Разбиране наскорост на денитрификацияв аноксичен резервоар е от решаващо значение за оптимизиране на пречистването на отпадъчните води, осигуряване на качеството на отпадъчните води и изчисляване на правилнотодоза въглероден източник. Това ръководство обяснява лабораторната процедура за измерване на скоростите на денитрификация с помощта на активна утайка, както и как да приложите резултатите в реални операции на инсталацията.
Какво представлява скоростта на денитрификация?
Степента на денитрификация определя количествено количеството нитратен азот (НЕ₃⁻-Н), консумиран от един грам утайка на час. Факторите, влияещи върху този процент, включват:
Температура на водата
Утайка възраст
Тип източник на въглерод
Утайка микробна активност
Проектните стойности често са теоретични (напр. 0,05 mg NO₃⁻-N/g·h), но действителните работни скорости може да са много по-ниски (напр. 0,02 mg NO3⁻-N/g·h), което прави точното измерване от съществено значение заоптимизиране на въглеродния източник.
Необходими материали и оборудване
Лабораторно оборудване:
Конични колби (250–500 ml) с гумени запушалки
Магнитна или ръчна бъркалка
Таймер
Спринцовки от 50 ml и бутилки за проби
Настройка на филтриране (филтърна хартия и фуния или вакуумно устройство)
Спектрофотометър за измерване на нитратен азот
Преносим измервател на разтворен кислород (DO).
Реактиви:
Калиев нитрат (аналитична чистота)
Източник на въглерод: натриев ацетат или глюкоза
Стъпка 1: Съберете утайка от аноксичния резервоар
проба3–4 литра активна утайкаоткрай на аноксичния резервоар. Не използвайте утайка от аеробни или анаеробни резервоари.
Транспортирайте утайката до лабораториятав рамките на 1 час.
Вземете проби от входяща и отпадъчна вода от аноксичния резервоар за измерване на нитратите в базовата линия.
Съвет:Утайката в края на аноксичния резервоар съдържа стабилизирани денитрифициращи бактерии, осигуряващи надеждни данни за скоростта на денитрификация.
Стъпка 2: Подгответе утайката за измерване
ИзмеретеMLSS(илиMLVSSако е възможно), като се използват стандартни лабораторни методи.
Изсипете утайката в конична колба, като оставите 1/3 от обема за разбъркване.
Предварително-разбърквайте за 30 минути, за да отстраните остатъчния нитратен азот (предварително-разбъркване).
Измерете супернатантния нитратен азот; продължете да разбърквате, ако нивата останат високи.
Стъпка 3: Провеждане на експеримента за денитрификация
Подгответе анитратен разтвор с висока{0}}концентрация(напр. 10 mg NO3⁻-N/mL).
Добавете достатъчно нитратен разтвор, за да достигнете30–40 mg/L нитратен азотв колбата.
Разбъркайте веднага и вземете aнулева{0}}времева извадка (0 мин.). Филтрирайте и запишете.
Вземете допълнителни проби на всеки 30 минути: 30, 60, 90 минути (по избор 120 минути). Филтрирайте веднага.
Поддържайтениско DO (<0.1 mg/L)през целия експеримент. Регулирайте скоростта на разбъркване, за да избегнете навлизането на въздух.
Стъпка 4: Изчислете скоростта на денитрификация
Начертайте концентрациите на нитратен азот в четирите точки за вземане на проби в електронна таблица на Excel-време по оста x-и концентрация на нитратен азот по оста y-. Обикновено ще се появи-наклонена надолу права линия. Наклонът на тази линия представлява скоростта, с която нитратният азот намалява с течение на времето, изразена в mg NO₃⁻-N/(L·h). Разделете този наклон на концентрацията на утайката (MLSS или MLVSS) в колбата, за да получите специфичната скорост на денитрификация.
Например: Ако MLSS на смесената течност в колбата е 3500 mg/L (3,5 g/L) и наклонът на намаляването на нитратния азот е 5,0 mg/(L·h), тогава специфичната скорост на денитрификация е 5,0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS·h). При преобразуване в MLVSS, ако съотношението MLVSS/MLSS е 0,65, скоростта на денитрификация въз основа на MLVSS е 1,43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS·h). Изразено в стандартни единици, това е 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).
При реална работа нормалната скорост на денитрификация е 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h). Стойности под 2 показват слаба активност на утайката или ниска температура на водата, докато стойности над 5 показват силно активна утайка.
Пример:
MLSS=3,500 mg/L (3,5 g/L)
Намаляване на нитратите=5 mg/(L·h)
Специфична скорост=5 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS·h)
MLVSS/MLSS=0.65 → Скорост=2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h)
Справка:Нормалните нива варират от 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).
Стъпка 5: Определете дозата на въглеродния източник
Изчислете общите активни микроорганизми в аноксичния резервоар:
Общо MLVSS (kg)=MLVSS (g/L) × Обем на резервоара (m³)
Умножете по измерената скорост на денитрификация, за да получитедневен капацитет за отстраняване на нитрати(кг/ден).
Сравнете с необходимото отстраняване на нитрати (входяща концентрация – целеви отпадъчни води).
Добавете въглероден източник, за да запълните празнината:
Натриев ацетат: 3,5–5 g/g NO₃⁻-N
Глюкоза: 2,5–3,5 g/g NO₃⁻-N
Пример:
Дебит: 10 000 m³/d, MLVSS: 2 500 mg/L, обем на резервоара: 2 000 m³
Общо MLVSS: 5000 кг
Скорост на денитрификация: 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) → 264 kg/ден отстраняване
Ако е необходимо отстраняване < 264 kg/ден → добавете въглероден източник, за да постигнете целта.
Стъпка 6: Сезонна корекция
Степента на денитрификация е по-ниска през зимата поради намалената микробна активност.
Провеждайте експерименти влято (максимална ставка)изима (мин. норма).
Интерполирайте междинните нива, за да коригирате дозирането на източника на въглерод през годината.