celkový dusík v odpadovej vode

- Jan 11, 2019-

Formy dusíka v odpadovej vode

Celkový dusík (TN) je súčet dusičnan-dusík (NO3-N), dusitan-dusík (NO2-N), amoniak-dusík (NH3-N) a organicky viazaný dusík. Celkový dusík (TN) by sa nemal zamieňať s TKN (celkový kjeldahlovský dusík), ktorý je súčtom amoniakálneho dusíka plus organicky viazaného dusíka, ale nezahŕňa dusičnanový ani dusičnanový dusík.

TN je niekedy regulovaný ako parameter odpadovej vody pre komunálne a priemyselné čističky odpadových vôd, častejšie sa však stanovujú limity pre jednotlivé formy dusíka, ako je napríklad amoniak. Čistiarne, ktoré majú limit TN, budú zvyčajne potrebovať nitrifikovať a denitrifikovať, aby sa dosiahol limit TN. (Pozri Súhrny aplikácií ChemScan č. 94 „Biologické odstraňovanie výživných látok“, č. 96 „Kontrola procesu nitrifikácie“ a č. 59 „Kontrola procesu denitrifikácie“.)

Pretože dusík v odpadovej vode možno nájsť v štyroch hlavných formách (okrem stopového množstva plynného dusíka), každá hlavná forma sa všeobecne analyzuje ako samostatná zložka, pričom celkový dusík sa vypočíta zo súčtu týchto štyroch foriem.

Dusík v čerstvo znečistenej vode je pôvodne prítomný vo forme organického dusíka a amoniaku. Prírodné biochemické procesy pomaly premieňajú organický dusík na amoniak, ktorý je formou dusíka, ktorý je najlepšie využiteľný ako živina pre mikroorganizmy v procese spracovania. (Niektoré odpadové vody môžu mať nedostatok dusíka a vyžadujú si primeranú reprodukciu amoniaku. Pozri zhrnutie aplikácie č. 95 „Vyváženie živín“.) V aeróbnych podmienkach konverzia organického dusíka na amoniak dosahuje vrchol a za vhodných biologických podmienok je biochemická oxiduje sa najskôr na dusitan, potom na dusičnan. Ak sú dusitan a dusík amoniak v minimálnej koncentrácii (na alebo blízko nuly) a dusičnan je na maximálnej hodnote, odpadová voda bola úplne nitrifikovaná. Plne nitrifikovaná odpadová voda bude obsahovať málo alebo žiadny organický dusík, ako je znázornené na obrázku 1.

Metódy laboratórnej analýzy

Meranie organického dusíka je ťažké kvôli potrebe stráviť vzorku pred analýzou, aby sa organický dusík premenil na formu, ktorá sa dá lepšie analyzovať. Kjeldahlova digescia prevádza organický dusík na amoniak, ale vyžaduje zachytávanie destilátu, čo sa nedá ľahko vykonať pomocou online analyzátora v
lúka. Metóda štiepenia persíranom oxiduje všetky dusíkaté zlúčeniny na dusičnany, ale vyžaduje zahrievanie vzorky tráviacim činidlom počas 30 minút pri teplote 110 ° C a pred analýzou ochladenie na teplotu miestnosti. To je tiež ťažké automatizovať v poľných podmienkach.

Metódy analýzy ChemScan

Pretože organický dusík je veľmi malou zložkou celkového dusíka v úplne nitrifikovanom odtoku odpadovej vody, štandardná metóda ChemScan použije súčet individuálnych výsledkov analýzy pre amoniak-dusík (pozri metódu # 4l), dusičnan-dusík (pozri metódu # 56). a dusitan-dusík (pozri metódu # 57). Organický dusík sa dá odhadnúť hlavne z koncentrácie dusitanov a amoniaku. Vysoký dusitanový dusík naznačuje neúplnú nitrifikáciu alebo denitrifikáciu.

Vzorky by sa mali získavať z medziproduktov v rámci procesu odstraňovania živín na účely kontrolných aplikácií. Jednotlivé hodnoty a trendy pre amoniak, dusičnany a dusitany v stredných a odtokových vzorkovacích miestach sú oveľa poučnejšie o stave procesu ako hodnota TN.

Meranie TN v neupravenej odpadovej vode bude vyžadovať analýzu organickej frakcie. Na túto aplikáciu by sa mohla použiť rýchla oxidačná metóda na báze persíranu UV, ale vyžaduje si ďalší čas cyklu a náklady na činidlo. Vzorky surovej odpadovej vody (najmä pred sitom, odstránením piesku, odstránením FOG a primárnym vyčírením) je ťažké analyzovať a majú pochybnú hodnotu. Celkové množstvo dusíka v procese je súčet rozpustného organického dusíka a amoniaku, ktorý prispieva prichádzajúca odpadová voda plus všetok dusík prispievaný kalovou aktivovanou spätnou väzbou plus dusík z akéhokoľvek recirkulačného toku späť z nitrifikačných stupňov procesu úpravy. Ideálnym počiatočným bodom odberu vzorky pre odhad procesného zaťaženia je po pridaní RAS a recirkulácii do primárneho odpadu. Ak sa denitrifikácia vykonáva v počiatočnej anaeróbnej zóne, cenným parametrom pre riadenie procesu môže byť samostatné meranie dusičnanu a dusitanu v prítoku a odtoku do denitrifikačnej zóny.

ChemScan Process Analyzer môže pojať vzorky až do 150 mg / l celkového množstva suspendovaných tuhých látok a zákalu až 60 NTU. Vzorky extrahované z miest v procese spracovania pred sekundárnym čírením zvyčajne prekračujú tieto špecifikácie tuhých látok alebo zákalu. Tieto vzorky budú pred analýzou vyžadovať filtráciu alebo usadenie, aby sa získala vzorka, ktorá spĺňa požiadavky na pevné látky ChemScan a požiadavky na zákal. ChemScan má membránové filtre s priečnym tokom a pórovité plastové cyklické filtre, ktoré sú k dispozícii pre použitie v systémoch on-line analyzátora. Body odberu vzoriek by sa mali zvoliť tak, aby sa zabezpečilo, že tuk, olej a mastnota (FOG) budú dostatočne nízke, aby neinterferovali s metódou filtrácie vzorky vybranou pre systém analyzátora.