مواد مغذی آلودگی صورت جدی از آلودگی آب در درجه اول ناشی از بیش از حد سطح نيتروژن (N) و فسفر (P) وارد محیط های آبی. زمانی که غنی از مواد مغذی فاضلاب تخلیه شده است و بدون درمان مناسب آن می تواند باعث انباشت علت مضر جلبک شکوفه کاهش سطح اکسیژن و در نهایت منجر به از دست رفتن تنوع زیستی در آب شیرین و اکوسیستم های دریایی.
تصفيه خانه فاضلاب نقش مهمی در کاهش مواد مغذی آلودگی است. بسیاری از فاضلاب های صنعتی جریان عدم بهینه تعادل مواد مغذی مورد نیاز برای درمان بیولوژیکی. برای درمان سیستم های به کار به طور موثر ضروری است به درک مواد مغذی نیاز از ميكروب و مدیریت مواد مغذی دوز با دقت—به خصوص در سیستم های که در آن کربن:نیتروژن:فسفر (C:N:P) نسبت انحراف قابل توجهی از استاندارد توصیه می شود.
نقش مواد مغذی در تصفیه فاضلاب
در هوازی بیولوژیکی تصفیه فاضلاب سیستم های میکروبی جمعیت نیاز به یک متعادل تامین کربن (C) نیتروژن (N) و فسفر (P). این به طور گسترده ای پذیرفته شده نسبت استاندارد برای مواد مغذی تعادل 100:5:1 (C:N:P) اگر چه در برخی موارد 100:10:1 نسبت ممکن است مورد استفاده قرار گیرد بسته به بار میکروبی و سیستم پویایی است.
هر یک از این مواد مغذی نقش متمایز نقش:
- کربن (C): به عنوان منبع انرژی و ساختاری مواد میکروبی سوخت و ساز بدن.
- ازت (N): ضروری برای پروتئین و آنزیم سنتز.
- فسفر (P): مورد نیاز برای انتقال انرژی (ATP) و نوکلئیک اسید سنتز.
زمانی که این تعادل مختل درمان بیولوژیکی عملکرد کاهش پساب با کیفیت بدتر و مقررات سخت تر می شود.
اختلال در تعادل C:N:P نسبت در فاضلاب های صنعتی
در بسیاری از صنعتی تنظیمات ورودی فاضلاب ترکیب به طور چشمگیری متفاوت است. به عنوان مثال:
- کاغذ و خمیر کاغذ آسیاب پساب به طور معمول بالا BOD سطح (کربن-غنی) است اما کمبود نیتروژن و فسفر.
- پتروشیمی و فاضلاب ممکن است کافی و یا بیش از حد سطوح نيتروژن اما اغلب فاقد فسفر است.
این عدم تعادل به این معنی است که میکروارگانیسم ها را دریافت نمی مغذي لازم برای حفظ توده رشد فرم پایدار flocs یا کارآمد در کاهش ترکیبات آلی است.
مزایای مواد مغذی مکمل در تصفيه فاضلاب
مکمل مواد مغذی در فاضلاب های صنعتی می توان در مقایسه با کودهای زیستی اکوسیستم. هنگامی که به درستی انجام می شود مواد مغذی دوز ارائه می دهد طیف گسترده ای از مزایای:
- بهبود لجن settleability با کاهش حجم لجن شاخص (SVI).
- پیشرفته حذف مواد معلق و جامدات آلی (BOD/COD) و نیتروژن.
- افزایش روند ثبات به ویژه در بارهای شوک یا نوسانات درجه حرارت.
- قوی تر nitrification عملکرد تحت دمای پایین شرایط.
- پایین تر عملیاتی و هزینه های تعمیر و نگهداری.
- کاهش نیاز به هزینه شیمیایی مداخلات.
- بهبود انطباق با تخلیه مقررات.
- انعطاف پذیری برای سفارشی کردن مواد مغذی می آمیزد و بر اساس سیستم مورد نیاز.
چه مقدار نیتروژن و فسفر باید اضافه شده ؟
در حالی که 100:5:ج 1:N:P دستورالعمل مفید است نقطه شروع واقعی و مواد مغذی مورد نیاز بستگی به ویژگی های منحصر به فرد از فاضلاب و میکروبی پویایی است. در مدرن عمل مواد مغذی دوز بهتر است آگاهانه توسط باقی مانده مواد مغذی اندازه گیریبه جای ورودی ثابت نسبت.
هدف باقی مانده غلظت اغلب استفاده می شود برای هدایت مواد مغذی کفایت هستند:
- نیتروژن آمونیاکی (NH₄-N): 0.25 – 0.5 mg/L
- Orthophosphate (PO₄3⁻): 0.1 – 0.2 mg/L
حفظ باقیمانده در این محدوده به طور کلی تضمین پایدار و موثر جمعیت میکروبی.
مواد مغذی در مرحله قبل
حتی در دوران قبل فاز نظارت و تنظیم مواد مغذی می تواند تاثیر قابل توجهی در عملکرد پایین دست. مواد مغذی مناسب مدیریت در پيش منجر به:
- بهینه سازی شیمیایی مصرف با کاهش استفاده بیش از حد از flocculants یا منعقدکننده.
- بهبود فعالیت میکروبی و تشكيل لجن در مراحل اولیه است.
- سریع تر تشخیص روند ناراحتی و یا بارگذاری ناهنجاری.
- افزایش پیش بینی نهایی پساب با کیفیت و پیروی از مقررات.
خطرات ناشی از بیش از اتکا به آمونیاک باقیمانده
با استفاده از آمونیاک باقیمانده به تنهایی برای کنترل نیتروژن دوز می تواند گمراه کننده باشد.
در غنی از اکسیژن سیستم آمونیاک تشویق رشد آمونیاک و اکسید کننده باکتری ها (AOB) و نیتریت اکسید کننده باکتری ها (اوج). این باکتری ها به شدت تبدیل آمونیاک به نیتریت و نیترات رانندگی باقی مانده غلظت آمونیاک در زیر سطوح. اپراتورهای تفسیر این به عنوان یک نیتروژن کمبود ممکن است پاسخ با اضافه کردن نیتروژن بیشتر.
این باعث ایجاد یک معکوس حلقه:
- نیتروژن بیشتر اضافه شده است از مورد نیاز است.
- اکسیژن بیشتری مورد نیاز است به اکسید مازاد آمونیاک.
- هزینه های عملیاتی به دلیل افزایش بیش از حد مواد مغذی استفاده کنید و تقاضای انرژی.
دقیق راه حل: جامعه میکروبی تجزیه و تحلیل (MCA)
برای شکستن "صورت چرخه", ابزار نظارت پیشرفته مانند جامعه میکروبی تجزیه و تحلیل (MCA) بسیار ارزشمند هستند.
با استفاده از توالی DNA تکنولوژی وصول می تواند شناسایی و تعیین کمیت جمعیت میکروبی از قبیل:
- AOB/قلنبه: مسئول nitrification
- PAO (فسفر-جمع آوری موجودات زنده): می تواند به کاهش orthophosphate سطوح بدون نیاز به فسفر اضافه شده
اگر یک سیستم است از nitrifier یا فسفات-باتری جمعیت کاهش مواد مغذی دوز—نه افزایش آن ممکن است بهتر است استراتژی است.
MCAهمراه با میکروسکوپی توده ارزیابیکمک می کند تا اپراتور را داده محور تنظیم و ترویج پایدار مواد مغذی استفاده کنید.
انتخاب مناسب مواد مغذی محصولات
همه فاضلاب هستند. مواد مغذی دوز استراتژی باید متناسب با:
- نوع فرایند درمان (به عنوان مثال لجن فعال mbbr پسا, SBR)
- نرخ جریان و سیستم اندازه
- واقعی در مقابل طراحی شرایط بارگذاری
- موجود دوز شیمیایی زیرساخت
- اهداف درمان (به عنوان مثال nitrification, ترکیب نیترات و فسفر حذف)
سفارشی مواد مغذی می آمیزد—از جمله اوره بر اساس نیتروژن اسید فسفریک و یا تخصص عناصر کم مصرف—فرموله شده است می توانند برای پاسخگویی به این نیاز موثر است.
نتيجهگيری: تعادل بیش از مقدار
مواد مغذی در تصفیه خانه های فاضلاب نه ذاتا خوب است و نه بد. آنچه مهم است این است که دستیابی و حفظ تعادل راست.
با حرکت فراتر از ساده 100:5:1 و نسبت آغوش نظارت بر زمان واقعی بیولوژیکی پروفایل و هوشمند دوز استراتژی های صنعتی می توانید:
- افزایش درمان بیولوژیکی عملکرد
- حفاظت از اکوسیستم پایین دست
- کاهش شیمیایی و هزینه های انرژی
- حفظ طولانی مدت عملیاتی ثبات
در کوتاه هوشمند, مدیریت مواد مغذی نیست فقط در مورد اضافه کردن بیشتر—آن را در مورد اضافه کردن عاقلانه است.
