Para sa industriyal na wastewater na may iisang sangkap lamang at kakulangan ng mga sustansya ng nitroheno at posporus, ang napapanahon at naaangkop na pagdaragdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus ay partikular na mahalaga.
Ang nitroheno, posporus, at iba pang sustansya ay mahahalagang salik sa pagpapanatili ng paglaki at pagpaparami ng mga mikroorganismo. Kung ang mga pangangailangan ng mga mikroorganismo para sa mga sustansya (N, P) ay hindi matutugunan, ang mga mikroorganismo ay hindi maaaring lumaki at magparami nang normal, at ang tungkulin ng paglilinis ng activated sludge para sa wastewater ay mawawala rin kasabay ng pagtatapos ng buhay ng mga mikroorganismo. Samakatuwid, para sa mga industriyal na wastewater na may iisang sangkap at kakulangan ng mga sustansya ng nitroheno at posporus, ang napapanahon at angkop na pagdaragdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus ay lalong mahalaga.
1. Ang pangangailangan ng N at P para sa activated sludge
Ang N at P ay mahahalagang bahagi ng pangunahing katawan ng mga activated sludge-microorganism. Samakatuwid, ang batayan para sa pag-unawa sa mga pangangailangan sa nutrisyon ng mga mikroorganismo ay ang pag-unawa sa kemikal na komposisyon ng mga selula. Ipinapakita ng kemikal na pagsusuri ng mga selula na ang mga microbial cell ay naglalaman ng malaking dami ng tubig (mga 80%), at ang natitira ay tuyong bagay (mga 20%), at ang tuyong bagay ay binubuo ng organikong bagay (mga 90%) at inorganikong bagay (mga 10%). Sa mga organikong sangkap, ang carbon ang nangunguna (mga 53.1%), at ang nitrogen ang pangatlo (mga 12.4%); sa mga inorganikong sangkap, ang phosphorus ang nangunguna (50%), at ang natitira ay sulfur, sodium, atbp. Karaniwan, ang mga microbial cell ay maaaring ipahayag bilang C60H87O23N12P, na nagpapakita na ang N at P ay kailangang-kailangan ng mga mikroorganismo.
Sa kabilang banda, karamihan sa mga bahagi ng wastewater ay kumplikado at karaniwang nagbibigay ng iba't ibang sustansya na kailangan ng mga mikroorganismo, ngunit para sa mga industriyal na wastewater na may medyo simpleng mga bahagi, ang relatibong nilalaman ng N at P sa wastewater ay napakaliit. Ayon sa batas ng minimum na salik – ang paglaki ng mikrobyo ay nalilimitahan ng sustansya na may pinakamababang relatibong nilalaman kaysa sa pinakamababang absolutong nilalaman – makikita na kapag gumagamit ng mga biyolohikal na pamamaraan upang gamutin ang wastewater ng industriya, ang N at P ay malamang na maging mga limiting factor. Samakatuwid, kapag gumagamit ng activated sludge method upang gamutin ang wastewater ng industriya gamit ang mga simpleng bahagi, kinakailangan ang pagdaragdag ng nitrogen at phosphorus.
2. Epekto ng dosis ng N at P sa activated sludge
Ang mga elemento ng sustansya (N at P) ay napakahalaga sa kultura ng activated sludge at mga normal na yugto ng operasyon. Samakatuwid, ang epekto ng dosis ng nitroheno at posporus sa paggamot ng industrial wastewater gamit ang iisang bahagi sa pamamagitan ng activated sludge method ay ang mga sumusunod:
1. Hindi sapat na dosis ng N at P
Sa pamamaraan ng activated sludge, ang epekto ng hindi sapat na dosis ng nitrogen at phosphorus sa paggamot ng wastewater ay pangunahing makikita sa mga sumusunod na aspeto:
(1) Mahinang pag-agos ng activated sludge
Ang activated sludge ay kailangang magdagdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus sa isang proporsyon kapag nabubulok ang organikong bagay. Kapag hindi sapat ang nitroheno at posporus, hindi ito makakagawa ng sapat na dami ng mga mikroorganismo upang mabulok ang organikong bagay. Sa kawalan ng mga sustansya, hindi maaaring magkatugma ang nitroheno at posporus sa sapat na dami habang isinasagawa ang proseso ng activated sludge synthesis, at agad na nasisira ang katangian ng flocculation.
(2) Hindi maayos na pag-upo ng activated sludge
Dahil sa mahinang flocculation ng activated sludge, ang labis na pinong activated sludge flocs ay hindi makapagbibigay ng maayos na settling performance. Ang pamamaga ng filamentous bacteria ay isang manipestasyon ng kakulangan ng nitrogen at phosphorus nutrient elements. Gayundin, dahil sa kawalan ng kakayahang mag-synthesize ng sapat na microorganisms upang makayanan ang medyo mataas na konsentrasyon ng organic matter sa inflow, ang activated sludge ay nasa high-load state. Sa ilalim ng mataas na sludge load, hindi maiiwasan ang mahinang settling ng activated sludge. Ang activated sludge ay mahihinang mabubulok o mag-flocculate, na magreresulta sa scum at foam sa liquid surface.
(3) Nabawasan ang kahusayan ng paggamot ng activated sludge
Ang pagbaba ng kahusayan sa paggamot ay sanhi rin ng kakulangan ng mga sustansya kapag nag-synthesize ng mga bacterial bodies, na hindi maaaring mabisa at sapat na ma-synthesize. Kasabay nito, ang maluwag na istruktura ng activated sludge at ang pagkawala dahil sa mahinang settling performance ay isa pang dahilan para sa mahinang kahusayan ng paggamot ng activated sludge.
(4) Ang effluent mula sa pangalawang tangke ng sedimentation ay kulay kayumangging dilaw
Maraming dahilan kung bakit ang kulay ng effluent mula sa secondary sedimentation tank ay kulay kayumangging dilaw. Kabilang sa mga ito, ang activated sludge ay kulang sa sapat na sustansya ng nitrogen at phosphorus, na humahantong sa pagkabigo ng synthesis at metabolismo ng activated sludge, na nagreresulta sa pagkabulok ng activated sludge. Kapag ang nabulok na activated sludge ay natunaw sa anyong tubig, makikita ang abnormalidad ng effluent mula sa secondary sedimentation tank.
(5) Mahirap dagdagan ang konsentrasyon ng activated sludge
Sa maagang yugto ng paggamot ng activated sludge sa dumi sa alkantarilya, kung ang mga sustansya ng nitrogen at phosphorus ay hindi sapat na naidagdag sa panahon ng paglilinang at acclimatization stage ng activated sludge, malaki ang magiging epekto nito sa pagtaas ng konsentrasyon ng activated sludge. Ito ay nagpapakita ng: mababa ang konsentrasyon ng activated sludge, at nabibigo ang pagbuo ng biofilm pagkatapos ng mahabang panahon. Sa panahon ng paglilinang ng activated sludge, ang mga kinakailangan para sa pagdaragdag ng mga sustansya (N, P) ay kapareho ng sa normal na paglilinang, at kailangang mahigpit na kontrolin. Gayunpaman, kumpara sa dami ng sustansya na idinagdag sa panahon ng normal na operasyon, kailangan itong bahagyang mas mataas, halos 15% na mas mataas kaysa sa normal na halaga. Ang layunin ay upang magbigay ng kinakailangang mga kondisyon sa paligid para sa matagumpay na mabilis na pagsisimula ng paglilinang ng activated sludge, at upang magbigay din ng kinakailangang garantiya para sa mabilis na pagdami ng konsentrasyon ng activated sludge sa panahon ng proseso ng paglilinang ng activated sludge.
2. Labis na pagdaragdag ng N at P
Ang labis na pagdaragdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus ay nakakapinsala rin sa sedimentasyon ng activated sludge. Ang mga masamang epekto nito sa sistema habang ginagamit ang activated sludge sa paggamot ng dumi sa alkantarilya ay pangunahing makikita sa mga sumusunod na aspeto:
(1) Paglago ng lumot o algae sa pangalawang tangke ng sedimentasyon
Tulad ng algae, ang lumot ay nagpaparami sa pamamagitan ng photosynthesis at nangangailangan ng mga sustansya (N, P) bilang mga kinakailangang elemento. Kapag ang nutrient agent ay idinagdag nang labis, napakadaling maging sanhi ng paglaki ng lumot sa outlet weir ng secondary sedimentation tank. Makikita rin ang mga bakas ng algae kapag ang kalidad ng tubig ay maayos na naproseso. Ang dahilan ay dahil sa labis na pagpasok ng nitrogen at phosphorus sa biochemical system, ang activated sludge ay hindi lubos na magagamit, at magaganap ang relatibong eutrophication. Mababawasan din nito ang kahusayan sa paggamot ng biological filter, na karaniwang binabawasan ang kahusayan sa pag-alis ng 10%. Ang dahilan ay ang mga algae na lumalaki ay walang kakayahang sirain ang organikong bagay sa wastewater, at ang kailangan lamang nila ay mga sustansya at sikat ng araw bilang enerhiya na kinakailangan para sa paglaki at pagpaparami.
(2) Lumilitaw ang lumulutang na putik sa pangalawang tangke ng sedimentasyon
Maraming dahilan para sa paglutang ng putik sa tangke ng pangalawang sedimentation, ngunit ang paglutang ng activated sludge na dulot ng labis na pagdaragdag ng nitrogen at phosphorus nutrients ay kadalasang dahil sa labis na nitrogen sa activated sludge, na nagiging sanhi ng denitrification ng activated sludge sa ilalim ng anaerobic na kondisyon. Ang gas na nalilikha sa proseso ng denitrification ay nagdadala ng mga activated sludge flocs upang lumutang, at ang lumulutang na estado nito ay kadalasang nasa anyo ng mga snowflake.
(3) Mga pagbabago sa biyolohikal na yugto sa sistema ng activated sludge
Ang labis na pagdaragdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus ay hahantong din sa mga pagbabago sa biyolohikal na yugto sa sistema ng activated sludge. Ang mga pagbabagong ito ay maaaring kumpirmahin sa pamamagitan ng pag-obserba sa mga uri ng protozoan, na pangunahing makikita sa mga pagbabago sa bilang ng mga reptile ciliate, tulad ng: ang nangingibabaw na uri ng ciliate sa halip na mga bulate na hugis kampanilya at iba pang mga pagbabago sa protozoa ng activated sludge. Mula sa aspektong ito, matutukoy na ang labis na pagdaragdag ng mga sustansya ng nitroheno at posporus ay magkakaroon ng kaunting epekto sa mga mikroorganismo sa activated sludge sa isang tiyak na tagal ng panahon, ngunit ang pangmatagalang labis na pagdaragdag ay magbabago sa populasyon ng mikrobyo at magkakaroon ng medyo malubhang epekto sa epekto ng paggamot.
(4) Labis na nilalaman ng nitroheno at posporus sa effluent
Tiyak ang dami ng mga mikroorganismo sa activated sludge, at tiyak din ang dami ng mga sustansya (N, P) na kinakailangan para sa paglaki ng mikrobyo. Kung ang dami ng mga sustansya (N, P) na idinagdag ay sobra, ang ilan sa N at P ay hindi gagamitin. Ilalabas ang mga ito mula sa pangalawang tangke ng sedimentation kasama ng ginagamot na dumi sa alkantarilya, na magreresulta sa labis na mataas na nilalaman ng N at P sa pangalawang sedimentation effluent, na magpapalala sa epekto ng paggamot sa dumi sa alkantarilya at magpapalala sa eutrophication ng anyong tubig sa isang tiyak na lawak.
III. Pagkalkula ng dosis ng N at P
Ang pagtukoy sa dami ng idadagdag na sustansya ng nitroheno at posporus ay ang batayan para sa makatwirang pagdaragdag ng mga sustansya. Kapag kinukumpirma ang dami ng idadagdag na sustansya ng nitroheno at posporus sa panahon ng aerobic process, ang sumusunod na empirical ratio ay karaniwang ginagamit para sa pagkalkula, ibig sabihin, organikong bagay: nitroheno: posporus = 100:5:1. Sa ratio formula, ang organikong bagay ay maaaring katawanin ng C, ang nitroheno ay maaaring katawanin ng N, at ang posporus ay maaaring katawanin ng P. Ang ekspresyon ay maaaring baguhin sa: C:N:P=100:5:1. Ang ratio na ito ay maaaring maunawaan bilang 5g ng nitroheno at 1g ng posporus ang kinakailangan para sa bawat 100g ng organikong bagay na nabulok upang matiyak na ang pangangailangan para sa mga sustansya kapag nabulok ang activated sludge ay balanse.
Sa mga aktwal na aplikasyon sa inhinyeriya, madalas na matatagpuan na ang dami ng N at P na idinagdag sa pamamagitan ng teoretikal na kalkulasyon ay kadalasang mas malaki kaysa sa aktwal na pangangailangan. Ang pangunahing dahilan nito ay ang impluwensya ng dumi sa alkantarilya at wastewater ay naglalaman pa rin ng mas marami o mas kaunting sustansya. Kung ang nilalaman ng mga sustansya na ito ay hindi papansinin at idadagdag ayon sa teoretikal na dami, ang nitrogen at phosphorus sa ibinubuga na tubig ay lalampas sa pamantayan. Samakatuwid, kinakailangang bigyang-pansin ang mga halaga ng nitrogen at phosphorus sa impluwensya ng dumi sa alkantarilya at wastewater, kalkulahin ang nilalaman ng nitrogen at phosphorus ng bahaging ito, at ibawas ito mula sa teoretikal na halaga ng kalkulasyon, upang ang idinagdag na nilalaman ng nitrogen at phosphorus ay hindi maging labis.
1. Paraan ng pagkalkula ng pagdaragdag ng pinagmumulan ng nitroheno
Sa kasalukuyan, medyo kakaunti ang kontrobersiya tungkol sa N, at ito ay karaniwang kinikilala bilang TKN. Maliban sa mga partikular na industriyal na dumi sa alkantarilya, napakakaunti ng organikong nitroheno sa aktwal na influent, kaya ang pagdaragdag ay kadalasang kinakalkula batay sa pagdaragdag ng ammonia nitrogen. Ang dami ng idinagdag na pinagmumulan ng N ay: N=V*G/Y.
Saan:
Pagdaragdag ng pinagmulan ng N—N
V—dami ng tubig sa swimming pool
G—pagkakaiba sa N na pupunan
Y—N na halaga na na-convert mula sa N na pinagmulan
(1) Urea bilang dagdag na pinagmumulan ng N (bigat ng molekula ng CH4N2O: 60.06 g/mol)
Ang Urea ay naglalaman ng 46.7% N. Kung kailangang idagdag ang 1g ng pinagmumulan ng N, kailangang idagdag ang urea Y=1/0.467=2.14 g. (2) Ammonium sulfate bilang pinagmumulan ng nitroheno ((NH4)2·SO4 molecular weight: 132.14)
Ang ammonium sulfate ay naglalaman ng 21.2% nitrogen. Kung kailangan ng 1g ng pinagmumulan ng nitrogen, kailangang idagdag ang ammonium sulfate Y=1/0.212=4.72 g.
(3) Ammonium nitrate bilang pinagmumulan ng nitroheno (NH4NO3 molekular na bigat 80g/mol)
Ang ammonium nitrate ay naglalaman ng 35% nitrogen. Kung kailangan ng 1g ng pinagmumulan ng nitrogen, kailangang idagdag ang ammonium nitrate Y=1/0.35=2.86 g.
2. Pagkalkula ng pagdaragdag ng pospeyt
Ang pangkalahatang kultura ng putik ay karaniwang kinakalkula batay sa CNP ratio na 100:5:1. Sa kasalukuyan, walang pagtatalo tungkol sa TP, na karaniwang kinikilala bilang phosphate. Maliban sa mga partikular na organikong phosphorus at hypophosphorus industrial wastewater, ang aktwal na pagdaragdag ay kinakalkula batay sa phosphate. Ang dami ng idinagdag na pinagmumulan ng P ay: P=V*G/Z.
Sa pormula:
P—dosis ng pinagmumulan ng P
V—dami ng tubig sa swimming pool
G—kinakailangang dagdagan ang pagkakaiba sa N
Z—dami ng phosphate na na-convert mula sa pinagmulang P
(1) Ang sodium dihydrogen phosphate ay ginagamit bilang karagdagang pinagmumulan ng P (Na2HPO4.7H2O, molekular na timbang 268.07 g/mol). Ang nilalamang P ng sodium dihydrogen phosphate ay 11.57%. Kung kailangang idagdag ang 1g ng pinagmumulan ng P, kailangang idagdag ang sodium dihydrogen phosphate Z=1/ 0.1157=8.64 g.
(2) Ang potassium dihydrogen phosphate ay ginagamit bilang karagdagang pinagmumulan ng P (K2HPO4-3H2O, molekular na timbang 228.22 g/mol). Ang nilalamang P ng potassium dihydrogen phosphate ay 13.6%. Kung kailangang idagdag ang 1g ng pinagmumulan ng P, kailangang idagdag ang potassium dihydrogen phosphate Z=1/ 0.136 =7.35 g.
(3) Ang superphosphate, isang pataba na phosphate, ay ginagamit bilang pinagmumulan ng P. Ang epektibong phosphorus sa pataba na phosphate ay ang soluble phosphorus pentoxide (P2O5, molecular weight na 141.94g/mol). Ang epektibong nilalaman ng phosphorus sa pataba na phosphate ay 12%, at ang nilalaman ng P ng P2O5 ay 43.66%. Kung kailangan ng 1g ng pinagmumulan ng P, kailangang idagdag ang pataba na phosphate na Z=1/(0.12×0.4366)=19.09 g.
Ang nasa itaas ay ang proseso sa paggamot ng wastewater. Sa modernong paggamot ng wastewater, ang pagsusuri ng wastewater ay mahalaga rin. Upang masubaybayan ang epekto at proseso ng paggamot ng tubig, ang mga instrumento sa pagsusuri ng kalidad ng tubig ay lubhang kailangan. Ang Lianhua Technology ay isang tagagawa na may 42 taong karanasan sa paggawa ng mga instrumento sa pagsusuri ng kalidad ng tubig. Noong 1982, binuo nito ang pamamaraan ng COD rapid digestion spectrophotometry, na maaaring matukoy ang halaga ng COD sa wastewater sa loob ng 15 minuto. Kalaunan, sunud-sunod nitong binuo ang ammonia nitrogen rapid tester, total phosphorus rapid tester,mabilis na pagsubok ng kabuuang nitroheno, at tagasubok ng BOD. Naniniwala ang Lianhua na makakapagbigay ito ng ligtas, maaasahan, at matalinong kagamitan sa pagsusuri para sa industriya ng pagsusuri sa kapaligiran.
Ang instrumento sa pagsusuri ng kabuuang phosphorus ng Lianhua Technology ay gumagamit ng molybdenum antimony anti-spectrophotometric na pamamaraan. Ang potassium persulfate ay idinaragdag sa sample, hinuhukay sa 120° sa loob ng 30 minuto, at pagkatapos ay idinaragdag ang isang color developer para sa colorimetry. Ang instrumento sa pagtukoy ng kabuuang phosphorus ng Lianhua Technology ay nagtakda ng isang kurba. Pagkatapos mailagay ang sample, awtomatikong maaaring kalkulahin ng instrumento ang resulta at i-print ang resulta. Ang nasukat na halaga ay tumpak.
Ang instrumento sa pagtukoy ng kabuuang nitroheno ng Lianhua Technology ay gumagamit ng ultraviolet spectrophotometry. Ang alkaline potassium persulfate ay idinaragdag sa sample, tinutunaw sa 122° sa loob ng 40 minuto, at pagkatapos ay inaalis at dinaragdagan ng dilute hydrochloric acid. Sa ultraviolet mode, isang quartz cuvette ang ginagamit para sa colorimetry. Awtomatikong kinakalkula at ini-print ng instrumento ang mga resulta. Madaling gamitin.
Oras ng pag-post: Nob-22-2024
