Các đồng nghiệp trong lĩnh vực xử lý nước và những người mới tham gia ngành công nghiệp,hôm nay chúng ta sẽ nói về một cái gì đó có vẻ không quan trọng trong hệ thống xử lý nước thải nhưng đóng một vai trò quan trọng.
Khi mọi người nghe thuật ngữ "nguồn carbon", ý tưởng đầu tiên của họ thường là các nguồn carbon hữu cơ như glucose hoặc natri acetate, mà họ coi là trụ cột chính của việc loại bỏ nitơ và phốt pho.Kết quả làNhưng thật lòng mà nói, nếu không có các nguồn carbon vô cơ, hệ thống xử lý sinh học của chúng ta có thể "đánh cơn giận dữ," dẫn đến một sự suy giảm mạnh mẽ trong hiệu quả điều trị.
Hôm nay, chúng tôi sẽ giải thích từng bước về nguồn carbon vô cơ thực sự là gì và vai trò của chúng trong xử lý nước thải.
Trước tiên, chúng ta cần phải làm rõ: một nguồn carbon vô cơ là gì?
Nói một cách thẳng thắn, các nguồn carbon vô cơ là các hợp chất carbon thiếu liên kết carbon-hydrogen, nói cách khác, các nguồn carbon không có hương vị "hữu cơ".các nguồn carbon vô cơ phổ biến chúng ta gặp thực sự chỉ là một vài loại, chẳng hạn như natri bicarbonate (baking soda), natri carbonate, canxi carbonate, và axit carbonic được hình thành bởi carbon dioxide hòa tan trong nước.Không giống như các nguồn carbon hữu cơCác nguồn carbon vô cơ có cấu trúc đơn giản hơn.vi khuẩn có thể trực tiếp "thâm nhập" chúng hoặc xử lý chúng một chút để sử dụngĐây là một lợi thế đáng kể trong các phản ứng sinh hóa trong xử lý nước thải.
Ai đó có thể hỏi, "Chúng ta có nguồn carbon hữu cơ trong hệ thống xử lý nước thải để cung cấp năng lượng cho vi sinh vật không? Tại sao chúng ta vẫn cần nguồn carbon vô cơ?" Ngươi đang đâm vào cái đinh trên đầuVai trò của các nguồn carbon vô cơ không chỉ là một "người chơi dự phòng" trong nhiều kịch bản, nó thực sự là "người chơi chính".
Chúng ta hãy bắt đầu với quy trình cốt lõi của xử lý nước thải. quy trình loại bỏ nitơ. Như tất cả các bạn đều biết, loại bỏ nitơ chủ yếu dựa trên hai bước: nitrification và denitrification.Trong quá trình khử nitriTuy nhiên, quá trình nitrification không thể làm mà không có các nguồn carbon vô cơ!Vi khuẩn nitrifying là vi sinh vật tự sinh"Autotrophic" nghĩa là gì? 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 needHãy nghĩ về nó: nếu hệ thống nitrification thiếu đủ các nguồn carbon vô cơ, vi khuẩn nitrifying sẽ không nhận được đủ "thực phẩm", và sự phát triển và sinh sản của chúng sẽ bị hạn chế.Do đó, hiệu quả chuyển đổi amoniac nitơ thành nitrit và nitrat sẽ giảm đáng kể.
Dưới đây là một ví dụ thực tế phổ biến mà chúng tôi gặp: nhiều dòng nước thải công nghiệp, chẳng hạn như nước thải hóa học và nước thải điện áp,có hàm lượng carbon hữu cơ cực kỳ thấp nhưng hàm lượng nitơ amoniac caoKhi những nước thải này đi vào hệ thống xử lý sinh hóa, các nguồn carbon hữu cơ có sẵn là không đủ cho việc khử nitri, đừng nói đến việc đáp ứng nhu cầu của vi khuẩn nitrifying.Nếu chúng ta chỉ thêm các nguồn carbon hữu cơ tại thời điểm nàyVì vậy, chúng ta phải bổ sung các nguồn carbon vô cơ như natri bicarbonate để cung cấp cho vi khuẩn nitrifying với "thực phẩm"." Điều này đảm bảo sự tiến triển trơn tru của phản ứng nitrification và đặt một nền tảng vững chắc cho denitrification tiếp theo và loại bỏ nitơ.
Ngoài việc hỗ trợ phản ứng nitrification, các nguồn carbon vô cơ có một chức năng quan trọng khác là duy trì sự ổn định pH của hệ thống sinh hóa.sự phát triển vi khuẩn có yêu cầu pH rất nghiêm ngặt. bể aerobic nói chung đòi hỏi một pH giữa 6,5 và 8.5Tuy nhiên, các phản ứng sinh hóa trong xử lý nước thải, đặc biệt là nitrification,tạo ra một lượng lớn ion hydroKhi pH giảm, không chỉ hoạt động của vi khuẩn nitrifying bị ức chế mà còn các chức năng của các vi sinh vật khác,chẳng hạn như vi khuẩn dị sinh trong bùn hoạt động, cũng bị ảnh hưởng.
Tại thời điểm này, các nguồn carbon vô cơ như sodium bicarbonate và sodium carbonate sẽ được sử dụng.chúng trung hòa các ion hydro được tạo ra trong các phản ứng khi được thêm vào hệ thốngVí dụ, natri bicarbonate phản ứng với các ion hydro để tạo ra carbon dioxide và nước, trung hòa axit một cách hiệu quả mà không tạo ra các sản phẩm phụ có hại.Nó cũng bổ sung cho các nguồn carbon cho vi khuẩn autotrophicTrong quá trình đưa vào sử dụng, chúng tôi thường gặp tình huống khi pH trong bể aerobic tiếp tục giảm thêm một số baking soda nhanh chóng đưa pH trở lại bình thường,và hoạt động vi khuẩn theo dõiChuyến đi này thực sự là một "quá trình tiêu chuẩn" cho các kỹ sư xử lý nước.
Ngoài ra, trong quá trình loại bỏ phốt pho sinh học tăng cường (EBPR), các nguồn carbon vô cơ cũng đóng một vai trò.Loại bỏ phốt pho sinh học chủ yếu dựa trên các sinh vật tích tụ polyphosphate (PAO), giải phóng phốt pho trong giai đoạn thiếu khí trong khi hấp thụ axit béo dễ bay hơi (VFA) và các nguồn carbon hữu cơ khác để lưu trữ.PAO phá vỡ chất hữu cơ được lưu trữ để lấy năng lượng và hấp thụ quá nhiều phốt phoTuy nhiên, nếu nước thải thiếu nguồn carbon hữu cơ đầy đủ, đặc biệt là hàm lượng VFA thấp,cả quá trình giải phóng và hấp thụ phốt pho của PAO có thể bị ảnh hưởngTrong những trường hợp như vậy, việc bổ sung các nguồn carbon vô cơ, chẳng hạn như bicarbonate, có thể hỗ trợ sự trao đổi chất của PAO và cải thiện hiệu quả loại bỏ phốt pho.Nguồn carbon chính để loại bỏ phốt pho sinh học vẫn là carbon hữu cơ, với các nguồn carbon vô cơ chủ yếu phục vụ các chức năng phụ trợ và bổ sung.
Ngoài ra, đối với một số hệ thống xử lý nước thải công nghiệp có hàm lượng muối cao và độc hại cao, lợi thế của các nguồn carbon vô cơ thậm chí còn rõ ràng hơn.Các chất độc hại trong loại nước thải này có thể ức chế hoạt động của vi sinh vật, dẫn đến việc giảm đáng kể việc sử dụng các nguồn carbon hữu cơ. cấu trúc của các nguồn carbon vô cơ là ổn định và không dễ bị phá hủy bởi các chất độc hại.vi sinh vật tự sinh có khả năng dung nạp độc tính tương đối caoDo đó, việc thêm các nguồn carbon vô cơ có thể giúp duy trì sự trao đổi chất cơ bản của vi sinh vật và đảm bảo rằng hệ thống xử lý nước thải sẽ không sụp đổ do các nguồn carbon không đủ.
Tại thời điểm này, một số bạn bè có thể hỏi, "Làm thế nào nên thêm các nguồn carbon vô cơ trong các ứng dụng thực tế?
Điều này cần phải được tinh chỉnh một chút! Thứ nhất, nó cần phải được xác định dựa trên chất lượng nước.đối với nước thải có nồng độ nitơ amoniac cao và hàm lượng carbon hữu cơ thấp, nhu cầu về vi khuẩn nitrifying nên được xem xét đặc biệt, và liều lượng của các nguồn carbon vô cơ nên được tính toán.cho mỗi 1mg amoniac nitơ oxy hóa, khoảng 7,14mg các ion bicarbonate (được tính bằng HCO) được yêu cầu. Giá trị này là giá trị tham chiếu lớn trong việc gỡ lỗi thực tế của chúng tôi.Tốt nhất là thêm liên tục hơn là đột nhiên cùng một lúc, có thể tránh biến động mạnh mẽ trong độ pH hệ thống và nồng độ nguồn carbon và cung cấp môi trường phát triển ổn định cho vi sinh vật.điều quan trọng là phải chú ý đến sự kết hợp với các nguồn carbon hữu cơVí dụ, việc khử nitri hóa đòi hỏi các nguồn carbon hữu cơ, trong khi nitrification đòi hỏi các nguồn carbon vô cơ. Chỉ bằng cách kết hợp hai loại này mới có thể đạt được khử nitri hóa hiệu quả.
Tất nhiên, các nguồn carbon vô cơ không toàn năng, và chúng cũng có những hạn chế. ví dụ, nó không thể thay thế các nguồn carbon hữu cơ như là nhà tài trợ điện tử chính cho việc khử nitơ,vì vi khuẩn khử nitơ là vi sinh vật dị sinh vẫn phụ thuộc vào các nguồn carbon hữu cơ để cung cấp năng lượngHơn nữa, nếu liều lượng quá cao, nó cũng có thể mang lại một số vấn đề, chẳng hạn như độ pH hệ thống cao hoặc độ kiềm tổng thể quá cao của nước thải, làm tăng gánh nặng xử lý tiếp theo.Vì vậy, trong hoạt động thực tế, chúng ta phải điều chỉnh liều lượng dựa trên dữ liệu giám sát chất lượng nước để đạt được "nhiều dưỡng chính xác".
Nói quá nhiều, tôi tin rằng tất cả mọi người đều có sự hiểu biết toàn diện về vai trò của các nguồn carbon vô cơ trong xử lý nước thải.nhưng "đối tác tốt nhất"Nguồn carbon vô cơ đóng một vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các phản ứng nitrification, ổn định pH hệ thống, hỗ trợ loại bỏ phốt pho sinh học,và giải quyết các nước thải công nghiệp khó phân hủy.
Trong những năm đấu tranh trong ngành xử lý nước, chúng ta luôn có thể thấy rằng những chi tiết dường như không quan trọng thường là chìa khóa để xác định hiệu quả xử lý.Nguồn carbon vô cơ là một sự hiện diện như vậy, và bằng cách đánh giá và sử dụng chúng một cách hiệu quả, hệ thống xử lý nước thải của chúng ta có thể hoạt động ổn định và hiệu quả hơn.và tôi cũng chào đón các đồng nghiệp để trò chuyện trong phần bình luận về những thủ thuật nhỏ và kinh nghiệm bạn đã đạt được trong việc sử dụng các nguồn carbon vô cơ trong các hoạt động thực tế!
