Азот пен фосфорды кетіруге лай концентрациясының «әсер кодын» зерттеңіз.

Тұнба концентрациясы ағынды суларды тазарту процесінде ағынды сулардың құрамындағы қалқымалы заттар мен органикалық заттардың мөлшерін білдіреді. Азотты кетіру тазарту азотты ластаушы заттардың ағуын азайту мақсатына жету үшін ағынды сулардағы азот қосылыстарын белгілі бір процестер арқылы азот газына айналдыруды білдіреді. Олай болса, тұнбаның жоғары концентрациясы азотты тазарту үшін үлкен артықшылықтарды білдіре ме? Бұл мақалада осы мәселе бойынша терең талқылау жүргізіледі.

(I) Денитрификация реакциясына әсер ету

Аэробты нитрификация процесі кезінде тұнбаның жоғары концентрациясы нитрификациялаушы бактериялардың салыстырмалы түрде жоғары концентрациясын білдіреді. Сондықтан аэробты нитрификация реакциясының жылдамдығы тұнбаның жоғары концентрациясы жағдайында салыстырмалы түрде жоғары болады. Тұнбаның белгілі бір жасы биологиялық тұнбада нитрификациялаушы бактериялардың болуын қамтамасыз етудің қажетті шарты болып табылады. Сонымен қатар, нитрификациялаушы бактериялар үшін қолайлы өмір сүру жағдайларын жасау олардың микробтық флорадағы үлесін одан әрі арттыруға, содан кейін нитрификациялаушы бактериялардың концентрациясын арттыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, тұнбаның жоғары концентрациясы кезінде анаэробты кезеңде көбірек BOD (биохимиялық оттегіге сұраныс) тұтынылады, ал аэробты кезеңге өткен кезде BOD/TKN салыстырмалы түрде төмен болады. Зерттеулер белсенді тұнбадағы нитрификациялаушы бактериялардың үлесі BOD/TKN кері пропорционал екенін көрсетті. Нитрификациялаушы бактериялар автотрофты бактериялар болғандықтан, органикалық субстраттардың концентрациясы олардың өсуін шектейтін фактор болып табылмайды. Бірақ органикалық субстраттардың концентрациясы тым жоғары болса, өсу қарқыны жоғары гетеротрофты бактериялар тез көбейіп, еріген оттегі үшін бәсекеге түседі. Нәтижесінде автотрофты бактериялардың өсуі баяулайды, ал аэробты нитрификациялаушы бактериялар артықшылыққа ие бола алмайды, ақыр соңында нитрификация жылдамдығының төмендеуіне әкеледі.

(II) Денитрификация реакциясына әсері

Денитрификация реакциясы процесінде денитрификациялаушы бактериялар нитраттар мен нитриттердегі иондық оттегін пайдалану арқылы органикалық заттарды ыдыратуы үшін молекулалық оттегінің болмауы қажет. Тұнба концентрациясы жоғары биологиялық жүйеде нитрификациялық әсерді сақтай отырып, нитрификация процесі кезінде еріген оттегінің мәнін тиісті түрде төмендетуге болады. Осылайша нитрификацияның соңында еріген оттегінің азаюы мүмкін, бұл нитраттардың қайтару ағынында тасымалданатын еріген оттегінің құрамын тиімді төмендетеді, аноксидті аймақтағы денитрификация процесіне молекулалық оттегінің әсерін барынша азайтады және денитрификациялаушы бактериялардың денитрификациялау көзінің денитрификациялау қабілетін арттырады. Сонымен қатар, тұнбаның жоғары концентрациясы салыстырмалы түрде күшті эндогендік метаболикалық оттегі сұранысына ие, ол кері ағында және аноксидті бөлімде еріген оттегін одан әрі тұтынуы мүмкін. Сонымен қатар, тұнбаның өте жоғары концентрациясы аралас ерітіндінің тұтқырлығын өзгертеді және диффузиялық төзімділікті арттырады, осылайша кері ағынмен тасымалданатын еріген оттегін азайтады. Қайтару ағыны арналары ретінде ашық арналарды пайдаланатын кейбір өңдеу процестерінде ол сондай-ақ қайтару ағынының төмендеуінен туындаған оттегіленуді азайтуы мүмкін. Тұтастай алғанда, тұнбаның жоғары концентрациясы процестің нақты жұмысы кезінде денитрификация сатысында DO (ерітілген оттегі) мәнін төмендетуде маңызды рөл атқарады.

Денитификациялаушы бактериялар гетеротрофты факультативті бактериялар болғандықтан және ағынды суларды тазарту жүйелерінде көп мөлшерде болатындықтан, жүйедегі тұнба концентрациясын арттыру денитрификациялаушы бактериялардың концентрациясын тиімді арттыруы мүмкін. Денитрификация реакциясының жылдамдығы негізінен нитраттар мен нитриттердің концентрациясына тәуелді емес, бірақ денитрификациялаушы бактериялардың концентрациясымен бірінші ретті реакция байланысы бар. Сондықтан процестің нақты жұмысында лайдың жоғары концентрациясы денитрификация уақытын қысқартуы және аноксидті секцияның тиімді көлемін азайтуы мүмкін. Аноксидті секцияның тиімді көлемі бекітілген жағдайда, тұнба концентрациясы жоғары денитрификация реакциясы органикалық матрицадағы салыстырмалы отқа төзімді органикалық заттарды денитрификация реакциясы үшін көміртегі көзі ретінде жақсырақ пайдалана алады. Бұл әсіресе көміртегі көздерінің тапшылығы кезінде азот пен фосфорды кетіру процестері үшін өте маңызды. Сонымен қатар, тұнбаның жоғары концентрациясы кезінде микробтық флоктың диаметрі салыстырмалы түрде үлкен болады. Нитрификация реакциясы кезінде еріген оттегінің аздығынан оттегі қысымының градиенті шамалы, флоктың ішінде аноксидті орта оңай қалыптасады, нәтижесінде денитрификация реакциясы пайда болады. Яғни, тұнбаның жоғары концентрациясы бір уақытта денитрификацияға ықпал етуі мүмкін.

(III) Фосфордың биологиялық жойылуына әсері

Фосфордың биологиялық жойылуының кілті белсенді тұнба жүйесіндегі фосфор жинақтаушы ағзалардың (ПАО) үлесін арттыру болып табылады. Анаэробты аймақта лайдың жоғары концентрациясы ПАО-ға оң әсер етеді. ПАО фосфорды анаэробты ортада шығара алатындықтан, тұнбаның жоғары концентрациясы келесі фосфорды қабылдау процесі үшін жеткілікті «күшті» сақтайтын PAO-ның салыстырмалы түрде көп санына әкеледі.

Шөгінділердің әртүрлі жасында және шөгінді концентрациясының жағдайында биологиялық фосфорды жоюдың тиімділігі өзгереді. Тұнбаның жасы қысқа болғанда және шламның концентрациясы қалыпты болса, PAO жақсы белсенділікті және жүйеде үстем жағдайды сақтай алады. Олар аэробты ортада фосфордың көп мөлшерін сіңіре алады, осылайша фосфорды жоюдың салыстырмалы жоғары тиімділігіне қол жеткізеді. Алайда, егер тұнбаның жасы тым ұзақ болса, бұл тұнбаның қартаюына әкелуі мүмкін және ПБҚ белсенділігіне әсер етеді. Тұнба концентрациясы жоғары болса да, фосфорды кетіру тиімділігі төмендеуі мүмкін. Керісінше, лайдың концентрациясы тым төмен болса, ПАО саны шектеулі. Тұнбаның жасы сияқты басқа жағдайлар қолайлы болса да, фосфорды кетірудің қажетті әсеріне жету қиын болады. Сондықтан тұнба концентрациясы мен шламның жасы сияқты параметрлерді ақылға қонымды бақылау биологиялық фосфорды жоюдың тиімділігін арттыру үшін өте маңызды. Бүкіл ағынды суларды тазарту жүйесінің фосфорды кетіру қабілеті жақсы деңгейге жетуін қамтамасыз ету үшін ағынды суларды тазартудың нақты жағдайына сәйкес үздіксіз оңтайландыру және реттеу қажет.

Тұтастай алғанда, тұнба концентрациясы ағынды суларды тазарту жүйесіндегі «сахна артындағы өткізгіш» сияқты, нитрификация, денитрификация және фосфордың биологиялық жойылуы сияқты негізгі процестерге әсер етеді. Нитрификация реакциясындағы бактерия концентрациясын реттеуден бастап, денитрификация реакциясында еріген оттегі мен көміртек көзін пайдалануды оңтайландыруға дейін, содан кейін биологиялық фосфорды жоюда фосфор жинақтаушы организмдердің тіршілік қабілетін ынталандыруға дейін оның рөлін бағаламауға болмайды. Ағынды суларды тазарту қондырғыларының нақты жұмысында лай концентрациясын дәл анықтау және оны ағынды сулардың құрамы мен тазарту процестері сияқты факторларға байланысты икемді түрде реттеу арқылы ғана жоғары тиімділікке және тұрақты азот пен фосфорды кетіруге қол жеткізуге болады, бұл ағынды суларды тазартуға және қайта тууға мүмкіндік береді. су ресурстарын кәдеге жарату және пайдалану тарауы.