سلسلة الشرح المصور · المعالجة البيولوجية
لماذا نحتاج إلى نزع النترجة لإزالة النيتروجين الكلي؟
تحول النترجة الأمونيا إلى نترات لكنها تبقي النيتروجين في الماء. في وسط لاأكسجيني مع النترات ومانح إلكترون، يخفض نزع النترجة NO₃⁻/NO₂⁻ إلى N₂، وهو المسار البيولوجي الرئيس لخروج N من السائل.
الخلاصة أولاً
الخلاصة أولاً
يشمل TN الأمونيا والنتريت والنترات والنيتروجين العضوي. تحول النترجة NH₄-N إلى NO₃-N ولا تخفض TN وحدها. عند انخفاض DO تستخدم البكتيريا الاختيارية NO₃⁻/NO₂⁻ كمستقبل إلكترون والكربون القابل للتحلل في الداخل أو المخزن أو الخارجي كمانح. تسير السلسلة NO₃⁻ → NO₂⁻ → NO → N₂O → N₂، فيغادر N الماء كغاز ويستعاد جزء من القلوية. يلزم إيصال النترات للمنطقة اللاأكسجينية، وخفض O₂ مع استمرار الخلط، وتوفير كربون كاف بلا إفراط.
أربعة شروط معاً
اللاأكسجيني ليس حوضاً متوقفاً؛ إنه DO منخفض مع نترات/نتريت.
وصول النترات
يعيد النظام القبلي السائل الهوائي الغني بالنترات، ويعالج النظام البعدي المخرج المنترج. الإرجاع القليل أو القصر يتجاوز التفاعل.
DO منخفض والخلط مستمر
تستخدم الأحياء O₂ أولاً؛ يحرق حمل الأكسجين الكربون والزمن. يحافظ الخلاط الميكانيكي على التلامس بلا تهوية.
كربون قابل للتحلل مناسب
تستخدم المنطقة القبلية كربون الداخل، وقد تحتاج البعدية كربوناً خارجياً. تضبط الجرعة حسب حمل النترات ومكافئ COD والاستفادة.
حرارة وpH وزمن وكتلة مناسبة
يبطئ البرد؛ يحدد HRT والكتلة وpH والسمية الإكمال. لا يصلح الكربون قصراً شديداً أو غسل الحمأة.
تنظم المنطقة اللاأكسجينية الخلط والإرجاع والكربون
تدور الخلاطات حوضاً غير مهوى، ووحدة الجرعات يساراً، وخط كبير يعيد سائلاً غنياً بالنترات بجانب حوض هوائي.
11تخزين وجرعات كربون22خلط لاأكسجيني بلا تهوية33إرجاع داخلي غني بـNO₃44منطقة نترجة هوائيةنقاط التعرف في الصورة
- 1تخزين وجرعات كربون
- 2خلط لاأكسجيني بلا تهوية
- 3إرجاع داخلي غني بـNO₃
- 4منطقة نترجة هوائية
الخلاصة من الصورة
يحتاج نزع النترجة خلطاً لا ركوداً. يحدد الكربون والنترات والإرجاع والحجم الحمل القابل للإزالة.
كيفية التحقق في الموقع
تحقق من الإرجاع وحمل NO₃ وDO/ORP وCOD القابل والتحلل وتدفق المضخة وتغطية الخلط بميزان كتلي.
تخفض البكتيريا النيتروجين المؤكسد إلى غاز
يوضح المشهد المجهري بكتيريا اختيارية وجزيئات N وكربوناً وفقاعات تغادر الندفة؛ هو مسار لا تعريف مجهري.
11NO₃⁻/NO₂⁻ داخل الندفة22بكتيريا نازعة للنترجة33كربون مانح للإلكترون44فقاعات N₂ خارجةنقاط التعرف في الصورة
- 1NO₃⁻/NO₂⁻ داخل الندفة
- 2بكتيريا نازعة للنترجة
- 3كربون مانح للإلكترون
- 4فقاعات N₂ خارجة
الخلاصة من الصورة
يخفض N المؤكسد أيضياً لا بالامتزاز. يمنح الكربون الإلكترونات؛ قد يزيد NO₂ أو N₂O إذا لم تكتمل السلسلة.
كيفية التحقق في الموقع
استخدم NO₃ وNO₂ وN₂ المذاب/الغاز أو تغير حمل TN؛ لا تميز الغاز من شكله.
النترجة الهوائية والاختزال اللاأكسجيني حلقة واحدة
يضع المقطع منطقة خلط بلا هواء بجانب منطقة ناشرات ثم الترسيب؛ توصل التدفقات الكربون والنترات والكتلة.
11منطقة نزع لاأكسجينية22خلاط وكربون الداخل33نترجة هوائية وتكوين NO₃44ترسيب وإرجاع ومخرجنقاط التعرف في الصورة
- 1منطقة نزع لاأكسجينية
- 2خلاط وكربون الداخل
- 3نترجة هوائية وتكوين NO₃
- 4ترسيب وإرجاع ومخرج
الخلاصة من الصورة
لا يزيل حوض بلا نترات أو نترجة بلا كربون TN. الفرق بين الترتيبات هو مكان التقاء النترات والكربون.
كيفية التحقق في الموقع
ارسم التدفقات وقس flow وNH₄/NO₂/NO₃ وCOD، وافحص المضخات والبوابات والقصر.
نقص الكربون وتوازنه وفائضه تعطي نتائج مختلفة
تقارن ثلاثة مفاعلات مستقلة بقايا النترات والإزالة المستقرة ومخاطر COD عند الجرعة الزائدة.
11نقص كربون/بقايا NO₃22توازن وإزالة مستقرة33فائض كربون/خطر COD44خلاط وDO/ORP وجرعاتنقاط التعرف في الصورة
- 1نقص كربون/بقايا NO₃
- 2توازن وإزالة مستقرة
- 3فائض كربون/خطر COD
- 4خلاط وDO/ORP وجرعات
الخلاصة من الصورة
يفيد الكربون الإضافي فقط عند كونه الحد. الإفراط يزيد الكلفة وCOD والحمأة والطلب اللاحق.
كيفية التحقق في الموقع
اختبر الجرعة على ماء واحد وتابع NO₃/NO₂ وCOD وpH وORP والزمن وعاير المضخة.
قد يكون طفو الحمأة نزع نترجة داخل المرسب
تطفو ندف محملة بالغاز مع عينات ومجس يربط النترات وطبقة الحمأة وصيانة الأجهزة.
11ندف مرفوعة بالغاز22عينات نترات الداخل/المخرج33مجس DO/ORP44إرجاع وهدر وكربوننقاط التعرف في الصورة
- 1ندف مرفوعة بالغاز
- 2عينات نترات الداخل/المخرج
- 3مجس DO/ORP
- 4إرجاع وهدر وكربون
الخلاصة من الصورة
قد يرفع N₂ المتكون في طبقة عميقة الحمأة ويزيد TSS؛ ليس منطقة لاأكسجينية مضبوطة.
كيفية التحقق في الموقع
افحص الطبقة وRAS/WAS والزمن وNO₃ وTSS وSVI والفقاعات والمعايرة، وافصل عن الانتفاخ/الصدمة.
ست خطوات من النترات إلى N₂
توضح ترتيب النترجة والإرجاع والكربون.
1 تكوين N مؤكسد
NH₄-N → NO₂-N → NO₃-N
تكوين ركيزة نزع النترجة.
2 إيصال النترات
سائل هوائي/مخرج → منطقة لاأكسجينية
جمع النترات والبكتيريا.
3 منح الإلكترونات
كربون داخلي/مخزن/خارجي → خلية
توفير المانح والطاقة.
4 خفض متسلسل
NO₃⁻ → NO₂⁻ → NO → N₂O → N₂
تحويل N المذاب إلى N₂.
5 خروج الغاز
N₂ مذاب → فقاعات/جو
إخراج N واستعادة قلوية.
6 إغلاق ميزان TN
TN داخل = خارج + حمأة + غاز
تمييز الإزالة عن التخفيف والخطأ.
أربعة أدوار رئيسة
افصل المستقبل والمانح والنقل والفصل.
NO₃/NO₂ مستقبل
- الوظيفة
- يقبل الإلكترون ويصبح N₂
- الخلل
- إرجاع قليل/نترجة ناقصة/تجاوز
- الدليل
- التدفق وحمل NO₃/NO₂ والملف
كربون مانح
- الوظيفة
- يوفر الإلكترونات والطاقة
- الخلل
- النقص يبقي النترات والفائض يزيد COD والحمأة
- الدليل
- rbCOD/VFA والمضخة وCOD والمعدل
خلط لاأكسجيني وDO منخفض
- الوظيفة
- تلامس بلا أولوية O₂
- الخلل
- حمل أكسجين/تسرب/مناطق ميتة
- الدليل
- DO/ORP وتيار الخلاط والهيدروليكا
احتجاز وفصل الكتلة
- الوظيفة
- يحفظ الأحياء ويفصل الصلب
- الخلل
- برد أو غسل أو رفع غازي
- الدليل
- SRT/MLSS والطبقة وRAS/WAS وTSS
قد يحدث نزع النترجة أيضاً في مرشح بعدي أو غشاء حيوي أو طور SBR بلا هواء أو داخل الندف؛ تثبت الأحمال والكربون والهيدروليكا الاستقرار.
تابع ثلاث مجموعات
أحمال N والكربون
التدفق وNO₃/NO₂/NH₄ وTN وrbCOD/VFA والجرعة الفعلية في التدفقات.
الوسط والمعدل
DO/ORP متعدد النقاط والحرارة وpH والزمن والخلط والمعدل.
الإرجاع والفصل
الإرجاع الداخلي وRAS/WAS وMLSS/SRT والطبقة وTSS والطفو.
ماذا تعني مجموعات الإشارات؟
- الإشارة
- NO₃ داخل/خارج عال وDO عال
- الاشتباه
- حمل أكسجين أو تسرب يستهلك الكربون
- الخطوة
- افحص نقطة الإرجاع وملف DO وصمامات الهواء والخلط قبل زيادة الكربون
- الإشارة
- DO منخفض وNO₃ عال وCOD ذائب منخفض
- الاشتباه
- نقص كربون أو فشل الجرعات
- الخطوة
- افحص rbCOD/VFA والخزان/المضخة والانسداد واضبط بعد اختبار معدل
- الإشارة
- NO₃ ينخفض وNO₂ يتراكم
- الاشتباه
- خفض غير كامل بسبب الكربون/التلامس/الحرارة/pH
- الخطوة
- تحقق من NO₂ وراجع ORP/NO₃/NO₂ والكربون طولياً
- الإشارة
- طفو في المرسب وTSS عال وNO₃ الطبقة ينخفض
- الاشتباه
- رفع N₂ داخل الطبقة
- الخطوة
- قلل زمن الطبقة واضبط RAS/WAS والإزالة القبلية واستبعد الانتفاخ/الهيدروليكا
أربعة مفاهيم خاطئة
اكتمال النترجة يعني TN مطابقاً
تبقى النترات؛ يلزم نزعها أو مصرف آخر.
اللاأكسجيني بلا أكسجين وبلا خلط
يلزم DO منخفض ونترات وخلط ميكانيكي.
الكربون الأكثر يخفض TN دائماً
الفائض يزيد COD والحمأة والكلفة؛ اضبط للحمل والمعدل.
الحمأة الطافية انتفاخ دائماً
قد يرفع غاز نزع النترجة الندف داخل الطبقة.