda vanusele.
Nitrifitseerivad bakterid kasvavad aeglaselt ja vajavad pikemat muda vanust, et tagada nende arvukus ja aktiivsus süsteemis. Kui muda vanus on liiga lühike, väljuvad nitrifitseerivad bakterid süsteemist enne nende täielikku taastootmist ja nitrifikatsioonireaktsiooni ei saa täielikult läbi viia, mille tulemusena väheneb ammoniaaklämmastiku nitraatlämmastikuks muundamise efektiivsus.
Teisest küljest, kui muda vanus on liiga pikk, võib see põhjustada muda vananemist ja mikroobikoosluse struktuuri tasakaalustamatust, mis võib mõjutada denitrifitseerivate bakterite aktiivsust ja kogust, mille tulemuseks on ebapiisav denitrifikatsioon ja nitraatlämmastiku ebaefektiivne muundamine lämmastikuks. gaas, mille tulemuseks on halb üldlämmastiku eemaldamise efekt.
Näiteks tegelikul tööl, kui muda vanus on seatud liiga lühikeseks, et saavutada muda liigset eemaldamist, võib toimuda mittetäielik nitrifikatsioon ja ebapiisav kogus ammoniaaklämmastikku muundatakse nitraatlämmastikuks; ja kui muda vanust liigselt pikendatakse, et säästa muda töötlemise kulusid, võib see põhjustada muda vananemist ja halba denitrifikatsiooniefekti.
7. Protsessi kavandamise vead
Mõnel reoveepuhastil võivad protsessivoolus puududa tõhusad denitrifikatsioonilülid, kuna projekteerimise ajal ei ole piisavalt hinnatud lämmastiku üldeemaldamise nõudeid, näiteks:
1. Anoksilise tsooni ebapiisav maht: Anoksiline tsoon on peamine ala, kus toimub denitrifikatsioon. Kui selle maht on liiga väike, ei suuda see anda piisavalt reaktsiooniruumi ja aega denitrifitseerivate bakterite jaoks, mille tulemuseks on ebapiisav denitrifikatsioon ja halb üldlämmastiku eemaldamise efekt.
2. Ebaühtlane segamine anoksilises tsoonis: Ebaühtlane segamine põhjustab anoksilises tsoonis reovee ebapiisava segunemise ning mõned piirkonnad ei pruugi saada piisavalt süsinikuallikaid ja nitraatlämmastikku, mis mõjutab denitrifikatsiooniefekti.
Projekteerimisvigadest põhjustatud täieliku lämmastiku eemaldamise probleemi puhul on võimalik kaaluda anoksilise tsooni lisamist või muutmist ning hüdrolüüsi ja hapestamise eeltöötluse lisamist, et suurendada orgaanilise aine konversioonikiirust, pakkudes seeläbi rohkem süsinikuallikaid denitrifikatsiooniprotsessi toetamiseks.