Oqava suvlarni tozalashning kundalik faoliyatida ikkita atama ko'pincha eshitiladi: nitrifikatsiya va denitrifikatsiya. Oqava suvlarni tozalashda yangi bo'lgan ko'p odamlar bu ikki tushunchani chalkashtirib yuborishadi. Ularning nomlari o'xshash bo'lsa-da, ikkalasi ham "ján" belgisi atrofida aylanadilar, aslida ular oqava suvlarni tozalashda butunlay boshqacha rol o'ynaydi.
Oddiy qilib aytganda, nitrifikatsiya ammiak azotini nitratga aylantirish uchun javob beradi, denitrifikatsiya esa nitratni azot gaziga aylantirish uchun javobgardir. Ulardan biri oksidlanish jarayoni, ikkinchisi esa qaytarilish jarayonidir. Ikki jarayon estafeta poygasiga o'xshaydi va ular muvofiqlashtirilgan holda tugallangandagina kanalizatsiya tarkibidagi azotni chinakamiga olib tashlash mumkin.
Bu nuqta tushunilgandan so'ng, A/O, AAO va oksidlanish xandaqi kabi azotni yo'qotishning turli jarayonlarining mantig'i aniqroq bo'ladi.
I. Nitrifikatsiya: ammiak azotini nitratga aylantirish
Maishiy kanalizatsiya va ko'plab sanoat oqava suvlarida azot birinchi navbatda ammiak azot shaklida mavjud. Agar ammiak azoti to'g'ridan-to'g'ri suv havzalariga tashlansa, u osongina evtrofikatsiyaga olib kelishi va baliq kabi suv organizmlariga toksik ta'sir ko'rsatishi mumkin. Shuning uchun oqava suvlarni tozalash inshootlari birinchi navbatda ammiak azotini aylantirishi kerak.
Ushbu transformatsiya jarayoni nitrifikatsiya deb nomlanadi.
Nitrifikatsiya aslida mikroorganizmlar tomonidan amalga oshiriladigan oksidlanish jarayoni bo'lib, uni taxminan ikki bosqichga bo'lish mumkin:
Birinchi qadam ammiak azotining nitritga oksidlanishidir
2-qadam: Nitrit nitratgacha oksidlanadi
Butun jarayon etarli kislorodni talab qiladi, shuning uchun nitrifikatsiya odatda aerobik muhitda, masalan, aeratsiya tanklari yoki MBR biokimyoviy tanklarida sodir bo'ladi.
Ushbu jarayonda ishtirok etadigan mikroorganizmlar nitrifikator bakteriyalar deb nomlanadi. Ularning oddiy geterotrof bakteriyalardan farqi shundaki, ular avtotrof toifaga kiradi, birinchi navbatda noorganik moddalardan energiya oladi. Ularning o'sish sur'ati nisbatan sekin va ular atrof-muhit o'zgarishlariga ham sezgir.
Shuning uchun ham ko'pgina oqava suvlarni tozalash inshootlari qishda nitrifikatsiya quvvatining pasayishiga moyil bo'ladi.
II. Denitrifikatsiya: nitratni azot gaziga aylantirish
Nitrifikatsiya ammiak azot muammosini hal qilgan bo'lsa-da, bu vaqtda suvdagi azot haqiqatan ham yo'qolgan emas; u faqat bir shakldan ikkinchisiga o'tdi. Chiqindi suvdan azotni chinakam "olib tashlash" uchun ikkinchi bosqich - denitrifikatsiya - bajarilishi kerak.
Denitrifikatsiya - bu qaytarilish jarayoni. Anaerob muhitda mikroorganizmlar nitrat tarkibidagi kisloroddan foydalanadi va uni asta-sekin azot gaziga aylantiradi. Reaktsiya yo'li taxminan quyidagicha:
Nitrat → Nitrit → Azot oksidi → Azot oksidi → Azot
Oxirgi hosil bo'lgan azot gazi (N₂)* gazsimon holda havoga chiqariladi, shu bilan kanalizatsiya tarkibidagi azot haqiqatan ham chiqariladi. Bu jarayonni yakunlagan mikroorganizmlar denitrifikator bakteriyalar deb ataladi. Nitrifikator bakteriyalardan farqli o'laroq, ular geterotrof bakteriyalarga tegishli va energiya manbai sifatida organik uglerodni talab qiladi.
Shuning uchun ham ko'plab chiqindi suv tozalash inshootlari azotni olib tashlash vaqtida uglerod manbalarini qo'shishi kerak.
III. Nitrifikatsiya va denitrifikatsiya o'rtasidagi bir nechta asosiy farqlar
Agar biz ushbu ikki jarayonni birgalikda ko'rib chiqsak, ular ko'p jihatdan diametral ravishda qarama-qarshi ekanligini ko'ramiz.
1. Turli xil kislorod sharoitlari
Nitrifikatsiya aerobik muhitda sodir bo'lishi kerak, bu odatda erigan kislorod miqdorini taxminan 2 mg / L darajasida ushlab turishni talab qiladi.
Denitrifikatsiya 0,5 mg/l dan past bo'lgan erigan kislorod bilan anaerob muhitni talab qiladi. Agar kislorod juda ko'p bo'lsa, denitrifikator bakteriyalar nitratdan ko'ra kisloroddan foydalanishni afzal ko'radi.
Oddiy qilib aytganda, nitrifikatsiya kislorodda rivojlanadi, denitrifikatsiya esa kislorod tomonidan inhibe qilinadi.
2. Mikroorganizmlarning har xil turlari
Nitrifikatsiya asosan nitrosomonalar va nitrobakterlarni o'z ichiga olgan nitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi.
Ushbu bakteriyalar avtotrof bakteriyalarga tegishli bo'lib, ular sekin o'sadi va uzoqroq loy yoshini talab qiladi.
Denitrifikatsiya geterotrof bakteriyalar toifasiga kiruvchi va nisbatan tezroq o'sish sur'atini ko'rsatadigan denitrifikatsiya qiluvchi bakteriyalar orqali amalga oshiriladi.
3. Turli xil uglerod manbalari talablari
Nitrifikator bakteriyalar energiya uchun asosan noorganik moddalardan foydalanadi va odatda organik uglerod manbalariga tayanmaydi.
Denitrifikatsion bakteriyalar elektron donor sifatida organik uglerodni talab qiladi. Shuning uchun oqava suvda mavjud bo'lgan organik moddalar etarli bo'lmaganda, ko'pincha natriy asetat, metanol va glyukoza kabi tashqi uglerod manbalarini qo'shish kerak bo'ladi.
Ko'pgina oqava suv zavodlarining ishlashida uglerod manbalarining etarli emasligi ko'pincha azotni yo'qotish samaradorligiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi.
4. Voqea joyi har xil
Umumiy azotni olib tashlash jarayonlarida ikkalasi odatda turli reaktsiya zonalarida joylashgan.
Masalan, A/O yoki AAO jarayonlarida:
Anoksik tank - Denitrifikatsiya Aerobik tank - Nitrifikatsiya
Nitrifikatsiya natijasida hosil bo'lgan nitrat ichki resirkulyatsiya orqali anoksik zonaga qaytadi va u erda denitrifikator bakteriyalar tomonidan keyinchalik o'zgartiriladi.
5. Turli xil yakuniy natijalar
Nitrifikatsiya natijasi ammiak azotining kamayishi va nitratning ko'payishi hisoblanadi
Denitrifikatsiya natijasi: nitratning kamayishi va azot gazining hosil bo'lishi
Boshqacha qilib aytganda, azot faqat denitrifikatsiya tugagandan so'ng suv havzasini tark etishi mumkin.
IV. ular aslida estafeta poygasi
Yaxlit nuqtai nazardan, nitrifikatsiya va denitrifikatsiya ikkita mustaqil jarayon emas, balki biologik azotni olib tashlashning ketma-ket ikki bosqichidir.
Azotning butun konversiya jarayonini oddiygina tushunish mumkin:
Ammiakli azot → Nitrit azot → Nitrat azot → Nitrit azot → Azot gazi
Nitrifikatsiya ammiak azotini nitratga aylantirish uchun javobgardir, denitrifikatsiya esa nitratni azot gaziga qaytarish uchun javobgardir.
Ikkalasi estafeta poygasi kabi bog'langan.
Agar faqat nitrifikatsiya bo'lsa va denitrifikatsiya bo'lmasa, suvdagi nitrat baribir evtrofikatsiyaga olib keladi.
Agar nitrifikatsiya bo'lmasa, denitrifikatsiya uchun "xom ashyo" yetishmaydi.
Shuning uchun ham azotni olib tashlashning aksariyat jarayonlari aerob va anoksik zonalarni o'z ichiga oladi.
V. Xulosa
Chiqindilarni tozalash sohasida ko'plab tushunchalar o'xshash ko'rinishi mumkin, ammo asosiy mantiq butunlay boshqacha.
Nitrifikatsiya va denitrifikatsiya odatiy juftlikdir.
Biri aerob muhitda, ikkinchisi esa anaerob muhitda sodir bo'ladi;
Ulardan biri ammiak azotini oksidlash, ikkinchisi esa nitratni kamaytirish uchun javobgardir;
Faqat ikkalasi birlashganda azotni to'liq biologik olib tashlash jarayoni hosil bo'lishi mumkin.
Buni tushunganimizdan so'ng, A/O, AAO va oksidlanish kanali kabi azotni olib tashlashning turli jarayonlarini ko'rib chiqsak, ularning barchasi optimallashtirilganligini va ushbu ikki bosqich atrofida birlashtirilganligini ko'rishimiz mumkin.
Kanalizatsiyani tozalashdagi ko'plab murakkab jarayonlar, yakuniy tahlilda, ushbu mikroorganizmlar uchun mos "ish muhiti" ni yaratmoqda.