1. Αρχή υποβάθμισης της ΟΠΔ
Η COD αναφέρεται στην συνολική ποσότητα οξειδωτέας οργανικής ύλης και αναγωγών ανόργανων ουσιών στο νερό.που μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο τύπους
1- Βιοχημική αποδόμηση: Οι αεροβικοί μικροοργανισμοί (όπως τα φλοκκούντα βακτήρια στην ενεργοποιημένη λάσπη) μεταβολίζουν την οργανική ύλη, τη διασπώντας σε CO2 και H2O ενώ συνθέτουν τα δικά τους κύτταρα.οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί διασπούν μακρομοριακή οργανική ύλη σε μεθάνιοΑυτό ισχύει για τα εύκολα αποδομήσιμα COD (π.χ. υδατάνθρακες και πρωτεΐνες στα οικιακά λύματα).
2- Φυσική και χημική υποβάθμιση: Για τις ανθεκτικές COD (όπως οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες και οι ετεροκυκλικές ενώσεις στα βιομηχανικά λύματα), προχωρημένη οξείδωση (Fenton,Οξείδωμα του όζοντος) χρησιμοποιείται για τη διάσπαση των χημικών δεσμών της οργανικής ύλης, ή την προσρόφηση (ενεργοποιημένος άνθρακας) χρησιμοποιείται για την άμεση διαίρεση των ρύπων, μειώνοντας έτσι την τιμή COD στα υδάτινα σώματα.
Η σύνθεση της χημικής ζήτησης οξυγόνου (COD) αποτελείται κυρίως από () στα υδάτινα σώματα.
Α. Όλες οι οργανικές ύλες
Β. Οργανική ύλη που μπορεί να οξειδωθεί από ισχυρούς οξειδωτικούς παράγοντες + μερικώς αναγωγική ανόργανη ύλη
Γ. Όλες οι ανόργανες ουσίες
Δ. Αποδόμηση της ανθεκτικής οργανικής ύλης II. Αρχές της αποδόμησης αμμωνίου σε άζωτο
Η αποδόμηση του αμμωνικού αζώτου (NH3-N) περιλαμβάνει κυρίως τον μετασχηματισμό των στοιχείων αζώτου, με βιοχημικές οδούς να είναι η κυρίαρχη μέθοδος,Ενώ οι φυσικοχημικές προσεγγίσεις χρησιμοποιούνται περιστασιακά σε συγκεκριμένες περιπτώσεις
Βιοχημική νιτριποίηση-δενιτριποίηση
Νιτροποίηση: Υπό αερόβες συνθήκες με κατάλληλο pH (7,5-8,5) και θερμοκρασία (15-30°C),αυτοτροφικά νιτροποιητικά βακτήρια (βακτήρια οξειδωτικά νιτρώτων + βακτήρια οξειδωτικά νιτρικών) μετατρέπουν πρώτα το NH3-N σε νιτρικό άζωτο (NO2−-N), στη συνέχεια μετατρέπεται περαιτέρω σε νιτρικό άζωτο (NO3-N).
Αντίδραση απονιτρίωσης: Τα ετεροτροφικά απονιτρίωση βακτήρια, υπό ανωξικές συνθήκες, χρησιμοποιούν νιτρικό άζωτο ως αποδέκτη ηλεκτρονίων, μειώνοντάς το σε N2, το οποίο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα,Συνεπώς ολοκληρώνεται η αφαίρεση του αζώτου.
2Μέθοδος φυσικοποίησης
◦ Μέθοδος απομάκρυνσης: Ρυθμίστε το pH των λυμάτων σε 10,5-11.5, μετατρέποντας ιόντα αμμωνίου (NH4+) σε ελεύθερη αμμωνία (NH3), και απομακρύνοντας την αμμωνία στην ατμόσφαιρα μέσω αερισμού.
Μέθοδος χλωρίσματος σημείου διακοπής: Προσθήκη οξειδωτικών όπως χλώριο για την οξείδωση του αμμωνικού αζώτου σε N2, κατάλληλο για επείγουσα επεξεργασία λυμάτων χαμηλής συγκέντρωσης αμμωνικού αζώτου.
ΙΙΙ. Κεντρικοί παράγοντες που επηρεάζουν την υποβάθμιση των ΟΠΧ
Χαρακτηριστικά ποιότητας νερού: Τα εύκολα αποδομήσιμα υδρογονάνθρακα (ανθρακικές ύλες, πρωτεΐνες) επηρεάζονται σημαντικά από τη μικροβιακή δραστηριότητα.η οξείδωση των οξειδωτικών ενώσεων (ετεροκυκλικές ενώσεις) εξαρτάται από την ένταση οξείδωσης προχωρημένων διεργασιών οξείδωσης, οι οποίες δεν μπορούν να αποσυντεθούν αποτελεσματικά με συμβατικές βιοχημικές μεθόδους.
2- Μικροβιακές συνθήκες: Οι αεροβικές διεργασίες απαιτούν επαρκή διάλυτο οξυγόνο (DO 2-4mg/L) και κατάλληλη συγκέντρωση ιλύων (MLSS 2000-4000mg/L) ·οι αναερόβες διεργασίες απαιτούν αυστηρά άκυρο περιβάλλον και κατάλληλο χρόνο κατακράτησης ιλύων (SRT)Οι ανισορροπημένοι πληθυσμοί μικροβίων θα μειώσουν άμεσα την αποδοτικότητα της υποβάθμισης.
3- Περιβαλλοντικές παραμέτρους: θερμοκρασία νερού (βέλτιστη περιοχή: 20-35°C), pH (6,5-8,5).φαινόλες) μπορεί να βλάψει τους βακτηριακούς πληθυσμούς., οδηγώντας σε απότομη μείωση της αποτελεσματικότητας αφαίρεσης των ΟΔΚ.
4- Λειτουργία της διαδικασίας: Ο χρόνος υδραυλικής κατακράτησης (HRT) και η αναλογία ανάστροφης σε βιοχημικές μεθόδους, καθώς και η δοσολογία των χημικών αντιδραστηρίων (π.χ.η αναλογία Fe2+ προς H2O2 στο αντιδραστήρα Fenton) και ο χρόνος αντίδρασης με φυσικοχημικές μεθόδους, όλα επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα αποδόσεως της COD.
4Βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αποδόμηση του αμμωνίου σε άζωτο
Δραστηριότητα βακτηρίων νιτροποίησης: Τα βακτήρια νιτροποίησης είναι αυτοτροφικά, αναπτύσσονται αργά και είναι ευαίσθητα στις περιβαλλοντικές συνθήκες.Απαιτούν επαρκές διάλυτο οξυγόνο (DO ≥2mg/L) και μεγαλύτερο χρόνο κατακράτησης ιλύων (SRT 10-20d)Οι αναοξικές συνθήκες ή ο υπερβολικά σύντομος χρόνος συγκράτησης των ιλύων μπορεί να οδηγήσουν σε στασιμότητα στην αντίδραση νιτροποίησης.
2- Περιβαλλοντικές παραμέτρους: Η θερμοκρασία του νερού (15-30°C), κάτω από 10°C μειώνει σημαντικά τα ποσοστά νιτρίωσης.Τοξικές ουσίες (όπως βαρέα μέταλλα), κυάνιο) σκοτώνουν άμεσα τα βακτήρια νιτροποίησης.
3- Προϋποθέσεις απονιτρίωσης: Τα βακτήρια απονιτρίωσης απαιτούν περιβάλλον με έλλειψη οξυγόνου και επαρκή πηγή άνθρακα (σύνθεση C/N ≥ 5:1).που οδηγεί σε υπολειμματικό νιτρικό άζωτο από τη μετατροπή του αμμωνίου σε άζωτο και δυσκολία στην τήρηση των συνολικών προτύπων για το άζωτο.
4Παράμετροι της διαδικασίας: Ο χρόνος υδραυλικής κατακράτησης και η ένταση αερισμού στο στάδιο νιτρίωσης, καθώς και η ακρίβεια ρύθμισης του pH (10,5-11.5) και όγκος αέρα αερισμού με τη φυσικοχημική μέθοδο (μέθοδος απομάκρυνσης), όλα επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα αφαίρεσης αμμωνίου αζώτου.
V. Κοινά παράγοντες που επηρεάζουν
• Επικεφαλής φορτίο: Οι υπερβολικές διακυμάνσεις των συγκεντρώσεων του οξειδίου του άνθρακα και του αμμωνικού αζώτου, που υπερβαίνουν την ικανότητα της διαδικασίας επεξεργασίας, θα οδηγήσουν σε υπεραριθμητική ποιότητα των λυμάτων.
• Αποτελέσματα προεπεξεργασίας: Εάν οι διαδικασίες προεπεξεργασίας, όπως οι σχάρες και οι θάλαμοι άμμου, δεν απομακρύνουν αποτελεσματικά τα αιωρούμενα στερεά και τις μεγάλες ακαθαρσίες σωματιδίων, μπορούν να φραγμίσουν τους αντιδραστήρες,να μειώνουν την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς μάζας, και μειώνουν έμμεσα την απόδοση υποβάθμισης.
