Colleghi nel settore del trattamento delle acque e nuovi arrivati nel settore,Oggi parleremo di qualcosa che potrebbe sembrare insignificante nel sistema di trattamento delle acque reflue ma svolge un ruolo cruciale.
Quando le persone sentono il termine "fonte di carbonio", il loro primo pensiero sono spesso fonti di carbonio organico come glucosio o acetato di sodio, che considerano i pilastri della rimozione di azoto e fosforo.Come risultatoMa onestamente, senza fonti di carbonio inorganiche, i nostri sistemi di trattamento biologico potrebbero "smettere di fare una rabbia," che porta a un netto declino dell' efficacia del trattamento.
Oggi, lo analizzeremo passo dopo passo per spiegare cosa siano in realtà le fonti di carbonio inorganico e quale ruolo svolgono nel trattamento delle acque reflue.
Innanzitutto, dobbiamo chiarire: cos'è una fonte di carbonio inorganico?
Per dirla senza mezzi termini, le fonti inorganiche di carbonio sono composti di carbonio privi di legami carbonio-idrogeno, cioè fonti di carbonio senza un sapore "organico".le fonti di carbonio inorganico comuni che incontriamo sono in realtà solo alcuni tipi, come il bicarbonato di sodio (bicarbonato di sodio), il carbonato di sodio, il carbonato di calcio e l'acido carbonico formati da anidride carbonica disciolta in acqua.A differenza delle fonti di carbonio organicoLe fonti inorganiche di carbonio hanno strutture più semplici.i microbi possono "assorbirli" direttamente o trasformarli leggermente per usarliQuesto è un vantaggio significativo nelle reazioni biochimiche nel trattamento delle acque reflue.
Qualcuno potrebbe chiedere: "Non abbiamo già fonti di carbonio organico nel nostro sistema di trattamento delle acque reflue per fornire energia ai microrganismi?" Stai colpendo il chiodo sulla testaIl ruolo delle fonti di carbonio inorganico non è solo quello di un "attore di riserva" in molti scenari, è in realtà il "attore principale".
Cominciamo dal processo di base del trattamento delle acque reflue, il processo di rimozione dell'azoto.Durante la denitrificazioneLa nitrificazione non può fare a meno di fonti di carbonio inorganiche!I batteri nitrificanti sono microrganismi autotrofiCosa significa "autotrofico"? It means they don’t rely on consuming organic carbon for survival but instead absorb inorganic carbon sources and utilize the energy generated from oxidizing ammonia nitrogen to synthesize the cellular materials they needPensateci: se il sistema di nitrificazione manca di sufficienti fonti di carbonio inorganico, i batteri nitrificanti non otterranno abbastanza "alimento" e la loro crescita e riproduzione saranno limitate.Di conseguenza, l'efficienza della conversione dell'azoto di ammoniaca in nitriti e nitrati sarà significativamente ridotta.
Questo è un esempio pratico comune: molti flussi di acque reflue industriali, come le acque reflue chimiche e le acque reflue di galvanoplastica, sono destinati a essere utilizzati per la produzione di acque reflue.hanno un contenuto di carbonio organico estremamente basso ma elevati livelli di azoto di ammoniacaQuando queste acque reflue entrano nel sistema di trattamento biochimico, le fonti di carbonio organico disponibili sono insufficienti per la denitrificazione, per non parlare di soddisfare le esigenze dei batteri nitrificanti.Se aggiungessimo solo fonti di carbonio organico a questo puntoPer questo motivo, dobbiamo integrare fonti di carbonio inorganiche come il bicarbonato di sodio per fornire ai batteri nitrificanti "cibo"." Questo garantisce il progresso regolare della reazione di nitrificazione e pone una solida base per la successiva denitrificazione e rimozione dell' azoto.
Oltre a sostenere la reazione di nitrificazione, le fonti di carbonio inorganico hanno un'altra funzione cruciale: mantenere la stabilità del pH del sistema biochimico.la crescita microbica ha requisiti di pH molto rigorosiIl serbatoio aerobico richiede generalmente un pH compreso tra 6,5 e 8.5Tuttavia, le reazioni biochimiche nel trattamento delle acque reflue, in particolare la nitrificazioneprodurre una grande quantità di ioni di idrogenoQuando il pH diminuisce, non solo l'attività dei batteri nitrificanti viene inibita, ma anche le funzioni di altri microrganismi,come i batteri eterotrofi nei fanghi attivi, sono anch'essi colpiti.
A questo punto entrano in gioco fonti di carbonio inorganiche come bicarbonato di sodio e carbonato di sodio!neutralizzano gli ioni di idrogeno prodotti durante le reazioni quando vengono aggiunti al sistemaPer esempio, il bicarbonato di sodio reagisce con gli ioni idrogeno per formare anidride carbonica e acqua, neutralizzando efficacemente l'acidità senza generare sottoprodotti nocivi.Si tratta di un'alternativa per i batteri autotrofi.Durante la messa in servizio sul posto, spesso ci troviamo in situazioni in cui il pH nel serbatoio aerobico continua a scendere.e l' attività microbica segue il suo esempioQuesta manovra è praticamente una "procedura standard" per gli ingegneri del trattamento delle acque.
Inoltre, nel processo di rimozione biologica migliorata del fosforo (EBPR), anche le fonti di carbonio inorganico svolgono un ruolo.L'eliminazione biologica del fosforo si basa principalmente su organismi che accumulano polifosfati (OAP), che rilasciano fosforo nella fase anaerobica, mentre assorbono acidi grassi volatili (VFA) e altre fonti di carbonio organico per lo stoccaggio.I PAO scompongono la materia organica immagazzinata per produrre energia e assorbono eccessivamente il fosforoTuttavia, se le acque reflue non dispongono di sufficienti fonti di carbonio organico, in particolare un basso contenuto di VFA, le acque reflue non possono essere utilizzate per la produzione di carbonio organico.possono essere influenzati sia i processi di rilascio che di assorbimento del fosforo degli OAPIn tali casi, l'aggiunta appropriata di fonti di carbonio inorganiche, come i bicarbonati, può favorire il metabolismo degli OAP e migliorare l'efficienza di rimozione del fosforo.che la fonte primaria di carbonio per la rimozione del fosforo biologico rimane il carbonio organico, con fonti di carbonio inorganiche che svolgono principalmente funzioni ausiliarie e complementari.
Inoltre, per alcuni sistemi di trattamento delle acque reflue industriali ad alto contenuto di sale e altamente tossici, i vantaggi delle fonti di carbonio inorganico sono ancora più evidenti.Le sostanze tossiche contenute in questo tipo di acque reflue possono inibire l'attività dei microrganismiLa struttura delle fonti di carbonio inorganiche è stabile e non è facilmente distrutta da sostanze tossiche.i microrganismi autotrofi hanno una tolleranza relativamente maggiore alla tossicitàPertanto, l'aggiunta di fonti di carbonio inorganiche può aiutare a mantenere il metabolismo di base dei microrganismi e garantire che il sistema di trattamento delle acque reflue non crolli a causa di fonti di carbonio insufficienti.
A questo punto, alcuni amici potrebbero chiedere: "Come si dovrebbero aggiungere fonti di carbonio inorganico in applicazioni pratiche?
In primo luogo, essa deve essere determinata sulla base della qualità dell'acqua.per acque reflue con elevata concentrazione di azoto di ammoniaca e basso contenuto di carbonio organico, occorre prestare particolare attenzione alla domanda di batteri nitrificanti e calcolare il dosaggio delle fonti di carbonio inorganico.per ogni 1 mg di azoto ossidato di ammoniaca, sono necessari circa 7,14 mg di ioni bicarbonatici (calcolati in HCO −). Questo valore è di grande valore di riferimento nel nostro debugging effettivo.È meglio aggiungere continuamente piuttosto che improvvisamente, che può evitare drastiche fluttuazioni del pH del sistema e della concentrazione della fonte di carbonio e fornire un ambiente di crescita stabile per i microrganismi.è importante prestare attenzione alla combinazione con fonti di carbonio organicoPer esempio, la denitrificazione richiede fonti di carbonio organiche, mentre la nitrificazione richiede fonti di carbonio inorganiche.
Naturalmente, le fonti di carbonio inorganico non sono onnipotenti, e hanno anche dei limiti.poiché i batteri denitrificanti sono microrganismi eterotrofi che dipendono ancora da fonti di carbonio organico per l'approvvigionamento energeticoInoltre, se il dosaggio è eccessivo, può comportare anche alcuni problemi, come un pH elevato del sistema o un'alcalinità totale eccessiva dell'effluente, che aumenta il carico del trattamento successivo.Quindi in pratica, dobbiamo regolare il dosaggio sulla base dei dati di monitoraggio della qualità dell'acqua per ottenere un "alimentazione precisa".
Infine, la Commissione ha proposto di introdurre un nuovo sistema di trattamento delle acque reflue, il cui obiettivo è quello di ridurre le emissioni di carbonio.ma il "miglior partner"Le fonti inorganiche di carbonio svolgono un ruolo importante nel sostenere le reazioni di nitrificazione, stabilizzando il pH del sistema, aiutando l'eliminazione del fosforo biologico,e affrontare le acque reflue industriali difficili da degradare.
Negli anni di lotta nell'industria del trattamento delle acque, possiamo sempre scoprire che dettagli apparentemente insignificanti sono spesso la chiave per determinare l'effetto del trattamento.Le fonti di carbonio inorganico sono una di questeSpero che la condivisione di oggi possa essere utile a tutti,E invito anche i colleghi a parlare nella sezione commenti dei piccoli trucchi e delle esperienze che avete acquisito nell'uso di fonti di carbonio inorganico nelle operazioni pratiche.!
