Szybka odpowiedź: Biologiczna nitryfikacja-denitryfikacja jest domyślną i najtańszą metodą przy normalnych stężeniach. Powyżej około 500 mg/L zwykle najpierw stosuje się stripping powietrzem lub strącanie struwitu, aby zmniejszyć ładunek. Amoniak to parametr najczęściej pomijany zimą, ponieważ bakterie nitryfikacyjne rosną wolno i są wrażliwe na temperaturę.
Dlaczego amoniak zawodzi, gdy COD przechodzi
To najczęstsza skarga, jaką słyszymy, a jej przyczyna jest biologiczna, a nie mechaniczna. Organizmy usuwające ChZT rosną szybko i tolerują szeroki zakres warunków. Bakterie nitryfikacyjne, które przekształcają amoniak w azotany, rosną znacznie wolniej i są o wiele bardziej wrażliwe na temperaturę, pH, zasadowość i toksyczność.
Zakład o wielkości dostosowanej wygodnie do ładunku ChZT może zatem rzeczywiście mieć zbyt małą objętość reaktora i zbyt krótki wiek osadu, jakich wymaga nitryfikacja. Trzy konkretne pułapki:
- Wiek osadu zbyt krótki. Nitrifikatory są wypłukiwane szybciej, niż się rozmnażają. Zwiększenie wieku osadu to pierwsza rzecz do sprawdzenia i nie kosztuje nic.
- Zasadowość wyczerpana. Nitryfikacja zużywa zasadowość. Gdy się wyczerpie, pH spada i proces zatrzymuje się — wygląda to jak problem toksyczności, ale jest to problem chemiczny.
- Zimna pogoda. Tempo nitryfikacji gwałtownie spada wraz ze spadkiem temperatury. Oczyszczalnia, która przechodzi testy latem, może zawodzić każdej zimy, nawet jeśli nic innego się nie zmieni.
Przed rozważeniem nowego sprzętu, przeanalizuj sześć powodów, dla których oczyszczalnie ścieków nie spełniają warunków pozwolenia na zrzut — kilka z nich ma bezpośrednie zastosowanie tutaj.
Cztery porównywane trasy
| Trasa | Najlepiej działa przy | Mocne strony | Uważaj na |
|---|---|---|---|
| Nitryfikacja–denitryfikacja (biologiczny) | Od niskiego do umiarkowanego poziomu amoniaku | Najtańszy w eksploatacji; usuwa azot całkowicie w postaci azotu gazowego | Wymaga długiego wieku osadu, zasadowości, ciepła i źródła węgla do denitryfikacji |
| Desorpcja powietrzem | Wysoki poziom amoniaku | Radzi sobie ze stężeniami, z którymi biologia nie może; szybko i solidnie | Wymaga podniesienia pH do zakresu zasadowego; przenosi amoniak do powietrza, więc gaz odlotowy musi być oczyszczany |
| Chlorowanie do punktu przełamania | Niska zawartość amoniaku, tylko polerowanie | Szybkie, proste, dobre wykończenie końcowe | Wysoki koszt chemiczny; wytwarza chlorowane produkty uboczne; niepraktyczne przy dużym obciążeniu |
| Strącanie struwitu | Wysoki poziom amoniaku przy obecności fosforanów | Odzyskuje użyteczny produkt nawozowy | Wymaga dozowania magnezu i odpowiedniego stosunku fosforanów; koszt chemikaliów |
Przy wysokim stężeniu ekonomiczny schemat zwykle obejmuje dwa etapy: usunięcie lub wytrącenie większości, a następnie biologiczne doczyszczenie pozostałości. Kierowanie bardzo wysokiego stężenia amoniaku bezpośrednio do etapu biologicznego hamuje biomasę, co jest działaniem przeciwskutecznym.
Prawidłowe prowadzenie biologicznego usuwania azotu
Pełne usunięcie azotu wymaga obu połówek procesu, a druga połowa to ta, o której ludzie zapominają:
- Nitryfikacja (tlenowa) przekształca amoniak w azotan. To usuwa amoniak, ale pozostawia azot w wodzie w postaci azotanu.
- Denitryfikacja (anoksyczny) przekształca azotan w gazowy azot, który opuszcza system. Wymaga źródła węgla i zwraca około połowy zasadowości zużytej przez nitryfikację.
Jeśli pozwolenie ogranicza tylko amoniak, wystarczy sama nitryfikacja. Jeśli ogranicza azot całkowity, potrzebne są oba procesy. Umieszczenie strefy anoksycznej na początku i zawrócenie azotanów do niej pozwala, by COD zawarty w dopływających ściekach służył jako źródło węgla, co pozwala uniknąć kupowania metanolu — warto to uwzględnić w specyfikacji, jeśli ścieki mają nadmiar COD.
Jedno praktyczne ostrzeżenie: denitryfikacja zachodząca tam, gdzie nie jest pożądana — w osadniku wtórnym — wynosi osad na powierzchnię w grudkach z widocznymi pęcherzykami gazu, a ten osad opuszcza układ wraz ze ściekami oczyszczonymi. Wygląda to jak puchnięcie osadu, ale wymaga odwrotnego rozwiązania.
Co należy zmierzyć przed poproszeniem o ofertę
- Stężenie azotu amonowego oraz azotu ogólnego, jeśli pozwolenie określa jego limity
- Natężenie przepływu, ze szczytem
- Zasadowość — rutynowo pomijana i często będąca rzeczywistym ograniczeniem
- Zakres temperatur w ciągu roku, szczególnie minimalna temperatura zimą
- ChZT, aby ocenić, czy dostępny jest węgiel do denitryfikacji
- Fosforan, jeśli rozważane jest odzyskiwanie struwitu
- Sam limit odprowadzania, oraz czy dotyczy on amoniaku czy azotu ogólnego
Określanie wielkości etapu biologicznego na podstawie tych wartości jest omówione w jak dobrać wielkość przemysłowej oczyszczalni ścieków, a zestaw sprzętu ustawiony w Urządzenia do oczyszczania ścieków przemysłowych oraz kompletne systemy.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego mój zakład przechodzi test ChZT, ale nie przechodzi testu amoniaku?
Bakterie nitryfikacyjne rosną znacznie wolniej niż organizmy usuwające ChZT i wymagają dłuższego wieku osadu. Oczyszczalnia zaprojektowana na podstawie ChZT może mieć zbyt małą objętość i zbyt krótki wiek osadu wymagany do nitryfikacji. Najpierw sprawdź wiek osadu i zasadowość — oba te parametry można sprawdzić bezpłatnie.
Dlaczego usuwanie amoniaku pogarsza się zimą?
Szybkość nitryfikacji gwałtownie spada wraz z temperaturą, a nitryfikatory są najwolniejszymi organizmami w oczyszczalni. Reaktor, który sprawdza się latem, może być zbyt mały dla tego samego obciążenia zimą. Projektuj dla zimowego minimum, a nie dla średniej rocznej.
Jaką zasadowość potrzebuję do nitryfikacji?
Nitryfikacja zużywa zasadowość w miarę przebiegu. Gdy zasadowość zostanie wyczerpana, pH spada i proces zatrzymuje się. Należy mierzyć zasadowość w reaktorze, a nie na wlocie. Jeśli jest wyczerpywana, dozowanie alkaliów przywraca wydajność bez żadnego nowego sprzętu.
Kiedy powinienem stosować stripping powietrzny zamiast oczyszczania biologicznego?
Przy wysokich stężeniach amoniaku, gdzie biologia zostałaby zahamowana. Stripping radzi sobie z ładunkami, z którymi biologia nie może, ale wymaga podniesienia pH do zakresu alkalicznego, a gaz odlotowy musi zostać oczyszczony. Typowy schemat to stripping większości, a następnie doczyszczanie biologiczne.
Czy usuwanie amoniaku usuwa azot całkowity?
Nie. Nitryfikacja przekształca amoniak w azotany, które nadal są azotem w wodzie. Aby usunąć azot z systemu, potrzebny jest również anoksyczny etap denitryfikacji, który przekształca azotany w azot gazowy. Sprawdź, co faktycznie ogranicza twoje pozwolenie.
Dlaczego mój osad wypływa na powierzchnię klarownika w postaci grudek?
Zwykle denitryfikacja zachodząca w osadniku: pęcherzyki azotu tworzą się i unoszą kożuch osadu. Przypomina to puchnięcie osadu, ale wymaga odwrotnego rozwiązania. Zanim cokolwiek zmienisz, poszukaj pęcherzyków gazu w unoszących się grudkach, aby je rozróżnić.
Prześlij swoje stężenie amoniaku, przepływ, zakres temperatur i limit zrzutu, a my zaproponujemy trasę: poproś o propozycję usuwania amoniaku.
Ten artykuł jest częścią naszego przewodnika po municipal and industrial wastewater sludge.