Các dạng của nitơ trong nước thải
Tổng Nitơ (TN) là tổng của nitrat-nitơ (NO3-N), nitrite-nitơ (NO2-N), ammonia-nitơ (NH3-N) và nitơ liên kết hữu cơ. Tổng nitơ (TN) không nên bị nhầm lẫn với TKN (Total Kjeldahl Nitrogen) là tổng của nitơ amoniac cộng với nitơ hữu cơ nhưng không bao gồm nitơ nitrat hoặc nitơ nitrit.
TN đôi khi được quy định như một thông số nước thải cho các nhà máy xử lý nước thải đô thị và công nghiệp, nhưng phổ biến hơn là các giới hạn được đặt trên một dạng nitơ riêng lẻ, chẳng hạn như amoniac. Các nhà máy xử lý có giới hạn TN thường sẽ cần nitrat hóa và khử nitrat để đạt được giới hạn TN. (Xem Tóm tắt về ứng dụng của chemScan # 94 lượt loại bỏ chất dinh dưỡng sinh học, # 96 miếng Điều khiển quá trình nitrat hóa và # 59 miếng điều khiển quá trình khử nitrat.
Bởi vì nitơ trong nước thải có thể được tìm thấy ở bốn dạng chính (không bao gồm lượng khí nitơ), mỗi dạng chính thường được phân tích thành một thành phần riêng biệt, với Tổng Nitơ được tính từ tổng của bốn dạng.
Nitơ trong nước mới bị ô nhiễm ban đầu có mặt ở dạng nitơ hữu cơ và amoniac. Các quá trình sinh hóa tự nhiên từ từ chuyển đổi nitơ hữu cơ thành amoniac, đây là dạng nitơ có thể được sử dụng tốt nhất như một chất dinh dưỡng của các vi sinh vật trong quá trình xử lý. (Một số nước thải có thể thiếu nitơ và cần có amoniac bổ sung để sinh sản đầy đủ. Xem Tóm tắt ứng dụng # 95 dinh dưỡng Cân bằng dinh dưỡng.) Trong điều kiện hiếu khí, chuyển đổi nitơ hữu cơ thành amoniac đạt đến đỉnh điểm và trong điều kiện sinh học thích hợp, là về mặt sinh hóa oxy hóa đầu tiên thành nitrite, sau đó thành nitrat. Khi nitơ nitrit và amoniac ở nồng độ tối thiểu (ở hoặc gần bằng 0) và nitrat ở giá trị tối đa, nước thải đã được nitrat hóa hoàn toàn. Nước thải nitrat hóa hoàn toàn sẽ có ít hoặc không có nitơ hữu cơ, như trong hình l.
Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm
Việc đo nitơ hữu cơ là khó khăn do phải tiêu hóa mẫu trước khi phân tích để chuyển đổi nitơ hữu cơ thành một dạng dễ phân tích hơn. Quá trình phân hủy Kjeldahl chuyển đổi nitơ hữu cơ thành amoniac nhưng đòi hỏi phải thu thập chất chưng cất, điều này không dễ dàng thực hiện được bằng máy phân tích trực tuyến trong
cánh đồng. Phương pháp tiêu hóa lưu huỳnh oxy hóa tất cả các hợp chất nitơ thành nitrat, nhưng yêu cầu làm nóng mẫu bằng thuốc thử tiêu hóa trong 30 phút ở 110oc, sau đó làm lạnh đến nhiệt độ phòng trước khi phân tích. Điều này cũng khó tự động hóa trong điều kiện hiện trường.
Phương pháp phân tích chemScan
Do nitơ hữu cơ là một thành phần rất nhỏ của Total Nitơ trong nước thải được nitrat hóa hoàn toàn, nên phương pháp ChemScan tiêu chuẩn sẽ sử dụng tổng kết quả phân tích riêng cho nitơ amoniac (Xem Phương pháp # 4l), nitơ nitrat (Xem Phương pháp # 56) và nitrit-nitơ (Xem Phương pháp # 57). Nitơ hữu cơ có thể được ước tính chủ yếu từ nồng độ nitrit và amoniac. Nitrat-nitơ cao là dấu hiệu của quá trình nitrat hóa hoặc khử nitrat không hoàn toàn.
Các mẫu phải được lấy từ các điểm trung gian trong quy trình loại bỏ chất dinh dưỡng cho các ứng dụng kiểm soát. Các giá trị và xu hướng riêng cho amoniac, nitrat và nitrit tại các điểm mẫu trung gian và nước thải mang tính hướng dẫn nhiều hơn về trạng thái của quá trình so với giá trị TN.
Đo TN trong nước thải thô có ảnh hưởng sẽ yêu cầu phân tích phần hữu cơ. Một phương pháp oxy hóa UV-Persulfate nhanh chóng có thể được sử dụng cho ứng dụng này, nhưng đòi hỏi thêm thời gian chu kỳ và chi phí thuốc thử. Các mẫu nước thải thô (đặc biệt là trước khi sàng lọc, loại bỏ sạn, loại bỏ FOG và làm rõ chính) rất khó phân tích và có giá trị đáng ngờ. Tổng tải Nitơ trong quá trình là tổng của nitơ hữu cơ hòa tan và amoniac được đóng góp bởi nước thải đến cộng với bất kỳ nitơ nào được đóng góp bởi Bùn hoạt hóa trở lại cộng với nitơ từ bất kỳ dòng chảy tuần hoàn nào từ quá trình nitrat hóa của quá trình xử lý. Điểm mẫu ban đầu lý tưởng để ước tính tải quá trình là sau RAS và bổ sung tuần hoàn vào nước thải chính. Nếu quá trình khử nitrat được thực hiện trong vùng kỵ khí ban đầu, việc đo riêng nitrat và nitrite trong vùng ảnh hưởng và nước thải đến vùng khử nitơ có thể là một thông số có giá trị để kiểm soát quá trình.
Máy phân tích quá trình ChemScan có thể chứa các mẫu với tổng chất rắn lơ lửng lên tới 150 mg / l và độ đục lên tới 60 NTU. Các mẫu được chiết xuất từ các điểm trong quy trình xử lý trước khi làm rõ thứ cấp thường sẽ vượt quá các thông số kỹ thuật về chất rắn hoặc độ đục này. Các mẫu này sẽ yêu cầu lọc hoặc lắng trước khi phân tích để tạo ra mẫu đáp ứng các yêu cầu về chất rắn và độ đục của ChemScan. ChemScan có các bộ lọc màng dòng chảy chéo và các bộ lọc tuần hoàn bằng nhựa xốp có sẵn để sử dụng với các hệ thống phân tích trực tuyến. Các điểm mẫu phải được chọn để đảm bảo rằng mỡ, dầu và mỡ (FOG) sẽ đủ thấp để không can thiệp vào phương pháp lọc mẫu được chọn cho hệ thống máy phân tích.
