Kako izmjeriti stopu denitrifikacije u tretmanu otpadnih voda: Vodič korak-po-korak

Razumevanjestopa denitrifikacijeu anoksičnom rezervoaru je kritičan za optimizaciju tretmana otpadnih voda, osiguravanje kvaliteta otpadnih voda i izračunavanje ispravnogdoza izvora ugljenika. Ovaj vodič objašnjava laboratorijsku proceduru za mjerenje stopa denitrifikacije pomoću aktivnog mulja, kao i kako primijeniti rezultate u stvarnim pogonima postrojenja.

Stopa denitrifikacije kvantificira količinu nitratnog dušika (NE₃⁻-N) troši jedan gram mulja na sat. Faktori koji utiču na ovu stopu uključuju:

Temperatura vode

Starost mulja

Vrsta izvora ugljika

Mikrobna aktivnost mulja

Projektne vrijednosti su često teorijske (npr. 0,05 mg NO₃⁻-N/g·h), ali stvarne radne brzine mogu biti mnogo niže (npr. 0,02 mg NO₃⁻-N/g·h), što čini precizno mjerenje bitnim zaoptimizacija izvora ugljenika.

laboratorijska oprema:

Konične tikvice (250–500 mL) sa gumenim čepovima

Magnetna ili ručna mješalica

Tajmer

Špricevi od 50 mL i boce za uzorke

Podešavanje filtracije (filter papir i lijevak, ili vakuum uređaj)

Spektrofotometar za mjerenje nitratnog azota

Prijenosni mjerač rastvorenog kiseonika (DO).

reagensi:

Kalijum nitrat (analitička kvaliteta)

Izvor ugljika: natrijum acetat ili glukoza

Uzorak3-4 litre aktivnog muljaodkraj anoksičnog rezervoara. Nemojte koristiti mulj iz aerobnih ili anaerobnih rezervoara.

Prevoz mulja u laboratorijuu roku od 1 sata.

Prikupite uzorke dovodne i efluentne vode iz anoksičnog rezervoara za osnovna mjerenja nitrata.

Savjet:Mulj na kraju anoksičnog spremnika sadrži stabilizirane denitrificirajuće bakterije, osiguravajući pouzdane podatke o brzini denitrifikacije.

MjeraMLSS(iliMLVSSako je moguće) korištenjem standardnih laboratorijskih metoda.

Sipajte mulj u konusnu tikvicu, ostavljajući 1/3 zapremine za mešanje.

Prethodno miješajte 30 minuta da se ukloni zaostali nitratni dušik (pre-miješanje).

Izmjeriti supernatant nitratnog azota; nastavite miješati ako nivoi ostanu visoki.

Pripremite arastvor nitrata visoke{0}}koncentracije(npr. 10 mg NO₃⁻-N/mL).

Dodati dovoljno rastvora nitrata da se postigne30–40 mg/L nitratnog azotau tikvici.

Odmah promiješajte i uzmite anula{0}}vremenski uzorak (0 min). Filtrirajte i snimite.

Uzmite dodatne uzorke svakih 30 minuta: 30, 60, 90 minuta (opciono 120 minuta). Odmah filtrirajte.

Održavajtenizak DO (<0.1 mg/L)tokom eksperimenta. Podesite brzinu mešanja kako biste izbegli ulazak vazduha.

Iscrtajte koncentracije nitratnog azota na četiri tačke uzorkovanja u Excel tabeli-vrijeme na x-osi i koncentraciju nitratnog dušika na y-osi. Obično će se pojaviti prava linija-nadolje. Nagib ove linije predstavlja brzinu kojom se nitratni dušik smanjuje tokom vremena, izraženo u mg NO₃⁻-N/(L·h). Podijelite ovaj nagib sa koncentracijom mulja (MLSS ili MLVSS) u tikvici da biste dobili specifičnu brzinu denitrifikacije.

Na primjer: Ako je MLSS miješane tekućine u tikvici 3500 mg/L (3,5 g/L), a nagib smanjenja nitratnog azota je 5,0 mg/(L·h), tada je specifična stopa denitrifikacije 5,0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻/-}. Konvertujući u MLVSS, ako je odnos MLVSS/MLSS 0,65, stopa denitrifikacije zasnovana na MLVSS je 1,43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS·h). Izraženo u standardnim jedinicama, ovo je 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

U stvarnom radu, normalna stopa denitrifikacije je 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h). Vrijednosti ispod 2 ukazuju na slabu aktivnost mulja ili nisku temperaturu vode, dok vrijednosti iznad 5 označavaju visoko aktivan mulj.

primjer:

MLSS=3,500 mg/L (3,5 g/L)

Smanjenje nitrata=5 mg/(L·h)

Specifična stopa=5 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS·h)

MLVSS/MLSS=0.65 → Stopa=2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h)

referenca:Normalne količine se kreću od 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Izračunajte ukupne aktivne mikroorganizme u anoksičnom rezervoaru:

Ukupni MLVSS (kg)=MLVSS (g/L)×Zapremina rezervoara (m³)

Pomnožite sa izmjerenom stopom denitrifikacije da dobijetednevni kapacitet uklanjanja nitrata(kg/dan).

Uporedite sa potrebnim uklanjanjem nitrata (ulazna koncentracija – ciljni efluent).

Dodajte izvor ugljika da popunite prazninu:

Natrijum acetat: 3,5–5 g/g NO₃⁻-N

Glukoza: 2,5–3,5 g/g NO₃⁻-N

primjer:

Protok: 10.000 m³/d, MLVSS: 2.500 mg/L, zapremina rezervoara: 2.000 m³

Ukupna MLVSS: 5.000 kg

Stopa denitrifikacije: 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) → 264 kg/dan uklanjanja

Ako je potrebno uklanjanje < 264 kg/dan → dodajte izvor ugljenika da biste postigli cilj.

Stope denitrifikacije su niže zimi zbog smanjene mikrobne aktivnosti.

Provedite eksperimente uljeto (maks. stopa)izima (minimalna stopa).

Interpolirajte srednje stope kako biste prilagodili doziranje izvora ugljika tijekom cijele godine.