В настоящее время «азот» является важной темой, которую невозможно обойти в сфере очистки сточных вод. Многие операторы очистных сооружений уделяют наибольшее внимание азоту, гораздо большему, чем ХПК и фосфору, поскольку трудность его удаления самая высокая. В процессе эксплуатации ежедневно контролируют показатели азота: аммиачный азот, общий азот, нитратный азот и нитритный азот.
А если вдруг спросить: Сколько видов азота содержится в сточных водах? Каковы их отношения?
Многие люди могут на мгновение озадачиться. Большинство людей имеют хорошее представление только о «аммиачном азоте, общем азоте» и не имеют четкого представления о взаимосвязи между другими типами азота. Перечислите индикаторы азота, с которыми мы можем столкнуться при очистке сточных вод, включая аммиачный азот, общий азот, органический азот, неорганический азот, нитратный азот, нитритный азот и азот Кьельдаля.
При таком большом количестве показателей азота отношения между тем, кто с кем взаимодействует, кто с кем взаимодействует и кто кого включает, являются сложными. На самом деле азот – это не простое вещество в сточных водах, а постоянно меняющаяся семейная система. Если рассматривать очистку сточных вод как путешествие, то азот в сточных водах также живет собственной «жизнью». Сегодня в этой статье мы разберемся в запутанных взаимоотношениях, связанных с этим.
Азот в сточных водах можно разделить на две категории.
С точки зрения широкой классификации азот в сточных водах в основном делится на две категории:
органический азот
неорганический азот
Понимание этих двух типов азота является первым шагом к пониманию форм азота в сточных водах.
Давайте сначала поговорим об органическом азоте. Проще говоря, органический азот — это азот, скрытый в органических веществах.
например
белок
аминокислота
мочевина
органический амин
Пептидные соединения
Нитросоединения
Эти вещества очень распространены в бытовых сточных водах, пищевых сточных водах и сточных водах аквакультуры.
Например, кусок мяса, миска остатков риса, вода для мытья овощей и человеческие экскременты содержат большое количество органического азота.
И еще один тип: неорганический азот.
В сточных водах присутствуют три основные формы неорганического азота:
аммиачный азот
Нитритный азот
Нитратный азот
Эти три типа азота являются наиболее важными формами в процессе очистки сточных вод. Часто индикаторы, которые мы тестируем, на самом деле сосредоточены вокруг этих трех типов азота.
Органический азот: «примитивная форма» азота.
В начале поступления на очистные сооружения большая часть азота на самом деле представляет собой органический азот.
Потому что сами бытовые сточные воды наполнены различными органическими соединениями.
Эти органические соединения азота не будут удалены напрямую, они сначала подвергнутся процессу: аммонификации.
Проще говоря, микроорганизмы разлагают органику.
Во время этого процесса такие вещества, как белки и аминокислоты, постепенно разлагаются, в конечном итоге высвобождая очень знакомое вещество: аммиачный азот. Поэтому в системах очистки сточных вод часто наблюдается ситуация, когда аммиачный азот не уменьшается, а увеличивается. Многие начинающие операторы будут сильно нервничать, увидев эти данные, думая, что в системе возникла проблема. На самом деле в этом нет необходимости, иногда просто потому, что органический азот в системе разлагается.
Другими словами, органический азот превращается в аммиачный азот. ,
Аммиачный азот (NH ∝ - N): наиболее привычный показатель для очистных сооружений.
Если у азота сточных вод есть «главный герой», то это должен быть аммиачный азот. Потому что практически все очистные сооружения будут ориентироваться на этот показатель. Есть две причины, почему аммиачный азот важен.
Одна из причин заключается в том, что это оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Попадая в воду, аммиачный азот потребляет большое количество растворенного кислорода и также может быть токсичен для рыб.
Другая причина заключается в том, что аммиачный азот является отправной точкой реакции денитрификации.
В системах биологической очистки аммиачный азот утилизируется особым видом бактерий, называемых нитрифицирующими бактериями.
В аэробных условиях нитрифицирующие бактерии постепенно окисляют аммиачный азот. Однако этот процесс не завершается за один этап. Но это двухэтапный-процесс.
Нитритный азот (NO ₂⁻ - N): «промежуточная станция» в процессе денитрификации.
Первым продуктом окисления аммиачного азота является нитритный азот, который на многих очистных сооружениях фактически нестабильен. Потому что однажды сформировавшись, он обычно продолжает быстро окисляться.
Но в некоторых случаях содержание нитритного азота может внезапно увеличиться.
например
Нарушена система нитрификации.
Недостаточно растворенного кислорода
изменение температуры
Нестабильный возраст осадка
В этот момент в системе может накапливаться нитритный азот.
Нитритный азот имеет особенность: он более токсичен, чем аммиачный азот.
Если концентрация слишком высока, это может не только повлиять на микроорганизмы, но и повлиять на качество сточных вод.
Многие операторы нервничают, когда видят увеличение содержания нитритного азота.
Нитратный азот (NO ∝⁻ - N): заключительный этап денитрификации.
На втором этапе реакции нитрификации нитритный азот будет продолжать окисляться.
Окончательное образование: нитратный азот.
Этот процесс также требует кислорода и участия другого типа бактерий.
Когда система работает стабильно, большая часть аммиачного азота в конечном итоге превратится в нитратный азот.
Но дело еще не закончено. Если он остановится здесь, азот все равно останется в воде.
Таким образом, очистным сооружениям все еще нужен еще один шаг: денитрификация.
В условиях гипоксии денитрифицирующие бактерии постепенно восстанавливают нитратный азот.
Наконец, создайте газ: азот.
Азот будет выделяться из воды и возвращаться в воздух.
На этом этапе азот действительно удаляется.
Общий азот (TN) на самом деле представляет собой большую совокупность семейств азота.
В системе онлайн-мониторинга перед очисткой сточных вод мониторинг общего азота теперь является фиксированным элементом, в который не может попасть молния, что указывает на его важность. Многие люди могут почувствовать себя немного абстрактно, когда впервые столкнутся с этим индикатором. На самом деле это довольно легко понять. Общий азот представляет собой сумму всех форм азота:
органический азот
аммиачный азот
Нитритный азот
Нитратный азот
Вместе они составляют общее содержание азота в воде. Иногда уровень аммиачного азота в системе уже очень низок, но общий азот все еще высок.
Причиной часто является то, что нитратный азот не был дополнительно удален. Это также причина, по которой на многих очистных сооружениях необходимо устанавливать системы денитрификации.
От органического азота к азоту: полное путешествие
Если представить процесс изменения азота в сточных водах в виде маршрута, то он будет примерно следующим:
Этот путь на самом деле является тем, что мы часто называем процессом биологической денитрификации.
Казалось бы, простой путь, но за ним скрывается сложный проект, завершенный совместным трудом бесчисленных микроорганизмов.
Каждый этап требует подходящих условий окружающей среды.
растворенный кислород
температура
источник углерода
Возраст осадка
Все эти факторы повлияют на «азотное путешествие».
В заключение
При очистке сточных вод «азот» не является простым показателем. Это больше похоже на постоянно меняющуюся цепочку.
От азота в органических веществах до аммиачного азота, затем до нитратного азота и, наконец, до газообразного азота, возвращающегося в воздух.
Весь процесс на самом деле представляет собой цикл с доминированием микробов.
Когда мы по-настоящему поймем эти различные формы азота, нам станет легче понять многие явления в системах очистки сточных вод.
например
Почему вдруг увеличивается аммиачный азот
Почему накапливается нитрит
Почему общий азот всегда трудно соответствовать стандарту
Ответы на многие эксплуатационные проблемы на самом деле скрыты в этих «азотных изменениях».