Sådan måler du denitrifikationshastighed i spildevandsbehandling: En trin-for-trinsvejledning

Forståelse afdenitrifikationshastighedi en anoxisk tank er afgørende for at optimere spildevandsbehandlingen, sikre spildevandskvaliteten og beregne den korrektekulstofkildedosering. Denne vejledning forklarer laboratorieproceduren til måling af denitrifikationshastigheder ved hjælp af aktiveret slam, samt hvordan man anvender resultaterne i virkelige anlægsoperationer.

Denitrifikationshastigheden kvantificerer mængden af ​​nitratnitrogen (NO₃⁻-N) forbrugt af et gram slam i timen. Faktorer, der påvirker denne sats omfatter:

Vandtemperatur

Slam alder

Type kulstofkilde

Slam mikrobiel aktivitet

Designværdier er ofte teoretiske (f.eks. 0,05 mg NO₃⁻-N/g·h), men de faktiske driftshastigheder kan være meget lavere (f.eks. 0,02 mg NO₃⁻-N/g·h), hvilket gør præcis måling afgørende forkulstofkildeoptimering.

Laboratorieudstyr:

Koniske kolber (250-500 ml) med gummiprop

Magnetisk eller håndomrører

Timer

50 mL sprøjter og prøveflasker

Filtreringsopsætning (filterpapir og tragt eller vakuumenhed)

Spektrofotometer til nitrat-nitrogenmåling

Bærbar opløst oxygen (DO) måler

Reagenser:

Kaliumnitrat (analytisk kvalitet)

Kulstofkilde: natriumacetat eller glucose

Prøve3–4 liter aktivt slamfraende af den anoxiske tank. Brug ikke slam fra aerobe eller anaerobe tanke.

Transporter slam til laboratorietinden for 1 time.

Saml prøver af indløbs- og spildevand fra den anoxiske tank til nitratmålinger.

Tip:Slam for enden af ​​den anoxiske tank indeholder stabiliserede denitrificerende bakterier, hvilket sikrer pålidelige data om denitrifikationshastigheden.

MåleMLSS(ellerMLVSShvis muligt) ved brug af standard laboratoriemetoder.

Hæld slam i en konisk kolbe, og lad 1/3 af volumenet stå til omrøring.

For-rør i 30 minutter for at fjerne resterende nitratnitrogen (for-omrøring).

Mål supernatanten nitratnitrogen; fortsæt med at røre, hvis niveauerne forbliver høje.

Forbered enhøj-koncentration af nitratopløsning(f.eks. 10 mg NO3--N/ml).

Tilsæt tilstrækkelig nitratopløsning for at nå30–40 mg/L nitratkvælstofi kolben.

Rør omgående og tag ennul-tidseksempel (0 min). Filtrer og optag.

Tag yderligere prøver hvert 30. minut: 30, 60, 90 minutter (valgfrit 120 min.). Filtrer straks.

Opretholdelav DO (<0.1 mg/L)gennem hele forsøget. Juster omrøringshastigheden for at undgå at tilføre luft.

Plot nitratnitrogenkoncentrationer ved de fire prøveudtagningspunkter i et Excel-regneark-tid på x-aksen og nitratnitrogenkoncentration på y-aksen. Normalt vil en nedad-skrå lige linje vises. Hældningen af ​​denne linje repræsenterer den hastighed, hvormed nitratnitrogen falder over tid, udtrykt i mg NO3⁻-N/(L·h). Del denne hældning med slamkoncentrationen (MLSS eller MLVSS) i kolben for at opnå den specifikke denitrifikationshastighed.

For eksempel: Hvis MLSS for den blandede væske i kolben er 3500 mg/L (3,5 g/L), og hældningen af ​​nitratnitrogenfaldet er 5,0 mg/(L·h), så er den specifikke denitrifikationshastighed 5,0 ÷ 3.5=1.43 mg NO₃⁻·({5}}NSS Konvertering til MLVSS, hvis MLVSS/MLSS-forholdet er 0,65, er denitrifikationshastigheden baseret på MLVSS 1,43 ÷ 0.65=2.2 mg/(g MLVSS·h). Udtrykt i standardenheder er dette 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

I faktisk drift er den normale denitrifikationshastighed 2-5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h). Værdier under 2 indikerer svag slamaktivitet eller lav vandtemperatur, mens værdier over 5 indikerer højaktivt slam.

Eksempel:

MLSS=3,500 mg/L (3,5 g/L)

Nitratfald=5 mg/(L·h)

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

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

Reference:Normale mængder varierer fra 2-5 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h).

Beregn det samlede antal aktive mikroorganismer i den anoxiske tank:

Samlet MLVSS (kg)=MLVSS (g/L)×Tankvolumen (m³)

Multiplicer med den målte denitrifikationshastighed for at fådaglig nitratfjernelseskapacitet(kg/dag).

Sammenlign med påkrævet nitratfjernelse (indløbskoncentration – målspildevand).

Tilføj kulstofkilde for at udfylde hullet:

Natriumacetat: 3,5-5 g/g NO₃⁻-N

Glukose: 2,5-3,5 g/g NO₃⁻-N

Eksempel:

Flow: 10.000 m³/d, MLVSS: 2.500 mg/L, tankvolumen: 2.000 m³

Samlet MLVSS: 5.000 kg

Denitrifikationshastighed: 2,2 g NO₃⁻-N/(kg MLVSS·h) → 264 kg/dag fjernelse

Om nødvendigt fjernelse < 264 kg/dag → tilsæt kulstofkilde for at nå målet.

Denitrifikationsraterne er lavere om vinteren på grund af reduceret mikrobiel aktivitet.

Udfør eksperimenter isommer (max takst)ogvinter (min. takst).

Interpoler mellemhastigheder for at justere kulstofkildedoseringen i løbet af året.