Koledzy w dziedzinie oczyszczania wody i nowi wchodzący do branży,Dzisiaj porozmawiamy o czymś, co może wydawać się nieistotne w systemie oczyszczania ścieków, ale odgrywa kluczową rolę.
Kiedy ludzie słyszą termin "źródło węgla", najpierw myślą o organicznych źródłach węgla, takich jak glukoza lub octan sodu, które uważają za główne filary usuwania azotu i fosforu.W rezultacieAle szczerze mówiąc, bez nieorganicznych źródeł węgla, nasze biologiczne systemy leczenia mogłyby "wybuchnąć wściekłości," co prowadzi do gwałtownego spadku efektywności leczenia.
Dziś rozłożymy to krok po kroku, aby wyjaśnić, czym są nieorganiczne źródła węgla i jaką rolę odgrywają w oczyszczaniu ścieków.
Najpierw musimy wyjaśnić: czym jest nieorganiczne źródło węgla?
Bez wątpienia źródła węgla nieorganicznego to związki węgla, które nie mają wiązań węgiel-wodór, innymi słowy źródła węgla bez "organicznego" smaku.Powszechne nieorganiczne źródła węgla, z którymi się spotykamy, to tylko kilka typów., takie jak wodorowęglowodorek sodowy (soda oczyszczona), węglowodorek sodowy, węglowodorek wapnia i kwas węglowy powstający w wyniku rozpuszczania dwutlenku węgla w wodzie.W przeciwieństwie do organicznych źródeł węgla, które wymagają od drobnoustrojów "walki" o rozkład, zanim zostaną wykorzystane, źródła węgla nieorganicznego mają prostszą strukturę.drobnoustroje mogą je bezpośrednio "absorbować" lub nieco przetworzyć do użytkuJest to znacząca zaleta w reakcjach biochemicznych w trakcie oczyszczania ścieków.
Ktoś może zapytać: "Czy nie mamy już źródeł węgla organicznego w systemie oczyszczania ścieków, aby dostarczać energii dla mikroorganizmów?" Uderzasz w gwoździe na głowieRola nieorganicznych źródeł węgla nie jest tylko "backup player" w wielu scenariuszach, jest ona w rzeczywistości "main player".
Rozpocznijmy od podstawowego procesu oczyszczania ścieków - procesu usuwania azotu.Podczas denitryfikacjiJednak proces nitryfikacji nie może się obejść bez nieorganicznych źródeł węgla!Bakterie nitryfikujące to autotroficzne mikroorganizmyCo znaczy "autotroficzny"? It means they don’t rely on consuming organic carbon for survival but instead absorb inorganic carbon sources and utilize the energy generated from oxidizing ammonia nitrogen to synthesize the cellular materials they needPomyśl o tym: jeśli system nitryfikacji nie posiada wystarczających źródeł węgla nieorganicznego, bakterie nitryfikujące nie będą miały wystarczającej ilości "żywności", a ich wzrost i rozmnażanie będą ograniczone.W związku z tym, wydajność przekształcania azotu amoniakowego w azotyn i azotyn znacznie zmniejszy się.
Przykładem praktycznym jest wiele strumieni ścieków przemysłowych, takich jak ścieki chemiczne i ścieki z galwanizacji.mają bardzo niską zawartość węgla organicznego, ale wysoki poziom azotu amoniakuGdy ścieki te trafiają do systemu oczyszczania biochemicznego, dostępne źródła węgla organicznego są niewystarczające do denitryfikacji, nie mówiąc już o zaspokajaniu potrzeb bakterii nitryfikujących.Jeśli tylko dodamy organiczne źródła węgla w tym momencieDlatego musimy uzupełnić nieorganiczne źródła węgla, takie jak wodorowęglan sodu, aby zapewnić bakterie nitryfikujące "żywność".Zapewnia to płynne przebieg reakcji azotoryzacyjnej i tworzy solidne podstawy dla późniejszej denitryfikacji i usuwania azotu..
Oprócz wspierania reakcji nitryfikacyjnej, nieorganiczne źródła węgla pełnią jeszcze jedną kluczową funkcję - utrzymywanie stabilności pH układu biochemicznego.wzrost drobnoustrojów ma bardzo rygorystyczne wymogi pHZbiornik aerobowy wymaga pH między 6,5 a 8.5, natomiast zbiorniki beztlenowe i beztlenowe mają własne odpowiednie zakresy.wytwarzają dużą ilość jonów wodoru, co prowadzi do spadku pH w układzie. Gdy pH maleje, nie tylko aktywność bakterii nitryfikujących jest hamowana, ale również funkcje innych mikroorganizmów,takie jak bakterie heterotroficzne w osadzie aktywnym, są również dotknięte.
W tym momencie, nieorganiczne źródła węgla jak wodorowęglan sodu i węglan sodu wchodzą w grę!Neutralizują jony wodoru wytwarzane podczas reakcji po dodaniu do systemuNa przykład wodorowęglan sodu reaguje z jonami wodoru tworząc dwutlenek węgla i wodę, skutecznie neutralizując kwas bez wytwarzania szkodliwych produktów ubocznych.Dodatkowo uzupełnia ona źródła węgla dla autotroficznych bakterii, co jest rzeczywiście scenariuszem korzystnym dla obu stron.W trakcie uruchamiania często spotykamy sytuacje, w których pH w zbiorniku aerobowym spada.i aktywność drobnoustrojów podąża za tymTen manewr jest praktycznie "standardową procedurą" dla inżynierów zajmujących się oczyszczaniem wody.
Ponadto w procesie wzmocnionego biologicznego usuwania fosforu (EBPR) odgrywają rolę również nieorganiczne źródła węgla.Biologiczne usuwanie fosforu opiera się głównie na organizmach gromadzących polifosforany (PAO), które uwalniają fosfor w fazie beztlenowej, absorbując lotne kwasy tłuszczowe i inne organiczne źródła węgla do przechowywania.PAO rozkładają magazynowaną materię organiczną na energię i nadmiernie wchłaniają fosforW przypadku braku wystarczających źródeł węgla organicznego, w szczególności niskiej zawartości VFA,zarówno procesy uwalniania fosforu, jak i procesy pochłaniania fosforu przez PAO mogą być dotknięteW takich przypadkach odpowiednie dodawanie nieorganicznych źródeł węgla, takich jak wodorowęglan, może pomóc w metabolizmie PAO i poprawić wydajność usuwania fosforu.że podstawowym źródłem węgla do usuwania fosforu biologicznego pozostaje węgiel organiczny, z nieorganicznymi źródłami węgla pełniącymi głównie funkcje pomocnicze i uzupełniające.
Ponadto dla niektórych systemów o wysokiej zawartości soli i wysoce toksycznych ścieków przemysłowych zalety nieorganicznych źródeł węgla są jeszcze bardziej widoczne.Substancje toksyczne w tym rodzaju ściekach mogą hamować aktywność mikroorganizmówW związku z powyższym, w odniesieniu do źródeł węgla nieorganicznego istnieje duża różnica w ich strukturze, co prowadzi do znacznego zmniejszenia wykorzystania źródeł węgla organicznego.autotroficzne mikroorganizmy mają stosunkowo większą tolerancję toksycznościDlatego dodawanie nieorganicznych źródeł węgla może pomóc utrzymać podstawowy metabolizm mikroorganizmów i zapewnić, że system oczyszczania ścieków nie zawali się z powodu niewystarczających źródeł węgla.
W tym momencie niektórzy przyjaciele mogą zapytać: "Jak należy dodawać nieorganiczne źródła węgla w praktycznych zastosowaniach?
Po pierwsze, musi być określony na podstawie jakości wody.dla ścieków o wysokim stężeniu azotu amoniaku i niskiej zawartości węgla organicznego, szczególną uwagę należy zwrócić na zapotrzebowanie na bakterie nitryfikujące i obliczyć dawkę nieorganicznych źródeł węgla.dla każdego 1 mg utlenionego azotu amoniakuPo drugie, metoda dodawania jest również ważna.Najlepiej dodawać ciągle, niż nagle na raz, które mogą zapobiegać drastycznym wahaniom pH systemu i stężeniu węgla w źródle, a także zapewniają stabilne środowisko wzrostu mikroorganizmów.ważne jest, aby zwrócić uwagę na połączenie z źródłami węgla organicznegoNa przykład denitryfikacja wymaga źródeł węgla organicznego, natomiast nitryfikacja wymaga źródeł węgla nieorganicznego.
Oczywiście, nieorganiczne źródła węgla nie są wszechmocne, i mają również ograniczenia.ponieważ bakterie denitryfikujące są mikroorganizmami heterotroficznymi, które nadal zależą od źródeł węgla organicznego w celu dostarczania energiiPonadto nadmierna dawka może również powodować pewne problemy, takie jak wysokie pH systemu lub nadmierna całkowita alkaliczność ścieku, co zwiększa obciążenie późniejszego oczyszczania.Więc w praktyce, musimy dostosować dawkę w oparciu o dane z monitorowania jakości wody w celu osiągnięcia "dokładnego karmienia".
Po tym wszystkim, myślę, że wszyscy mają kompleksowe zrozumienie roli nieorganicznych źródeł węgla w oczyszczaniu ścieków.ale "najlepszy partner"Źródła węgla nieorganicznego odgrywają ważną rolę w wspieraniu reakcji nitryfikacyjnych, stabilizacji pH układu, wspomaganie biologicznego usuwania fosforu,i rozwiązywania problemów związanych z trudnymi do degradacji ściekami przemysłowymi.
W latach walki w przemyśle oczyszczania wody zawsze możemy odkryć, że pozornie nieistotne szczegóły są często kluczem do określenia efektu oczyszczania.Nieorganiczne źródła węgla są taką obecnościąMam nadzieję, że dzisiejsza rozmowa może być pomocna dla wszystkich,i zapraszam również kolegów do rozmowy w sekcji komentarzy o małych sztuczkach i doświadczeniach, które zdobyliście w wykorzystaniu nieorganicznych źródeł węgla w praktycznych operacjach!
