Superar aquest indicador crític en el tractament d’aigües residuals pot tenir greus conseqüències.
En el seguiment rutinari a les plantes de tractament d’aigües residuals, el nitrogen d’amoníac (NH3-N) és un indicador clau que controlem diàriament. Però, realment enteneu aquest adversari familiar? Avui, desmitifiquem el nitrogen amoníac.
1. Comprensió del nitrogen amoníac
Més que un paràmetre químic
L’amoníac nitrogen es refereix al nitrogen en aigua que existeix en forma d’amoníac lliure (NH3) i amoni ionitzat (NH 4+). La relació d’aquestes dues formes varia amb la temperatura de l’aigua i el pH:
Alta temperatura i pH elevat: la proporció d’amoníac lliure (NH3) augmenta, fent -la més tòxica.
La baixa temperatura i el pH baix: augmenta la proporció d’amoni ionitzat (NH 4+), fent -la relativament segura.
En el seguiment del medi ambient, normalment mesurem nitrogen total d’amoníac, que és la suma d’aquestes dues formes, expressada en mil·ligrams per litre (mg/L) de nitrogen (N).
2. Fonts d’amoníac nitrogen: fonts de nitrogen omnipresents
Les fonts principals inclouen:
Aigües residuals domèstiques: aigües residuals i de roba humana (conté aproximadament 20-50 mg/L);
Aigües residuals industrials: fertilitzants, cocs, farmacèutics, processament d’aliments i altres indústries;
Escorregut agrícola: els fertilitzants i els fems de bestiar entren a les masses d'aigua amb aigua de pluja;
Processos naturals: la descomposició natural del nitrogen - que conté matèria orgànica;
3. Perills de Nitrogen excessiu d’amoníac: una amenaça ambiental important
1. Dany als ecosistemes aquàtics
Toxicitat aguda: l’amoníac lliure és altament tòxic per als organismes aquàtics:
0,02-0,05 mg/L: provoca reaccions d’estrès en peixos sensibles;
0,5-2,0 mg/L: símptomes de la intoxicació a la majoria dels peixos;
2,0 mg/L: provoca mortalitat en peixos massius;
Esgotament d’oxigen: el procés d’oxidació de l’amoníac nitrogen consumeix una gran quantitat d’oxigen dissolt:
Nh₄⁺ + 2 o₂ → no₃⁻ + 2 h⁺ + h₂o
L’oxidació d’1 mg d’amoníac nitrogen requereix 4,57 mg d’oxigen!
EUTROFICACIÓ: l’amoníac nitrogen és una font de nitrogen de qualitat - de qualitat per al creixement d’algues i pot desencadenar fàcilment les flors d’algues.
2. Impacte en els sistemes de tractament
Inhibition of Biological Treatment: High concentrations of free ammonia (>100 mg/l) inhibir l’activitat dels bacteris nitrificants:
Els nitrits són sensibles al nitrogen de l’amoníac i la seva activitat s’inhibeix principalment. Això dificulta el procés de nitrificació, donant lloc a un excessiu nitrogen d'amoníac a l'efluent.
Augment dels costos de tractament:
Augment del consum d’energia d’aire (la nitrificació requereix oxigen);
Augment de la dosi de la font de carboni (la desnitrificació requereix oxigen);
Augment del consum d’alcalinitat (requereix reposició d’alcalinitat);
Impacte sobre les propietats dels fangs: això pot deteriorar el rendiment de la resolució de fangs i provocar la deriva de fangs al dipòsit de sedimentació secundària.
3. Amenaces per a la seguretat de l’aigua potable
PRODUCTES DE DESINFECCIÓ: el nitrogen de l’amoníac reacciona amb el clor per formar cloramines, reduint l’efectivitat de la desinfecció:
NH 3 + HCLO → NH2CL + H2O. Això no només augmenta l’ús desinfectant, sinó que també produeix subproductes més nocius.
El deteriorament de les propietats sensorials: fins i tot les concentracions extremadament baixes (0,025 mg/L) poden produir una olor desagradable.
4. Tecnologia de control de nitrogen amoníac: de la prevenció al tractament
1. Optimització del procés
Denitrificació biològica:
Nitrificació tradicional i desnitrificació: A/S, A2/O i altres processos
Curt - retallar nitrificació i desnitrificació: desar la font de carboni i el volum d'aire
Oxidació de l’amoníac anaeròbic: la més energia - Tecnologia de desnitrificació biològica eficient
Mètodes físics i químics:
Mètode de stripping: adequat per a les aigües residuals de nitrogen de concentració de concentració alta
Adsorció de zeolita: Apte per a la concentració de concentració baixa -
Separació de membranes: costos d'inversió i operació eficients però elevats
2. Punts de control operatiu clau
Control de la condició ambiental:
Fer: 2-4 mg/L durant la nitrificació
PH: 7.5-8,5 (rang òptim)
Temperatura: 20-35 graus (temperatura òptima)
Sludge Age: >10 dies (per assegurar el creixement de bacteris nitrificants)
Tractament d’emergència:
Oxidació de hipoclorit de sodi: ràpid però costós
Addició d’agents biològics: millora la resiliència del sistema
Ajust de càrrega influent: evita els bloqueigs del sistema
5. Recomanacions de gestió diària
1. Monitorització i avís precoç
Instal·leu un monitor de nitrogen amoníac en línia
Establir un influent mecanisme d’alerta precoç
Realitzeu les proves de procés de plena -
2. Mesures preventives
Reforçar el control de la font influent
Establir un sistema d’accés a les aigües residuals industrials
Millorar el sistema de desviació d’aigua de pluja i aigües residuals
3. Preparació d’emergència
Desenvolupar un pla d’emergència per superar els estàndards
Procediment de tractament d’emergència de borsa
Els operadors de formació en capacitats de resposta d’emergència