Typen muodot jätevedessä
Kokonaistyppi (TN) on nitraattityppi (NO3-N), nitriitti-typpi (NO2-N), ammoniakkityppi (NH3-N) ja orgaanisesti sitoutunut typpi. Kokonaistyppeä (TN) ei pidä sekoittaa TKN: hen (kokonais-Kjeldahl-typpi), joka on ammoniakin ja typen sekä orgaanisesti sitoutuneen typen summa, mutta joka ei sisällä nitraattityppeä tai nitritityppeä.
TN: tä säädellään joskus jätevesiparametrina yhdyskunta- ja teollisuusjätevedenpuhdistamoille, mutta on tavallisempaa, että rajat asetetaan yksittäiselle typpimuodolle, kuten ammoniakki. Käsittelylaitokset, joilla on TN-raja-arvo, tarvitsevat yleensä nitrifioida ja denitrifioida TN-rajan saavuttamiseksi. (Katso ChemScan-sovellusyhteenvedot # 94 “Biologisen ravinteiden poisto”, # 96 “Nitrifikaatioprosessin hallinta” ja # 59 “Denitrifikaatioprosessin hallinta”.)
Koska jätevesien typpeä löytyy neljästä päämuodosta (lukuun ottamatta hiukkasia typpikaasua), kukin päämuoto analysoidaan yleensä erillisenä komponenttina, ja typen kokonaismäärä lasketaan näiden neljän muodon summasta.
Tuoreessa pilaantuneessa vedessä olevaa typpeä on alun perin orgaanisen typen ja ammoniakin muodossa. Luonnolliset biokemialliset prosessit muuntavat orgaanisen typen hitaasti ammoniakkiksi, joka on typpimuoto, jota mikro-organismit voivat parhaiten käyttää ravintoaineena käsittelyprosessissa. (Jotkut jätevedet saattavat olla typpivajeellisia ja vaativat lisäammoniakkia riittävän lisääntymisen varalta. Katso sovellusyhteenveto nro 95 “Ravinteiden tasapainotus”.) Aerobisissa olosuhteissa orgaanisen typen muuttuminen ammoniakkiksi saavuttaa huippunsa ja sopivissa biologisissa olosuhteissa biokemiallisesti. hapetettu ensin nitritiksi, sitten nitraatiksi. Kun nitriitin ja ammoniakin typen pitoisuus on pienin (nollassa tai lähellä sitä) ja nitraatin enimmäisarvo, jätevesi on täysin nitrifioitu. Täysin nitratussa jätevedessä on vähän tai ei lainkaan orgaanista typpeä, kuten kuvassa l esitetään.
Laboratorioanalyysimenetelmät
Orgaanisen typen mittaaminen on vaikeaa, koska on tarpeen sulauttaa näyte ennen analysointia orgaanisen typen muuntamiseksi muotoon, joka on helpompi analysoida. Kjeldahl-mädätys muuttaa orgaanisen typen ammoniakkiksi, mutta vaatii tisleen keräämistä, jota ei ole helppo suorittaa online-analysaattorilla
ala. Persulfaattihajotusmenetelmä hapettaa kaikki typpiyhdisteet nitraatiksi, mutta vaatii näytteen kuumentamista hajotusreagenssilla 30 minuutin ajan 110 oC: ssa, sitten jäähdyttämällä huoneenlämpötilaan ennen analyysiä. Tätä on myös vaikea automatisoida kenttäolosuhteissa.
ChemScan-analyysimenetelmät
Koska orgaaninen typpi on hyvin pieni osa kokonaistyppeä täysin nitritoidussa jätevedessä, standardi ChemScan-menetelmä käyttää yksittäisten analyysitulosten summaa ammoniakkityppelle (katso menetelmä # 4l), nitraattityppelle (katso menetelmä # 56). ja nitriitti-typpi (katso menetelmä # 57). Orgaaninen typpi voidaan arvioida pääasiassa nitriitti- ja ammoniakkipitoisuuksien perusteella. Korkea nitriitti-typpi on osoitus epätäydellisestä nitrifikaatiosta tai denitrifikaatiosta.
Näytteet olisi otettava ravinteiden poistoprosessin välipisteistä kontrollisovelluksia varten. Ammoniakin, nitraatin ja nitriitin yksilölliset arvot ja trendit väli- ja jätevesinäytepisteissä ovat paljon ohjeellisempia prosessin tilasta kuin TN-arvo.
TN: n mittaus raakamaisesti ilmaantuvassa jätevesissä vaatii orgaanisen osan analysoinnin. Nopeaa UV-persulfaattihapetusmenetelmää voitaisiin käyttää tähän sovellukseen, mutta se vaatii ylimääräisen sykliajan ja reagenssikustannukset. Raakajätevesinäytteet (varsinkin ennen seulontaa, hiekan poistamista, FOG: n poistamista ja ensisijaista selkeyttämistä) on vaikea analysoida, ja niiden arvo on kyseenalainen. Prosessin kokonaistyppikuormitus on tulevan jäteveden aiheuttama liukoisen orgaanisen typen ja ammoniakin summa sekä palautettavan lietteen myötävaikuttama typpi sekä käsittelyprosessin nitrifikaatiovaiheista takaisin kiertovirtauksen typpi. Ihanteellinen aloitusnäytekohta prosessikuormituksen arvioimiseksi on RAS: n ja kierrätyksen lisäys primaariseen jäteveteen. Jos denitrifikaatio suoritetaan alkuperäisessä anaerobisessa vyöhykkeessä, nitraatin ja nitriitin erillinen mittaus denitrifikaatiovyöhykkeelle tulevassa sisäänvirtauksessa ja jätevesissä voi olla arvokas parametri prosessinhallinnalle.
ChemScan-prosessianalysaattori mahtuu näytteisiin, joissa on jopa 150 mg / l suspendoituneita kiintoaineita ja sameus jopa 60 NTU. Käsittelyprosessin pisteistä uutetut näytteet ennen sekundaarista selkeyttämistä ylittävät tyypillisesti nämä kiintoaine- tai sameusvaatimukset. Nämä näytteet vaativat suodatuksen tai laskeutumisen ennen analyysiä, jotta saadaan näyte, joka täyttää ChemScan-kiintoaineiden ja sameuden vaatimukset. ChemScanilla on verkkovirtauskalvosuodattimia ja huokoisia syklisiä muovisuodattimia, joita voidaan käyttää online-analysaattorijärjestelmissä. Näytepisteet tulisi valita siten, että varmistetaan, että rasva, öljy ja rasva (FOG) ovat riittävän alhaiset, jotta ne eivät häiritse analysaattorijärjestelmälle valittua näytteen suodatusmenetelmää.
