Cara Mengukur Kadar Denitrifikasi dalam Rawatan Air Sisa: Langkah-demi-Panduan Langkah

Memahamikadar denitrifikasidalam tangki anoksik adalah penting untuk mengoptimumkan rawatan air sisa, memastikan kualiti efluen, dan mengira yang betuldos sumber karbon. Panduan ini menerangkan prosedur makmal untuk mengukur kadar denitrifikasi menggunakan enapcemar teraktif, serta cara menggunakan keputusan dalam operasi loji sebenar.

Kadar denitrifikasi mengukur jumlah nitrogen nitrat (NO₃⁻-N) dimakan oleh satu gram enap cemar sejam. Faktor yang mempengaruhi kadar ini termasuk:

Suhu air

Umur enap cemar

Jenis sumber karbon

Aktiviti mikrob enap cemar

Nilai reka bentuk selalunya bersifat teori (cth, 0.05 mg NO₃⁻-N/g·h), tetapi kadar operasi sebenar mungkin jauh lebih rendah (cth, 0.02 mg NO₃⁻-N/g·h), menjadikan pengukuran yang tepat penting untukpengoptimuman sumber karbon.

Peralatan Makmal:

Kelalang kon (250–500 mL) dengan penyumbat getah

Pengacau magnet atau tangan

Pemasa

50 mL picagari dan botol sampel

Persediaan penapisan (kertas penapis dan corong, atau peranti vakum)

Spektrofotometer untuk pengukuran nitrogen nitrat

Meter oksigen terlarut (DO) mudah alih

Reagen:

Kalium nitrat (gred analisis)

Sumber karbon: natrium asetat atau glukosa

Sampel3–4 liter enap cemar teraktifdaripadahujung tangki anoksik. Jangan gunakan enap cemar daripada tangki aerobik atau anaerobik.

Mengangkut enap cemar ke makmaldalam masa 1 jam.

Kumpulkan sampel air efluen dan efluen dari tangki anoksik untuk ukuran nitrat asas.

Petua:Enap cemar di hujung tangki anoksik mengandungi bakteria pendenitrifikasi yang stabil, memastikan data kadar denitrifikasi yang boleh dipercayai.

ukurMLSS(atauMLVSSjika boleh) menggunakan kaedah makmal standard.

Tuangkan enap cemar ke dalam kelalang kon, tinggalkan 1/3 daripada isipadu untuk dikacau.

Pra-kacau selama 30 minit untuk mengeluarkan sisa nitrogen nitrat (sebelum-kacau).

Ukur nitrogen nitrat supernatan; teruskan kacau jika paras kekal tinggi.

Sediakan alarutan nitrat kepekatan tinggi-(cth, 10 mg NO₃⁻-N/mL).

Tambah larutan nitrat yang mencukupi untuk mencapai30–40 mg/L nitrogen nitratdalam kelalang.

Kacau segera dan ambil asifar-sampel masa (0 min). Tapis dan rekod.

Ambil sampel tambahan setiap 30 minit: 30, 60, 90 minit (pilihan 120 min). Tapis segera.

KekalkanDO rendah (<0.1 mg/L)sepanjang eksperimen. Laraskan kelajuan kacau untuk mengelakkan udara masuk.

Plotkan kepekatan nitrogen nitrat pada empat titik persampelan dalam hamparan Excel-masa pada paksi-x dan kepekatan nitrogen nitrat pada paksi-y. Biasanya, garis lurus-menuju ke bawah akan muncul. Kecerunan garis ini mewakili kadar nitrogen nitrat berkurangan dari semasa ke semasa, dinyatakan dalam mg NO₃⁻-N/(L·h). Bahagikan cerun ini dengan kepekatan enap cemar (MLSS atau MLVSS) dalam kelalang untuk mendapatkan kadar denitrifikasi tertentu.

Sebagai contoh: Jika MLSS minuman keras campuran dalam kelalang ialah 3500 mg/L (3.5 g/L), dan kecerunan penurunan nitrogen nitrat ialah 5.0 mg/(L·h), maka kadar denitrifikasi khusus ialah 5.0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS) . Menukar kepada MLVSS, jika nisbah MLVSS/MLSS ialah 0.65, kadar denitrifikasi berdasarkan MLVSS ialah 1.43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS·h). Dinyatakan dalam unit standard, ini ialah 2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Dalam operasi sebenar, kadar denitrifikasi normal ialah 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h). Nilai di bawah 2 menunjukkan aktiviti enap cemar yang lemah atau suhu air yang rendah, manakala nilai di atas 5 menunjukkan enap cemar yang sangat aktif.

Contoh:

MLSS=3,500 mg/L (3.5 g/L)

Pengurangan nitrat=5 mg/(L·h)

Kadar khusus=5 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻-N/(g MLSS·h)

MLVSS/MLSS=0.65 → Kadar=2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h)

Rujukan:Kadar biasa berjulat daripada 2–5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Kira jumlah mikroorganisma aktif dalam tangki anoksik:

Jumlah MLVSS (kg)=MLVSS (g/L)×Volume Tangki (m³)

Darab dengan kadar denitrifikasi yang diukur untuk mendapatkankapasiti penyingkiran nitrat harian(kg/hari).

Bandingkan dengan penyingkiran nitrat yang diperlukan (kepekatan masuk – efluen sasaran).

Tambahkan sumber karbon untuk mengisi jurang:

Natrium asetat: 3.5–5 g/g NO₃⁻-N

Glukosa: 2.5–3.5 g/g NO₃⁻-N

Contoh:

Aliran: 10,000 m³/h, MLVSS: 2,500 mg/L, isipadu tangki: 2,000 m³

Jumlah MLVSS: 5,000 kg

Kadar denitrifikasi: 2.2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) → 264 kg/hari penyingkiran

Jika perlu penyingkiran < 264 kg/hari → tambah sumber karbon untuk mencapai sasaran.

Kadar denitrifikasi lebih rendah pada musim sejuk kerana aktiviti mikrob yang berkurangan.

Menjalankan eksperimen dalammusim panas (kadar maks)danmusim sejuk (kadar min).

Interpolasi kadar perantaraan untuk melaraskan dos sumber karbon sepanjang tahun.