Tällä hetkellä "typpi" on tärkeä aihe, jota ei voida välttää jätevedenkäsittelyteollisuudessa. Monet jätevedenpuhdistamojen käyttäjät kiinnittävät eniten huomiota typpeen, paljon korkeampaan kuin COD:iin ja fosforiin, koska sen poistovaikeus on suurin. Käyttöprosessin aikana he seuraavat näitä typpiindikaattoreita päivittäin: ammoniakkityppeä, kokonaistyppeä, nitraattityppeä ja nitriittityppeä.
Mutta jos yhtäkkiä kysytään: Kuinka monta typpeä jätevedessä on? Mikä on heidän suhteensa?
Monet ihmiset voivat todella hämmästyä hetkeksi. Useimmilla ihmisillä on vain hyvä käsitys "ammoniumtypestä, kokonaistyppestä", eivätkä he ole selvillä muiden typen tyyppien välisestä suhteesta. Luettele typen indikaattorit, joiden kanssa voimme joutua kosketuksiin jäteveden käsittelyssä, mukaan lukien ammoniakkityppi, kokonaistyppi, orgaaninen typpi, epäorgaaninen typpi, nitraattityppi, nitriittityppi ja Kjeldahlin typpi,
Koska typpiindikaattoreita on niin monia, suhteet sen välillä, kuka on vuorovaikutuksessa kenen kanssa, kuka on vuorovaikutuksessa kenen kanssa ja kuka sisältää kenet, ovat monimutkaisia. Itse asiassa typpi ei ole yksinkertainen aine jätevedessä, vaan jatkuvasti muuttuva perhejärjestelmä. Jos jäteveden käsittely nähdään matkana, niin myös jäteveden typpi elää omaa "elämäänsä". Tänään tässä artikkelissa selvitämme asiaan liittyvät monimutkaiset suhteet.
Jäteveden typpi voidaan itse asiassa jakaa kahteen luokkaan
Laajasta luokittelun näkökulmasta jäteveden typpi jaetaan pääasiassa kahteen luokkaan:
orgaaninen typpi
epäorgaaninen typpi
Näiden kahden typen tyyppien ymmärtäminen on ensimmäinen askel jäteveden typen muotojen ymmärtämisessä.
Puhutaanpa ensin orgaanisesta typestä. Yksinkertaisesti sanottuna orgaaninen typpi on orgaaniseen aineeseen piilotettua typpeä
esimerkiksi
proteiinia
aminohappo
urea
orgaaninen amiini
Peptidiyhdisteet
Nitroyhdisteet
Nämä aineet ovat hyvin yleisiä talousjätevesissä, elintarvikejätevesissä ja vesiviljelyjätevesissä.
Esimerkiksi lihapala, kulhollinen riisiä, vihannesten pesuvesi ja ihmisen ulosteet sisältävät kaikki suuren määrän orgaanista typpeä.
Ja toinen tyyppi on: epäorgaaninen typpi
Jätevedessä on kolme päämuotoa epäorgaanista typpeä:
ammoniakkityppeä
Nitriittityppi
Nitraattityppi
Nämä kolme typen tyyppiä ovat tärkeimmät muodot jätevedenkäsittelyprosessissa. Monta kertaa testaamamme indikaattorit keskittyvät itse asiassa näiden kolmen typen tyyppien ympärille.
Orgaaninen typpi: typen "alkukantainen muoto".
Jätevedenpuhdistamoon saapumisen alussa suurin osa typestä on itse asiassa orgaanista typpeä.
Koska kotitalousjätevesi on täynnä erilaisia orgaanisia yhdisteitä.
Näitä orgaanisia typpiyhdisteitä ei poisteta suoraan, vaan ne käyvät ensin läpi prosessin: ammonifikaation
Yksinkertaisesti sanottuna mikro-organismit hajottavat orgaanista ainetta.
Prosessin aikana aineet, kuten proteiinit ja aminohapot, hajoavat vähitellen, ja lopulta vapautuu hyvin tuttua ainetta: ammoniakkityppeä. Siksi jätevedenkäsittelyjärjestelmissä on tavallista nähdä tilanne, jossa ammoniakkityppi ei vähene, vaan lisääntyy. Monet aloittelijat ovat erittäin hermostuneita nähdessään nämä tiedot, koska he ajattelevat, että järjestelmässä on ongelma. Itse asiassa se on tarpeetonta, joskus se johtuu vain siitä, että järjestelmän orgaaninen typpi hajoaa.
Toisin sanoen orgaaninen typpi muuttuu ammoniakkitypeksi. ,
Ammoniakkityppi (NH ∝ - N): tutuin indikaattori jätevedenpuhdistamoissa
Jos jäteveden typellä on "päähenkilö", sen on oltava ammoniakkityppeä. Koska melkein kaikki jätevedenpuhdistamot keskittyvät tähän indikaattoriin. On kaksi syytä, miksi ammoniakkityppi on tärkeä.
Yksi syy on se, että sillä on merkittävä vaikutus ympäristöön. Veteen joutuessaan ammoniakkityppi kuluttaa suuren määrän liuennutta happea ja voi olla myrkyllistä myös kaloille.
Toinen syy on se, että ammoniakkityppi on denitrifikaatioreaktion lähtökohta.
Biologisissa käsittelyjärjestelmissä ammoniakkityppeä hyödyntävät erikoisbakteerit, joita kutsutaan nitrifioiviksi bakteereiksi.
Aerobisissa olosuhteissa nitrifioivat bakteerit hapettavat vähitellen ammoniakkityppeä. Tämä prosessi ei kuitenkaan tapahdu yhdessä vaiheessa. Mutta se on kaksivaiheinen-prosessi.
Nitriittityppi (NO ₂⁻ - N): "väliasema" denitrifikaatioprosessissa
Ammoniakkitypen hapettumisen ensimmäinen tuote on nitriittityppi, joka on itse asiassa epävakaa monissa jätevedenpuhdistamoissa. Koska muodostumisen jälkeen se yleensä jatkaa nopeasti hapettumista.
Mutta joissakin tapauksissa nitriittityppi voi yhtäkkiä lisääntyä.
esimerkiksi
Vaikutus vaikuttaa nitrifikaatiojärjestelmään
Liuennutta happea ei ole riittävästi
lämpötilan muutos
Epävakaa lietteen ikä
Tässä vaiheessa nitriittityppeä voi kertyä järjestelmään.
Nitriittitypellä on ominaisuus: se on myrkyllisempää kuin ammoniakkityppi.
Jos pitoisuus on liian korkea, se voi vaikuttaa mikro-organismien lisäksi myös jäteveden laatuun.
Niin monet käyttäjät ovat hermostuneita nähdessään nitriittitypen lisääntymisen.
Nitraattityppi (NO ∝⁻ - N): denitrifikaation viimeinen vaihe
Nitrifikaatioreaktion toisessa vaiheessa nitriittityppi hapettuu edelleen.
Lopullinen muodostus: nitraattityppi
Tämä prosessi vaatii myös happea ja toisen tyyppisten bakteerien osallistumista.
Kun järjestelmä toimii vakaasti, suurin osa ammoniakkitypestä muuttuu lopulta nitraattitypeksi.
Mutta asia ei ole vielä ohi. Jos se pysähtyy tähän, typpeä jää edelleen veteen.
Joten jätevedenpuhdistamo tarvitsee vielä yhden vaiheen: denitrifikaation.
Hypoksisissa olosuhteissa denitrifioivat bakteerit vähentävät asteittain nitraattityppeä.
Luo lopuksi kaasu: typpi
Typpi vapautuu vedestä ja palaa ilmaan.
Tässä vaiheessa typpi on todella poistettu.
Kokonaistyppi (TN) on itse asiassa suuri kokoelma typpiperheitä
Jätevedenkäsittelyä edeltävässä verkkoseurantajärjestelmässä typen kokonaisvalvonta on nyt kiinteä kohde, johon salama ei voi iskeä, mikä osoittaa sen tärkeyden. Monet ihmiset saattavat tuntea olonsa hieman abstraktiksi, kun he kohtaavat tämän indikaattorin ensimmäistä kertaa. Se on itse asiassa aika helppo ymmärtää. Kokonaistyppi on kaikkien typen muotojen summa:
orgaaninen typpi
ammoniakkityppeä
Nitriittityppi
Nitraattityppi
Ne yhdessä muodostavat veden kokonaistyppipitoisuuden. Joskus ammoniakkitypen määrä järjestelmässä on jo hyvin alhainen, mutta kokonaistyppi on edelleen korkea.
Syynä on usein se, että nitraattityppeä ei ole enää poistettu. Tämä on myös syy siihen, miksi monet jätevedenpuhdistamot joutuvat asentamaan denitrifikaatiojärjestelmiä.
Orgaanisesta typestä typpeen: täydellinen matka
Jos jäteveden typen muutosprosessi piirretään reittinä, se olisi suunnilleen seuraava:
Tätä reittiä kutsumme usein biologiseksi denitrifikaatioprosessiksi.
Näennäisesti yksinkertaiselta tieltä, sen takana on monimutkainen projekti, jonka suorittavat lukemattomat mikro-organismit työskentelevät yhdessä.
Jokainen vaihe vaatii sopivat ympäristöolosuhteet.
liuennutta happea
lämpötila
hiilen lähde
Lietteen ikä
Kaikki nämä tekijät vaikuttavat tähän "typpimatkaan".
Lopuksi
Jätevedenkäsittelyssä "typpi" ei ole yksinkertainen indikaattori. Se on enemmän kuin jatkuvasti muuttuva ketju.
Orgaanisessa aineessa olevasta typestä ammoniakkitypeksi, sitten nitraattitypeksi ja lopuksi ilmaan palaavaksi typpikaasuksi.
Koko prosessi on itse asiassa mikrobien hallitsema kierto.
Kun todella ymmärrämme nämä erilaiset typen muodot, on helpompi ymmärtää monia ilmiöitä jätevedenkäsittelyjärjestelmissä.
esimerkiksi
Miksi ammoniakkityppi lisääntyy yhtäkkiä?
Miksi nitriitti kerääntyy
Miksi kokonaistyppeä on aina vaikea täyttää standardia?
Vastaukset moniin toimintaongelmiin ovat itse asiassa piilossa näiden "typpimuutosten" sisällä.