Fl-operat ta 'kuljum tat-trattament tad-drenaġġ, ħafna drabi jinstemgħu żewġ termini: nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni. Ħafna nies li huma ġodda għat-trattament tad-drenaġġ għandhom it-tendenza li jħawdu dawn iż-żewġ kunċetti. Minkejja l-ismijiet simili tagħhom, it-tnejn li jduru madwar il-karattru "硝", fil-fatt għandhom rwoli kompletament differenti fit-trattament tad-drenaġġ.
F'termini sempliċi, in-nitrifikazzjoni hija responsabbli għall-konverżjoni tan-nitroġenu tal-ammonja f'nitrat, filwaqt li d-denitrifikazzjoni hija responsabbli għall-konverżjoni tan-nitrat f'gass tan-nitroġenu. Wieħed huwa proċess ta 'ossidazzjoni, u l-ieħor huwa proċess ta' tnaqqis. Iż-żewġ proċessi huma bħal relay race, u biss meta jitlestew f'koordinazzjoni jista 'jitneħħa verament in-nitroġenu fid-drenaġġ.
Ladarba dan il-punt jinftiehem, il-loġika wara diversi proċessi ta 'tneħħija tan-nitroġenu, bħal A/O, AAO, u foss ta' ossidazzjoni, issir ħafna aktar ċara.
I. Nitrifikazzjoni: konverżjoni tan-nitroġenu tal-ammonja f'nitrat
Fid-drenaġġ domestiku u ħafna drenaġġ industrijali, in-nitroġenu jeżisti primarjament fil-forma ta 'nitroġenu ta' l-ammonja. Jekk in-nitroġenu tal-ammonja jiġi skarikat direttament fil-korpi tal-ilma, jista 'faċilment iwassal għall-ewtrofikazzjoni u jeżerċita wkoll effetti tossiċi fuq organiżmi akkwatiċi bħall-ħut. Għalhekk, l-impjanti tat-trattament tad-drenaġġ jeħtieġ li jikkonvertu l-ewwel nitroġenu tal-ammonja.
Dan il-proċess ta 'trasformazzjoni huwa magħruf bħala nitrifikazzjoni.
In-nitrifikazzjoni hija fil-fatt proċess ta 'ossidazzjoni mwettaq minn mikro-organiżmi, li jista' jinqasam bejn wieħed u ieħor f'żewġ passi:
L-ewwel pass huwa l-ossidazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja f'nitritu
Pass 2: Nitrite huwa ossidizzat aktar għal nitrat
Il-proċess kollu jeħtieġ biżżejjed ossiġnu, għalhekk in-nitrifikazzjoni tipikament isseħħ f'ambjenti aerobiċi, bħal tankijiet ta 'arjazzjoni jew tankijiet bijokimiċi MBR.
Il-mikro-organiżmi involuti f'dan il-proċess huma magħrufa bħala batterji nitrifikanti. Huma differenti minn batterji eterotrofiċi ordinarji peress li jappartjenu għall-kategorija awtotrofika, primarjament jieħdu enerġija minn sustanzi inorganiċi. Ir-rata tat-tkabbir tagħhom hija relattivament bil-mod, u huma wkoll sensittivi għal bidliet ambjentali.
Dan huwa wkoll għaliex ħafna impjanti tat-trattament tal-ilma mormi għandhom it-tendenza li jesperjenzaw tnaqqis fil-kapaċità ta 'nitrifikazzjoni matul ix-xitwa.
II. Denitrifikazzjoni: konverżjoni tan-nitrat f'gass tan-nitroġenu
Għalkemm in-nitrifikazzjoni solviet il-problema tan-nitroġenu tal-ammonja, in-nitroġenu fl-ilma ma kienx verament sparixxa f'dan il-punt; hija sempliċement ittrasformat minn forma għal oħra. Biex verament "tneħħi" nitroġenu mill-ilma mormi, it-tieni pass - denitrifikazzjoni - jeħtieġ li jitlesta.
Id-denitrifikazzjoni hija proċess ta' tnaqqis. F'ambjent anerobiku, mikro-organiżmi jutilizzaw l-ossiġnu fin-nitrat, gradwalment inaqqsuh għal gass tan-nitroġenu. Il-mogħdija tar-reazzjoni hija bejn wieħed u ieħor kif ġej:
Nitrat → Nitrite → Ossidu Nitruż → Ossidu Nitruż → Nitroġenu
Il-gass tan-nitroġenu iġġenerat fl-aħħar (N₂)* se jiġi rilaxxat fl-arja f'forma ta 'gass, u b'hekk in-nitroġenu fid-drenaġġ jitneħħa tassew. Il-mikro-organiżmi li jlestu dan il-proċess jissejħu batterji denitrifikanti. B'differenza mill-batterji nitrifikanti, huma jappartjenu għal batterji eterotrofiċi u jeħtieġu karbonju organiku bħala sors ta 'enerġija.
Dan huwa wkoll għaliex ħafna impjanti tat-trattament tal-ilma mormi jeħtieġ li jżidu sorsi tal-karbonju waqt it-tneħħija tan-nitroġenu.
III. Diversi differenzi ewlenin bejn nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni
Jekk inqisu dawn iż-żewġ proċessi flimkien, insibu li huma dijametrikament opposti f'ħafna aspetti.
1. Kundizzjonijiet ta 'ossiġnu differenti
In-nitrifikazzjoni trid isseħħ f'ambjent aerobiku, li tipikament teħtieġ li l-livelli ta' ossiġnu maħlul jinżammu għal madwar 2 mg/L.
Id-denitrifikazzjoni teħtieġ ambjent anerobiku b'ossiġnu maħlul jinżamm taħt 0.5 mg/L. Jekk ikun hemm wisq ossiġnu, batterji denitrifikanti jippreferu jużaw l-ossiġnu aktar milli nitrat.
F'termini sempliċi, in-nitrifikazzjoni tiffjorixxi fl-ossiġnu, filwaqt li d-denitrifikazzjoni hija inibita mill-ossiġnu.
2. Tipi differenti ta 'mikro-organiżmi
In-nitrifikazzjoni titwettaq primarjament minn batterji nitrifikanti, li jinkludu nitrosomonas u nitrobacter
Dawn il-batterji jappartjenu għal batterji awtotrofiċi, li jikbru bil-mod u jeħtieġu età itwal tal-ħama.
Id-denitrifikazzjoni titwettaq minn batterji denitrifikanti, li jappartjenu għall-kategorija tal-batterji eterotrofiċi u juru rata ta 'tkabbir relattivament aktar mgħaġġla.
3. Rekwiżiti differenti tas-sors tal-karbonju
Il-batterji nitrifikanti primarjament jutilizzaw sustanzi inorganiċi għall-enerġija u ġeneralment ma jiddependux fuq sorsi ta 'karbonju organiku.
Batterji denitrifikanti jeħtieġu karbonju organiku bħala donatur ta 'elettroni. Għalhekk, meta l-materja organika disponibbli fl-ilma tad-drenaġġ ma tkunx biżżejjed, ħafna drabi jkun meħtieġ li jiżdiedu sorsi esterni tal-karbonju bħal aċetat tas-sodju, metanol u glukożju.
Fl-operat ta 'ħafna impjanti tad-drenaġġ, sors ta' karbonju insuffiċjenti ħafna drabi huwa fattur sinifikanti li jaffettwa l-effiċjenza tat-tneħħija tan-nitroġenu.
4. Il-post tal-okkorrenza huwa differenti
Fi proċessi komuni ta 'tneħħija tan-nitroġenu, it-tnejn huma ġeneralment irranġati f'żoni ta' reazzjoni differenti.
Pereżempju, fi proċessi A/O jew AAO:
Tank anosiku - Denitrifikazzjoni Tank aerobiku - Nitrifikazzjoni
In-nitrat prodott permezz tan-nitrifikazzjoni jirritorna fiż-żona anosika permezz ta 'riċirkolazzjoni interna, fejn jiġi trasformat aktar minn batterji denitrifikanti.
5. Riżultati finali differenti
Ir-riżultat tan-nitrifikazzjoni huwa tnaqqis fin-nitroġenu tal-ammonja u żieda fin-nitrat
Ir-riżultat tad-denitrifikazzjoni huwa: tnaqqis ta 'nitrat u produzzjoni ta' gass tan-nitroġenu
Fi kliem ieħor, in-nitroġenu jista 'jħalli l-korp tal-ilma biss wara li titlesta d-denitrifikazzjoni.
IV. fil-fatt huma relay race
Minn perspettiva olistika, in-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni mhumiex żewġ proċessi indipendenti, iżda pjuttost żewġ passi konsekuttivi fit-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku.
Il-proċess kollu ta 'konverżjoni tan-nitroġenu jista' sempliċement jinftiehem bħala:
Nitroġenu ammonjakali → Nitroġenu tan-nitrit → Nitroġenu tan-nitrat → Nitroġenu tan-nitrit → Gass tan-nitroġenu
In-nitrifikazzjoni hija responsabbli biex tikkonverti n-nitroġenu ta 'l-ammonja f'nitrat, filwaqt li d-denitrifikazzjoni hija responsabbli biex tnaqqas in-nitrat lura għal gass tan-nitroġenu.
It-tnejn huma konnessi bħal relay race.
Jekk ikun hemm biss nitrifikazzjoni u l-ebda denitrifikazzjoni, in-nitrat fl-ilma xorta se jikkawża ewtrofikazzjoni.
Jekk ma jkunx hemm nitrifikazzjoni, se jkun hemm nuqqas ta '"materja prima" għad-denitrifikazzjoni.
Dan huwa wkoll għaliex il-biċċa l-kbira tal-proċessi tat-tneħħija tan-nitroġenu jinkorporaw kemm żoni aerobiċi kif ukoll anosiċi.
V. Konklużjoni
Fil-qasam tat-trattament tad-drenaġġ, ħafna kunċetti jistgħu jidhru simili, iżda l-loġika sottostanti hija kompletament differenti.
In-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni huma par tipiku.
Wieħed iseħħ f'ambjent aerobiku, filwaqt li l-ieħor iseħħ f'ambjent anerobiku;
Wieħed huwa responsabbli għall-ossidazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja, u l-ieħor huwa responsabbli għat-tnaqqis tan-nitrat;
Huwa biss meta t-tnejn jiġu kkombinati jista 'jiġi ffurmat proċess komplet ta' tneħħija tan-nitroġenu.
Wara li fhimna dan, meta nħarsu lejn diversi proċessi ta 'tneħħija tan-nitroġenu, bħal A/O, AAO, u foss ta' ossidazzjoni, nistgħu naraw li huma kollha ottimizzati u kkombinati madwar dawn iż-żewġ passi.
Ħafna proċessi kumplessi fit-trattament tad-drenaġġ, fl-analiżi finali, fil-fatt qed joħolqu "ambjent tax-xogħol" adattat għal dawn il-mikro-organiżmi.