Влияние биологической очистки сточных вод на изменение содержания соединений неорганического азота | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 7 марта, печатный экземпляр отправим 11 марта.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №2 (292) январь 2020 г.

Дата публикации: 14.01.2020

Статья просмотрена: 31 раз

Библиографическое описание:

Божко К. Г. Влияние биологической очистки сточных вод на изменение содержания соединений неорганического азота // Молодой ученый. — 2020. — №2. — С. 7-10. — URL https://moluch.ru/archive/292/66277/ (дата обращения: 23.02.2020).



В статье с помощью графиков на примере изменения содержания соединений неорганического азота в сточных водах проиллюстрирован процесс нитрификации, происходящий на канализационных очистных сооружениях с биологической очисткой.

Ключевые слова: сточные воды, биологическая очистка, соединения неорганического азота, нитрификация.

Введение: Соединения неорганического азота поступают на очистные сооружения в основном в виде аммонийного азота, так как в результате транспортировки сточных вод на канализационные очистные сооружения происходит процесс аммонификации. Он заключается в воздействии микроорганизмов на распад мочевины, содержащейся в довольно большом количестве в хозяйственно-бытовых сточных водах, с образованием ионов аммония. Соответственно, чем больше времени проходит от сброса сточных вод в систему канализации до их поступления на очистные сооружения, тем глубже будет протекает данный процесс.

Содержание нитрат-ионов на входе в очистные сооружения невелико, а содержание нитрит-ионов городских сточных водах вообще можно считать незначительным.

Очистка сточных вод — это достаточно трудоемкий процесс, который может включать в себя несколько стадий: механический, биологический, физико-химический и этап дезинфекции.

Цель исследования — оценить динамику изменения содержания соединений неорганического азота (ионы аммония, нитрит- и нитрат-ионы) при наличии биологической очистки на канализационных очистных сооружениях.

Объектом исследования было выбрано одно канализационное очистное сооружение (КОС) с действующими этапами механической и биологической очистки. Отбор проб и их химический анализ проводился ежемесячно на входе и выходе с КОС в период с января по сентябрь 2018 г. в целях производственного контроля. За октябрь-ноябрь 2018 г. пробы были взяты только на выходах с КОС, в связи с переходом лаборатории МУП «Водоочистка» Испытательный центр контроля качества воды (ИЦККВ) г. Архангельск на ежеквартальный метод контроля показателей на входах в КОС.

Определение содержания ионов аммония, нитрит- и нитрат-ионов проводилось согласно методикам ПНД Ф 14.1:2:3.1–95, ПНД Ф 14.1:2:4.3–95 и ПНД Ф 14.1:2:4.4–95 соответственно [1, 2, 3]. Все данные были взяты из официальных протоколов МУП «Водоочистка» Испытательный центр контроля качества воды и в дальнейшем зашифрованы.

Биологический метод протекает за счет функционирования микроорганизмов активного ила, которые осуществляют комплекс окислительно-восстановительных процессов, конечным результатом которых является разложение органических веществ до минеральных соединений. Это очень ярко видно при примере объекта В, где концентрация ионов аммония снижается очень существенно, а вот концентрация нитрит- и в большей степени нитрат-ионов очень увеличивается (Таблица 1).

Таблица 1

Содержание соединений неорганического азота на Объекте В

Месяц

Аммоний ион, мг/л

Нитрит-ион, мг/л

Нитрат-ион, мг/л

Вход КОС

Выход КОС

Вход КОС

Выход КОС

Вход КОС

Выход КОС

Январь

33,3±7,0

0,26±0,09

<0,02

0,020±0,004

0,29±0,10

99,5±21,9

Февраль

46,3±9,7

0,32±0,11

<0,02

0,026±0,005

0,48±0,16

87,7±21,5

Март

21,7±4,6

3,33±0,70

>10,0

0,47±0,07

13,0±2,9

96,9±21,3

Апрель

46,1±9,7

0,39±0,14

<0,02

<0,02

0,45±0,15

108±24

Май

19,9±4,2

3,10±0,65

<0,02

0,18±0,03

11,0±2,4

0,31±0,11

Июнь

27,2±5,7

1,66±0,35

0,052±0,010

0,21±0,03

0,66±0,22

84,5±18,6

Июль

23,4±4,9

4,79±1,00

0,036±0,007

0,24±0,03

0,45±0,15

34,1±7,5

Август

38,0±8,0

0,56±0,20

<0,02

0,039±0,008

0,48±0,16

>100

Сентябрь

36,5±7,7

0,59±0,21

<0,02

<0,02

0,47±0,16

37,9±8,3

Октябрь

31,5±6,6

3,75±0,79

0,049±0,010

0,14±0,02

0,59±0,20

65,2±14,3

Ноябрь

-

0,82±0,29

-

<0,02

-

71,8±15,8

Декабрь

-

0,62±0,22

-

<0,02

-

82,0±12,0

Одна из групп процессов, происходящих в системах биологической очистки сточных вод, связана с механизмом «нитрификации» — последовательного окисления азота аммонийных солей в азот нитритов, а затем в азот нитратов. Протекание этих процессов характерно для глубокой биологической очистки, когда в сточных водах практические отсутствуют органические вещества [4]. Стехиометрические уравнения процесса для каждой стадии нитрификации имеют вид:

– 1 стадия — образование нитритов

NH4+ + 1,5O2 = NO2- + 2H+ + H2O;

образование биомассы бактерий Nitrosomonas

15CO2 + 13NH4+ =10 NO2- + 3C5H7NO2 + 23H+ + 4H20;

– 2 стадия — образование нитратов

NO2- + 0,5O2 = NO3-;

образование биомассы бактерий, где C5H7NO2 является эмпирической формулой биомассы

5CO2 + NH4+ + 10NO2- + 2H20 = 10NO3- + C5H7NO2 + H+

На Рис. 1 наглядно видно, как происходит 1 стадия процесса нитрификации, когда концентрация ионов аммония резко падает на выходе с очистных сооружений.

Рис. 1. Концентрация ионов аммония (мг/л) на Объекте В

Второй частью первой стадии является образование нитрит-ионов, которое довольно хорошо отображается на Рис. 2, где мы видим увеличение содержания нитрит-ионов на выходе с КОС по сравнению с содержанием на входе (показатель за март на входе КОС был исключен из графика, так как уменьшал его наглядность).

Рис. 2. Концентрация нитрит-ионов (мг/л) на Объекте В

Заключительным этапом процесса нитрификации является образование нитрат-ионов (Рис. 3), его концентрация на выход с КОС во много раз превышает концентрацию на входе.

Рис. 3. Концентрация нитрат-ионов (мг/л) на Объекте В

Таким образом, зная распределение концентраций соединений неорганического азота на входах и выходах с КОС, можно предположить наличие или отсутствие этапа биологической очистки на канализационном очистном сооружении. И наоборот, учитывая методику очистки сточных вод, можно предположить степень изменения содержания некоторых соединений неорганического азота.

Литература:

  1. ПНД Ф 14.1:2:3.1–95 Методика измерений массовой концентрации ионов аммония в природных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Несслера.
  2. ПНД Ф 14.1:2:4.4–95 Методика измерений массовой концентрации нитрат-ионов в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой.
  3. ПНД Ф 14.1:2:4.3–95 Методика измерений массовой концентрации нитрит-ионов в питьевых, поверхностных и сточных водах фотометрическим методом с реактивом Грисса.
  4. Кафаров В. В., Винаров А. Ю., Гордеев Л. С. Моделирование и системный анализ биохимических производств. — М.: Лесн. пром-сть, 1985. — 280 с.
Основные термины (генерируются автоматически): неорганический азот, биологическая очистка, выход КОС, вход КОС, вод, сооружение, Испытательный центр контроля качества воды.


Похожие статьи

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях...

Сооружениям биологической очистки отводится главенствующая роль в общем комплексе сооружений

Очистка сточных вод в аэротенках происходит с помощью активного ила — биоценоза

По развитию тех или иных форм можно судить о качестве очистки сточной воды.

Комбинированная технология удаления аммонийного азота...

Глубокая очистка сточных вод от соединений азота требуется в настоящее время органами

В голове очистных сооружений КОС г. Заречный находится насосная станция перекачки

Рис. 2. Схема биологической очистки сточных вод от аммонийного азота: 1- насос возвратного...

Инновационные подходы к очистке сточных вод от соединений...

Приведен обзор современных способов очистки сточных вод от соединений азота.

Биологическая очистка сточных вод способствует также получению альтернативных видов

Бактерии способны превращать данные формы азота в иные неорганические формы.

Эксплуатация очистных сооружений, реализующих процессы...

Ключевые слова: сточные воды, биологическая очистка... Время контакта воздуха с водой

Концентрация загрязнений сточных вод на выходе из сооружений биологической очистки

Глубокая очистка сточных вод от соединений азота требуется в настоящее время органами...

Эффективность работы системы очистных сооружений...

Исследование сточных вод проходило на очистных сооружениях «Южно-Балыкского газоперерабатывающего завода». На базе центральной заводской лаборатории были проведены исследования качества биологической очистки сточных вод с целью...

Система работы Курьяновских очистных сооружений

Со сточными водами на КОС поступает большое количество различных видов отбросов: предметы быта

Благодаря этому показатели бактериальной загрязненности очищенной воды КОС достигли

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал.

Разработка автоматизированной системы управления...

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал. Комбинированная технология удаления аммонийного азота... Рис.1. Схема сооружений перекачки и первичной физико-химической обработки сточных вод на КОС г.Заречный...

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей

Для контроля качества и объема поступления сточных вод разрабатываются законы и подзаконные акты, происходит внедрение и разработка как новых, так и уже зарекомендованных себя методов очистки. Формируется всесторонний анализ сточных вод, позволяющий...

О гигиенической оценке работы сооружений биологической...

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал. Система работы Курьяновских очистных сооружений.

С целью использования осадков биоочистной станции очистки сточных вод города Туркменбаши в качестве исходного материала для получения...

Применение очищенных сточных вод при выращивании растений...

Очищенные сточные воды могут применяться в качестве питательных растворов при выращивании

Внедрение комбинированной технологии удаления аммнийного азота на КОС г. Заречный

Использование неорганических сорбентов при очистке сточных вод в нефтяной...

Похожие статьи

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях...

Сооружениям биологической очистки отводится главенствующая роль в общем комплексе сооружений

Очистка сточных вод в аэротенках происходит с помощью активного ила — биоценоза

По развитию тех или иных форм можно судить о качестве очистки сточной воды.

Комбинированная технология удаления аммонийного азота...

Глубокая очистка сточных вод от соединений азота требуется в настоящее время органами

В голове очистных сооружений КОС г. Заречный находится насосная станция перекачки

Рис. 2. Схема биологической очистки сточных вод от аммонийного азота: 1- насос возвратного...

Инновационные подходы к очистке сточных вод от соединений...

Приведен обзор современных способов очистки сточных вод от соединений азота.

Биологическая очистка сточных вод способствует также получению альтернативных видов

Бактерии способны превращать данные формы азота в иные неорганические формы.

Эксплуатация очистных сооружений, реализующих процессы...

Ключевые слова: сточные воды, биологическая очистка... Время контакта воздуха с водой

Концентрация загрязнений сточных вод на выходе из сооружений биологической очистки

Глубокая очистка сточных вод от соединений азота требуется в настоящее время органами...

Эффективность работы системы очистных сооружений...

Исследование сточных вод проходило на очистных сооружениях «Южно-Балыкского газоперерабатывающего завода». На базе центральной заводской лаборатории были проведены исследования качества биологической очистки сточных вод с целью...

Система работы Курьяновских очистных сооружений

Со сточными водами на КОС поступает большое количество различных видов отбросов: предметы быта

Благодаря этому показатели бактериальной загрязненности очищенной воды КОС достигли

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал.

Разработка автоматизированной системы управления...

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал. Комбинированная технология удаления аммонийного азота... Рис.1. Схема сооружений перекачки и первичной физико-химической обработки сточных вод на КОС г.Заречный...

Виды сточных вод и основные методы анализа загрязнителей

Для контроля качества и объема поступления сточных вод разрабатываются законы и подзаконные акты, происходит внедрение и разработка как новых, так и уже зарекомендованных себя методов очистки. Формируется всесторонний анализ сточных вод, позволяющий...

О гигиенической оценке работы сооружений биологической...

Очистка сточных вод на биологических очистных сооружениях г. Петров Вал. Система работы Курьяновских очистных сооружений.

С целью использования осадков биоочистной станции очистки сточных вод города Туркменбаши в качестве исходного материала для получения...

Применение очищенных сточных вод при выращивании растений...

Очищенные сточные воды могут применяться в качестве питательных растворов при выращивании

Внедрение комбинированной технологии удаления аммнийного азота на КОС г. Заречный

Использование неорганических сорбентов при очистке сточных вод в нефтяной...

Задать вопрос