Краткий ответ: Биологическая нитрификация-денитрификация является методом по умолчанию и самым дешёвым при нормальных концентрациях. Выше примерно 500 мг/л отдувка воздухом или осаждение струвита обычно применяются в первую очередь для снижения нагрузки. Аммиак — это параметр, который чаще всего упускают зимой, потому что нитрифицирующие бактерии растут медленно и чувствительны к температуре.
Почему аммиак не удаляется, когда ХПК проходит
Это самая распространённая жалоба, которую мы слышим, и причина биологическая, а не механическая. Организмы, удаляющие ХПК, растут быстро и переносят широкий диапазон условий. Нитрифицирующие бактерии, превращающие аммиак в нитрат, растут гораздо медленнее и гораздо более чувствительны к температуре, pH, щёлочности и токсичности.
Поэтому очистное сооружение, рассчитанное с запасом по нагрузке ХПК, может испытывать реальную нехватку объёма реактора и возраста ила, необходимых для нитрификации. Три конкретные ловушки:
- Слишком короткий возраст ила. Нитрификаторы вымываются быстрее, чем размножаются. Увеличение возраста ила — первое, что нужно проверить, и это ничего не стоит.
- Щёлочность исчерпана. Нитрофикация потребляет щёлочность. Когда она заканчивается, pH падает, и процесс останавливается — это выглядит как проблема токсичности, но на самом деле это проблема химии.
- Холодная погода. Скорость нитрофикации резко падает с понижением температуры. Завод, который проходит проверку летом, может не проходить каждую зиму, и ничего больше не меняется.
Прежде чем рассматривать новое оборудование, проработайте шесть причин, по которым очистные сооружения не проходят по разрешению на сброс — несколько из них применимы непосредственно здесь.
Четыре маршрута в сравнении
| Маршрут | Лучше всего работает при | Сильные стороны | На что обратить внимание |
|---|---|---|---|
| Нитро-денитрификация (биологическая) | Низкий или умеренный уровень аммиака | Самый дешёвый в эксплуатации; полностью удаляет азот до газообразного азота | Требует длительного возраста ила, щёлочности, тепла и источника углерода для денитрификации |
| Отдувка воздухом | Высокая концентрация аммиака | Обрабатывает концентрации, недоступные биологии; быстро и надёжно | Требуется повышение pH до щелочного диапазона; переносит аммиак в воздух, поэтому отходящий газ необходимо очищать |
| Хлорирование до точки перелома | Низкая концентрация аммиака, только доочистка | Быстро, просто, хорошая финишная корректировка | Высокие затраты на химикаты; образует хлорированные побочные продукты; нецелесообразно при высокой нагрузке |
| Осаждение струвита | Высокое содержание аммиака при наличии фосфата | Позволяет получить пригодный для использования продукт-удобрение | Требуется дозирование магния и правильное соотношение фосфата; затраты на химикаты |
При высокой концентрации экономически целесообразная схема обычно включает две стадии: отгонка или осаждение основной массы, затем биологическая доочистка остатка. Подача очень высокого содержания аммиака напрямую на биологическую стадию угнетает биомассу, что сводит усилия на нет.
Как правильно организовать биологическое удаление азота
Полное удаление азота требует обеих половин процесса, и вторую половину люди забывают:
- Нитрификация (аэробный) превращает аммиак в нитрат. Это удаляет аммиак, но оставляет азот в воде в виде нитрата.
- Денитрификация (аноксидный) превращает нитрат в газообразный азот, который покидает систему. Ей нужен источник углерода, и она возвращает примерно половину щёлочности, которую потребила нитрификация.
Если ваш разрешительный документ ограничивает только аммиак, достаточно одной нитрификации. Если он ограничивает общий азот, нужны обе стадии. Размещение аноксидной зоны первой и рециркуляция нитрата обратно в неё позволяет собственному ХПК поступающих сточных вод служить источником углерода, что избавляет от покупки метанола — стоит указать это, если в ваших сточных водах есть избыток ХПК.
Одно практическое предупреждение: денитрификация там, где вы её не хотите — в осветлителе — поднимает ил на поверхность комками с видимыми пузырьками газа, и этот ил уходит с вашими сточными водами. Это выглядит как вспухание ила, но требует противоположного решения.
Что нужно измерить перед запросом предложения
- Концентрация аммонийного азота и общего азота, если ваш разрешительный документ его ограничивает
- Расход, с пиковым
- Щёлочность — обычно упускается из виду и часто является фактическим ограничением
- Температурный диапазон в течение года, особенно зимний минимум
- ХПК, чтобы судить, есть ли углерод для денитрификации
- Фосфат, если рассматривается извлечение струвита
- Сам предел сброса и то, аммиак это или общий азот
Расчёт биологической ступени исходя из этих показателей рассматривается в как рассчитать размер промышленной установки биологической очистки сточных вод, а оборудование устанавливается в оборудование для очистки промышленных сточных вод и комплексные системы.
Часто задаваемые вопросы
Почему моя установка проходит по ХПК, но не проходит по аммиаку?
Нитрофицирующие бактерии растут гораздо медленнее, чем организмы, удаляющие ХПК, и нуждаются в более длительном возрасте ила. Сооружение, рассчитанное по ХПК, может иметь недостаточный объём и возраст ила, необходимые для нитрификации. Сначала проверьте возраст ила и щёлочность — и то, и другое можно проверить бесплатно.
Почему удаление аммония ухудшается зимой?
Скорость нитрификации резко падает с температурой, а нитрификаторы — самые медленно растущие организмы на станции. Реактор, который работает летом, может быть недостаточным для той же нагрузки зимой. Проектируйте по зимнему минимуму, а не по среднегодовому значению.
Какая щёлочность нужна для нитрификации?
Нитрификация потребляет щёлочность по мере протекания. Когда щёлочность исчерпана, pH падает, и процесс останавливается. Измеряйте щёлочность в реакторе, а не на входе. Если она истощается, дозирование щёлочи восстанавливает работу без какого-либо нового оборудования.
Когда следует использовать отдувку воздухом вместо биологической очистки?
При высоких концентрациях аммония, где биология была бы подавлена. Отдувка справляется с нагрузками, которые биология не может, но требует повышения pH в щелочной диапазон, и отходящий газ должен подвергаться очистке. Обычная схема — отдуть основную массу, затем доочистить биологически.
Удаляет ли удаление аммония общий азот?
Нет. Нитрификация превращает аммиак в нитрат, который всё ещё остаётся азотом в воде. Чтобы удалить азот из системы, вам также нужна аноксидная стадия денитрификации, которая превращает нитрат в газообразный азот. Проверьте, что именно ограничивает ваше разрешение.
Мой ил всплывает на поверхность отстойника комками. Почему?
Обычно это денитрификация, происходящая в отстойнике: образуются пузырьки газообразного азота и поднимают слой ила. Это похоже на вспухание, но требует противоположного решения. Прежде чем что-либо менять, поищите пузырьки газа во всплывающих комках, чтобы их различить.
Пришлите вашу концентрацию аммиака, расход, диапазон температур и предельное значение сброса, и мы предложим маршрут: запросить предложение по удалению аммиака.