Táscairí Mearbhall i gCóireáil Fuíolluisce: Nítriú agus Dínitriú

I bhfeidhmiú laethúil na cóireála fuíolluisce, is minic a chloistear dhá théarma: nítriú agus dínitriú. Is minic a bhíonn mearbhall ar an dá choincheap seo ag go leor daoine nach bhfuil cóireáil fuíolluisce nua acu. In ainneoin a n-ainmneacha comhchosúla, an bheirt ag rothlú timpeall an charachtair "硝", imríonn siad róil go hiomlán difriúil i gcóireáil fuíolluisce.

I dtéarmaí simplí, tá nítriú freagrach as nítrigin amóinia a thiontú ina níotráit, agus tá dínitriúchán freagrach as níotráit a thiontú ina ghás nítrigine. Is próiseas ocsaídiúcháin é ceann amháin, agus is próiseas laghdaithe é an ceann eile. Tá an dá phróiseas cosúil le rás sealaíochta, agus ní féidir nítrigin sa séarachas a bhaint go fírinneach ach amháin nuair a bhíonn siad críochnaithe i gcomhordú.

Nuair a thuigtear an pointe seo, éiríonn an loighic taobh thiar de phróisis éagsúla bainte nítrigine, mar A/O, AAO, agus díog ocsaídiúcháin, i bhfad níos soiléire.

I séarachas tí agus go leor fuíolluisce tionsclaíoch, is i bhfoirm nítrigine amóinia go príomha a bhíonn nítrigin ann. Má scaoiltear nítrigin amóinia go díreach isteach i ndobharlaigh, is furasta é a bheith mar thoradh ar eotrófú agus éifeachtaí tocsaineacha a bheith aige ar orgánaigh uisceacha amhail iasc. Dá bhrí sin, ní mór d'ionaid chóireála fuíolluisce nítrigin amóinia a thiontú ar dtús.

Tugtar nítriúchán ar an bpróiseas claochlaithe seo.

Is próiseas ocsaídiúcháin é nítriú i ndáiríre a dhéanann miocrorgánaigh, ar féidir é a roinnt go garbh ina dhá chéim:

Is é an chéad chéim ná nítrít amóinia a ocsaídiú i nítrít
Céim 2: Déantar nítrít a ocsaídiú tuilleadh go níotráit

Teastaíonn go leor ocsaigine leis an bpróiseas iomlán, mar sin tarlaíonn nítriú go hiondúil i dtimpeallachtaí aeróbach, amhail umair aeraithe nó umair bithcheimiceacha MBR.

Tugtar baictéir nítríocha ar na miocrorgánaigh a bhaineann leis an bpróiseas seo. Tá siad difriúil le gnáth-baictéir heitotrófacha sa mhéid is go mbaineann siad leis an gcatagóir útrófach, a fhaigheann fuinneamh ó shubstaintí neamhorgánacha go príomha. Tá a ráta fáis sách mall, agus tá siad íogair d'athruithe comhshaoil ​​freisin.

Sin é an fáth freisin go mbíonn laghdú ag teacht ar acmhainn nítriúcháin i go leor gléasraí cóireála fuíolluisce le linn an gheimhridh.

Cé go bhfuil an nítrigin tar éis fadhb na nítrigine amóinia a réiteach, níl an nítrigin san uisce imithe go fírinneach ag an bpointe seo; níor athraigh sé ach ó fhoirm amháin go foirm eile. Chun nítrigin "a bhaint" go fírinneach ó fhuíolluisce, ní mór an dara céim - dí-áitiú - a chur i gcrích.

Is próiseas laghdaithe é dínitrification. I dtimpeallacht anaeróbach, úsáideann miocrorgánaigh an ocsaigin i níotráit, ag laghdú de réir a chéile é go gás nítrigine. Tá cosán an imoibrithe mar a leanas go garbh:

Níotráit → Nítrít → Ocsaíd Nítriúil → Ocsaíd Nítriúil → Nítrigin

Scaoilfear an gás nítrigine ginte ar deireadh (N₂)* isteach san aer i bhfoirm ghásach, agus mar sin baintear an nítrigin sa séarachas go fírinneach. Tugtar baictéir dínitríocha ar na miocrorgánaigh a chríochnaíonn an próiseas seo. Murab ionann agus baictéir nítriúcháin, baineann siad le baictéir heitreatrófacha agus éilíonn siad carbón orgánach mar fhoinse fuinnimh.

Sin é freisin an fáth go gcaithfidh go leor gléasraí cóireála fuíolluisce foinsí carbóin a chur leis le linn baint nítrigine.

Má bhreathnaímid ar an dá phróiseas seo le chéile, gheobhaidh muid amach go bhfuil go leor gnéithe ina gcoinne go diaiméadrach.

1. Coinníollacha éagsúla ocsaigine

Ní mór nítriú tarlú i dtimpeallacht aeróbach, de ghnáth éilíonn sé go gcoimeádtar leibhéil ocsaigine tuaslagtha ag thart ar 2 mg/L.

Teastaíonn timpeallacht anaeróbach le haghaidh dínitriúcháin ina bhfuil ocsaigin tuaslagtha faoi bhun 0.5 mg/L. Má tá an iomarca ocsaigine ann, is fearr le baictéir dínitríneacha ocsaigine a úsáid seachas níotráit.

I dtéarmaí simplí, tá rath ar nítriginiú san ocsaigin, agus cuireann ocsaigin bac ar dínitriúchán.

2. Cineálacha éagsúla microorganisms

Is trí nítriginiú baictéir, lena n-áirítear nitrosomonas agus nítrobaictéar, a dhéantar nítriúchán go príomha.

Baineann na baictéir seo le baictéir uathtrófacha, a fhásann go mall agus a éilíonn aois sloda níos faide.

Déantar dínitriú trí bhaictéir a dhínitriú, a bhaineann leis an gcatagóir baictéir heitréatrófacha agus a thaispeánann ráta fáis réasúnta níos tapúla.

3. Riachtanais éagsúla foinse carbóin

Úsáideann baictéir nítriúcháin substaintí neamhorgánacha go príomha le haghaidh fuinnimh agus go ginearálta ní bhíonn siad ag brath ar fhoinsí carbóin orgánacha.

Teastaíonn carbón orgánach ó bhaictéir dhínitríocha mar dheontóir leictreoin. Dá bhrí sin, nuair nach leor an t-ábhar orgánach atá ar fáil i bhfuíolluisce, is minic is gá foinsí carbóin seachtracha a chur leis mar aicéatáit sóidiam, meatánól, agus glúcóis.

I bhfeidhmiú go leor gléasraí fuíolluisce, is minic go mbíonn foinse carbóin neamhleor ina fhachtóir suntasach a dhéanann difear don éifeachtúlacht a bhaint nítrigine.

4. Tá suíomh an tharla difriúil

I bpróisis choitianta a bhaint nítrigine, socraítear an dá cheann de ghnáth i gcriosanna imoibrithe éagsúla.

Mar shampla, i bpróisis A/O nó AAO:

Umar anocasach - Umar Aeróbach dínitriúcháin - Nítriú

Filleann an níotráit a tháirgtear trí nítriú chuig an gcrios anocsach trí athchúrsaíocht inmheánach, áit a ndéantar é a chlaochlú tuilleadh trí bhaictéir dínitriúcháin.
5. Torthaí deiridh éagsúla

Is é an toradh a bhíonn ar nítrigin ná laghdú ar nítrigin amóinia agus méadú ar níotráit

Is é toradh dínitrification ná: laghdú níotráite agus táirgeadh gás nítrigine

I bhfocail eile, ní féidir le nítrigin an comhlacht uisce a fhágáil ach amháin tar éis denitrification a bheith críochnaithe.

Ó thaobh iomlánaíoch de, ní dhá phróiseas neamhspleácha iad nítriginiú agus dínáitriú, ach dhá chéim as a chéile maidir le baint nítrigine bitheolaíoch.

Is féidir an próiseas iomlán um chomhshó nítrigine a thuiscint go simplí mar:

Nítrigin amóinia → Nítrít nítríte → Nítrigin níotráite → Nítrít nítrít → Gás nítrigine

Tá nítriú freagrach as nítrigin amóinia a thiontú ina níotráit, agus tá dínitriúchán freagrach as níotráit a laghdú ar ais go gás nítrigine.
Tá an dá cheann ceangailte cosúil le rás sealaíochta.

Mura bhfuil ann ach nítriú agus gan dínitriú, beidh an níotráit san uisce ina chúis le eotrófú fós.
Mura bhfuil nítriú ann, beidh easpa "amhábhar" ann le haghaidh dínitrification.

Sin é freisin an fáth go n-ionchorpraíonn an chuid is mó de na próisis bhaint nítrigine criosanna aeróbach agus anocsacha araon.

I réimse na cóireála fuíolluisce, d'fhéadfadh go leor coincheapa a bheith cosúil le chéile, ach tá an loighic bhunúsach go hiomlán difriúil.

Is péire tipiciúil iad nítriúcháin agus dínitriú.

Tarlaíonn ceann amháin i dtimpeallacht aeróbach, agus tarlaíonn an ceann eile i dtimpeallacht anaeróbach;
Tá ceann amháin freagrach as nítrigin amóinia a ocsaídiú, agus tá an ceann eile freagrach as níotráit a laghdú;
Ní féidir próiseas iomlán a bhaint as nítrigin bhitheolaíoch ach amháin nuair a chuirtear an dá cheann le chéile.

Tar éis é seo a thuiscint, nuair a fhéachaimid ar phróisis éagsúla a bhaint nítrigine, mar A/O, AAO, agus díog ocsaídiúcháin, is féidir linn a fheiceáil go bhfuil siad go léir optamaithe agus comhcheangailte timpeall an dá chéim seo.

Tá go leor próiseas casta i gcóireáil séarachais, san anailís dheireanach, ag cruthú "timpeallacht oibre" oiriúnach do na miocrorgánaigh seo i ndáiríre.