إن تجاوز هذا المؤشر الدقيق في معالجة مياه الصرف الصحي يمكن أن يكون له عواقب وخيمة!
في المراقبة الروتينية في محطات معالجة مياه الصرف الصحي ، يعد النيتروجين الأمونيا (NH3-N) مؤشرًا رئيسيًا نراقبه يوميًا. لكن هل تفهم حقًا هذا الخصم المألوف؟ اليوم ، دعونا نزيل الغموض من النيتروجين الأمونيا.
1. فهم النيتروجين الأمونيا
أكثر من مجرد معلمة كيميائية
يشير النيتروجين الأمونيا إلى النيتروجين في الماء الموجود في شكل الأمونيا الحرة (NH3) والأمونيوم المؤين (NH 4+). تختلف نسبة هذين النموذجين مع درجة حرارة الماء ودرجة الحموضة:
ارتفاع درجة الحرارة وارتفاع درجة الحموضة: تزداد نسبة الأمونيا الحرة (NH3) ، مما يجعلها أكثر سمية.
درجة الحرارة المنخفضة وانخفاض درجة الحموضة: تزداد نسبة الأمونيوم المؤين (NH 4+) ، مما يجعلها آمنة نسبيًا.
في المراقبة البيئية ، نقيس عادة نيتروجين الأمونيا الكلي ، وهو مجموع هذين النموذجين ، المعبر عنه بالملليغرام لكل لتر (ملغ/لتر) من النيتروجين (N).
2. مصادر النيتروجين الأمونيا: مصادر النيتروجين في كل مكان
تشمل المصادر الرئيسية:
الصرف الصحي المحلي: البراز البشري ومياه الصرف الصحي (يحتوي على ما يقرب من 20-50 ملغ/لتر) ؛
مياه الصرف الصناعية: الأسمدة ، الكوك ، الأدوية ، معالجة الأغذية ، وغيرها من الصناعات ؛
الجريان السطحي الزراعي: سماد الأسمدة والسماد الثروة الحيوانية تدخل المسطحات المائية مع مياه الأمطار.
العمليات الطبيعية: التحلل الطبيعي للنيتروجين - يحتوي على مادة عضوية ؛
3. مخاطر النيتروجين المفرط في الأمونيا: تهديد بيئي كبير
1. تلف النظم الإيكولوجية المائية
السمية الحادة: الأمونيا الحرة سامة للغاية للكائنات المائية:
0.02-0.05 ملغ/لتر: يسبب تفاعلات الإجهاد في الأسماك الحساسة ؛
0.5-2.0 ملغ/لتر: أعراض التسمم في معظم الأسماك ؛
2.0 ملغ/لتر: يسبب وفيات الأسماك الشاملة ؛
استنزاف الأكسجين: تستهلك عملية أكسدة النيتروجين من الأكسدة كمية كبيرة من الأكسجين المذاب:
NH₄⁺ + 2 O₂ → NO₃⁻ + 2 H⁺ + H₂O
يتطلب أكسدة 1 ملغ من النيتروجين الأمونيا 4.57 ملغ من الأكسجين!
التخثر: النيتروجين الأمونيا هو مصدر عالي الجودة - جودة النيتروجين لنمو الطحالب ويمكن أن يؤدي بسهولة إلى إزهار الطحالب.
2. التأثير على أنظمة العلاج
Inhibition of Biological Treatment: High concentrations of free ammonia (>100 ملغ/لتر) تمنع نشاط البكتيريا النتروية:
النيتريت حساسة لنيتروجين الأمونيا ، ويتم تثبيط نشاطها في المقام الأول. هذا يعيق عملية النترج ، مما يؤدي إلى الإفراط في النيتروجين الأمونيا في النفايات السائلة.
زيادة تكاليف العلاج:
زيادة استهلاك طاقة التهوية (تتطلب النترجة الأكسجين) ؛
زيادة جرعة مصدر الكربون (يتطلب إزالة النتروجين الأكسجين) ؛
زيادة استهلاك القلوية (يتطلب تجديد القلوية) ؛
التأثير على خصائص الحمأة: قد يتدهور هذا من أداء الحمأة ويتسبب في انجراف الحمأة في خزان الترسيب الثانوي.
3. تهديدات لسلامة المياه
المنتجات الثانوية للتطهير: يتفاعل نيتروجين الأمونيا مع الكلور لتشكيل كلورامين ، مما يقلل من فعالية التطهير:
NH 3 + HClo → NH2CL + H2O. هذا لا يزيد من الاستخدام المطهر فحسب ، بل ينتج أيضًا منتجات ثانوية أكثر ضارة.
تدهور الخواص الحسية: حتى التركيزات المنخفضة للغاية (0.025 ملغم/لتر) يمكن أن ينتج رائحة غير سارة.
4. تقنية مكافحة النيتروجين الأمونيا: من الوقاية إلى العلاج
1. تحسين العملية
إزالة النتروجين البيولوجي:
النترجة التقليدية وعدم النتروجين: A/O ، A2/O وغيرها من العمليات
مختصرة - قطع النترج والتخليص: حفظ مصدر الكربون وحجم التهوية
أكسدة الأمونيا اللاهوائية: معظم الطاقة -
الطرق الفيزيائية والكيميائية:
طريقة التجريد: مناسبة لمياه الصرف الصحي النيتروجين التركيز-
امتصاص الزيوليت: مناسب للمعالجة العميقة التركيز المنخفض -
فصل الغشاء: تكاليف فعالة ولكن عالية الاستثمار والتشغيل
2. نقاط التحكم التشغيلية الرئيسية
التحكم في الحالة البيئية:
افعل: 2-4 ملغ/لتر أثناء النترجة
Ph: 7.5-8.5 (النطاق الأمثل)
درجة الحرارة: 20-35 درجة (درجة الحرارة المثلى)
Sludge Age: >10 أيام (لضمان نمو البكتيريا النتروية)
علاج الطوارئ:
أكسدة هيبوكلوريت الصوديوم: سريع ولكنه مكلف
إضافة الوكيل البيولوجي: يعزز مرونة النظام
تعديل الحمل المؤثر: يتجنب حوادث النظام
5. توصيات الإدارة اليومية
1. المراقبة والإنذار المبكر
تثبيت شاشة النيتروجين على الإنترنت
إنشاء آلية إنذار مبكر مؤثرة
إجراء اختبار العملية الكامل العادي -
2. التدابير الوقائية
تعزيز التحكم في المصدر المؤثر
إنشاء نظام الوصول إلى مياه الصرف الصناعية
تحسين نظام تحويل مياه الأمطار ومياه الصرف الصحي
3. الاستعداد للطوارئ
وضع خطة طوارئ لتجاوز المعايير
المواد الكيميائية لعلاج الطوارئ المخزون
مشغلات القطار في قدرات الاستجابة للطوارئ