Коллеги в области очистки воды и новички в отрасли,Сегодня мы поговорим о чем-то, что может показаться незначительным в системе очистки сточных вод, но играет решающую роль.
Когда люди слышат термин "источник углерода", их первой мыслью часто становятся органические источники углерода, такие как глюкоза или ацетат натрия, которые они считают основой для удаления азота и фосфора.В результатеНо, честно говоря, без неорганических источников углерода наши биологические системы обработки могут "выйти из себя," что приводит к резкому снижению эффективности лечения.
Сегодня мы будем разобраться шаг за шагом, чтобы объяснить, что такое неорганические источники углерода и какую роль они играют в очистке сточных вод.
Во-первых, нам нужно уточнить: что такое неорганический источник углерода?
Если говорить прямо, то неорганические источники углерода - это углеродные соединения, не имеющие углеродно-водородных связей, другими словами, источники углерода без "органического" вкуса.Обычные неорганические источники углерода, с которыми мы сталкиваемся, на самом деле всего лишь несколько типов, такие как бикарбонат натрия (сода пищевая), карбонат натрия, карбонат кальция и углеродистая кислота, образованные растворенным углекислым газом в воде.В отличие от органических источников углеродаНеорганические источники углерода имеют более простую структуру.микробы могут непосредственно "всасывать" их или немного перерабатывать для использованияЭто является значительным преимуществом в биохимических реакциях при очистке сточных вод.
Кто-то может спросить: "Неужели у нас уже есть органические источники углерода в нашей системе очистки сточных вод, чтобы обеспечить энергию для микроорганизмов?"Ты ударился о гвоздь на головеРоль неорганических источников углерода не только в качестве "запасного игрока" во многих сценариях, но и в качестве "главного игрока".
Давайте начнем с основного процесса очистки сточных вод - процесса удаления азота.Во время денитрификацииОднако процесс нитрификации не может обойтись без неорганических источников углерода!Нитрифицирующие бактерии - это автотрофные микроорганизмыЧто значит "автотрофный"? 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 needПодумайте об этом: если в системе нитрификации отсутствует достаточное количество неорганических источников углерода, нитрифицирующие бактерии не получат достаточно "пищи", и их рост и размножение будут ограничены.Следовательно,, эффективность преобразования азота аммиака в нитриты и нитраты будет значительно снижена.
Вот один из распространенных практических примеров: многие потоки промышленных сточных вод, такие как химические сточные воды и сточные воды электропластировки,содержат очень низкое содержание органического углерода, но высокое содержание азота аммиакаКогда эти сточные воды попадают в систему биохимической очистки, доступных источников органического углерода недостаточно для денитрификации, не говоря уже о удовлетворении потребностей нитрифицирующих бактерий.Если мы добавим только органические источники углерода в этот моментПоэтому мы должны дополнять неорганические источники углерода, такие как бикарбонат натрия, чтобы обеспечить нитрифицирующие бактерии "пищей"." Это обеспечивает плавное развитие реакции нитрификации и закладывает прочную основу для последующей денитрификации и удаления азота.
В дополнение к поддержке реакции нитрификации, неорганические источники углерода выполняют еще одну важную функцию - поддержание стабильности рН биохимической системы.Микробный рост имеет очень строгие требования к pHАэробный резервуар обычно требует pH от 6,5 до 8.5Однако биохимические реакции при очистке сточных вод, особенно нитрификация,производить большое количество ионов водородаПри снижении рН не только активность нитрифицирующих бактерий, но и функции других микроорганизмов ингибируются.такие как гетеротрофные бактерии в активированном ила, также страдают.
В этот момент в игру вступают неорганические источники углерода, такие как бикарбонат натрия и карбонат натрия!Они нейтрализуют ионы водорода, вырабатываемые во время реакций, когда добавляются в систему.Например, бикарбонат натрия вступает в реакцию с ионами водорода, образуя углекислый газ и воду, эффективно нейтрализуя кислотность без образования вредных побочных продуктов.Он также дополняет источники углерода для аутотрофных бактерий, что является действительно выгодным сценарием для всехВо время эксплуатации на месте мы часто сталкиваемся с ситуациями, когда рН в аэробическом баке постоянно падает.и микробная активность следует этому примеруЭтот маневр практически является "стандартной процедурой" для инженеров по очистке воды.
Кроме того, в процессе усиленного биологического удаления фосфора (EBPR) также играют роль неорганические источники углерода.Биологическое удаление фосфора в основном осуществляется с помощью полифосфатоукачивающих организмов (ПОО), которые высвобождают фосфор в анаэробной фазе, в то время как поглощают летучие жирные кислоты и другие органические источники углерода для хранения.ПАО расщепляют органические вещества для получения энергии и чрезмерно поглощают фосфорОднако, если в сточных водах отсутствует достаточное количество органических источников углерода, особенно низкое содержание ВФА,могут быть затронуты как процессы высвобождения фосфора, так и процессы поглощения ПАОВ таких случаях надлежащее добавление неорганических источников углерода, таких как бикарбонаты, может помочь в метаболизме ПАО и улучшить эффективность удаления фосфора.что основным источником углерода для биологического удаления фосфора остается органический углерод, с неорганическими источниками углерода, в основном выполняющими вспомогательные и дополнительные функции.
Кроме того, для некоторых высокосолевых и высокотоксичных систем очистки промышленных сточных вод преимущества неорганических источников углерода еще более очевидны.Токсичные вещества в этом виде сточных вод могут ингибировать деятельность микроорганизмовСтруктура неорганических источников углерода стабильна и не легко разрушается токсичными веществами.автотрофные микроорганизмы имеют относительно более высокую толерантность к токсичностиПоэтому добавление неорганических источников углерода может помочь поддерживать основной метаболизм микроорганизмов и гарантировать, что система очистки сточных вод не рухнет из-за недостаточного количества источников углерода.
На данном этапе некоторые друзья могут спросить: "Как следует добавлять неорганические источники углерода в практических применениях?
Во-первых, это должно быть определено на основе качества воды.для сточных вод с высокой концентрацией азота аммиака и низким содержанием органического углерода, необходимо уделить особое внимание потребности в нитрифицирующих бактериях и рассчитать дозировку неорганических источников углерода.для каждого 1 мг окисленного азота аммиакаЭто значение имеет большое значение в нашей фактической отлаживании. Во-вторых, метод добавления также важен.Лучше добавлять постоянно, а не сразу., что позволяет избежать резких колебаний pH системы и концентрации углеродного источника и обеспечивает стабильную среду роста микроорганизмов.важно обратить внимание на сочетание с органическими источниками углеродаНапример, для денитрификации требуются органические источники углерода, в то время как для нитрификации требуются неорганические источники углерода.
Конечно, неорганические источники углерода не являются всемогущими, и у них также есть ограничения.поскольку денитрифующие бактерии - это гетеротрофные микроорганизмы, которые по-прежнему зависят от органических источников углерода для получения энергии.Кроме того, если дозировка чрезмерная, она может также привести к некоторым проблемам, таким как высокий pH системы или чрезмерная общая щелочность сточных вод, что увеличивает нагрузку последующей обработки.Так что на практике, мы должны скорректировать дозировку на основе данных мониторинга качества воды, чтобы достичь "точного питания".
Сказав так много, я считаю, что каждый имеет всестороннее понимание роли неорганических источников углерода в очистке сточных вод.но "лучший партнер"Неорганические источники углерода играют важную роль в поддержке реакций нитрификации, стабилизации pH системы, помощи в биологическом удалении фосфора,и устранение трудно деградирующих промышленных сточных вод.
За годы борьбы в отрасли очистки воды мы всегда можем обнаружить, что кажущиеся незначительными детали часто являются ключом к определению эффекта очистки.Неорганические источники углерода являются таким присутствиемЯ надеюсь, что сегодняшнее сообщение может быть полезным для всех,и я также приветствую коллег пообщаться в разделе комментариев о маленьких трюках и опыте вы получили в использовании неорганических источников углерода в практических операциях!
