Emprojetos de tratamento de águas residuais, o excesso de nitrogênio total (TN) é um dos problemas mais comuns e difíceis de resolver apenas por meio de um único processo. O nitrogênio total não é um poluente único, mas um indicador abrangente de diversas substâncias-contendo nitrogênio em um corpo d'água, geralmente incluindo nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal, nitrogênio nitrito e nitrogênio nitrato.

Quando a qualidade da água afluente flutua significativamente, as fontes de carbono são insuficientes, o controle do oxigênio dissolvido (OD) não é razoável ou a idade do lodo e a carga de lodo do sistema bioquímico não são efetivamente controladas, o nitrogênio total do efluente ainda pode flutuar, mesmo que indicadores como DQO e DBO tenham atendido aos requisitos.

Portanto, determinar como lidar com o excesso de nitrogênio total no tratamento de águas residuais não pode ser entendido simplesmente como adicionar um agente químico ou adicionar uma etapa de filtração; em vez disso, requer análise a partir da qualidade da água influente, das condições de nitrificação, das condições de desnitrificação e do fluxo geral do processo.

Para águas residuais industriais, águas residuais alimentares, águas residuais químicas e outros projetos que exigem controle rigoroso de poluentes de nitrogênio, estabelecer um sistema razoável de remoção total de nitrogênio é um elo importante para garantir uma descarga de conformidade estável e melhorar as taxas de utilização de recursos hídricos.

1. O que é Nitrogênio Total? Por que o nitrogênio total de águas residuais precisa de controle chave?

O Nitrogênio Total (TN) é um importante indicador de qualidade da água usado para medir o grau de poluição por nitrogênio nas águas residuais.

Do ponto de vista da composição, o nitrogênio total envolve principalmente:

Nitrogênio orgânico

Nitrogênio amoniacal

Nitrogênio nitrito

Nitrato de nitrogênio

Nos sistemas tradicionais de tratamento bioquímico de águas residuais, o nitrogênio passa por diferentes processos de transformação. Um processo típico de remoção biológica de nitrogênio pode ser entendido simplesmente como: Nitrogênio orgânico → Nitrogênio amoniacal → Nitrito / Nitrato → Nitrogênio gasoso

Entre eles, o estágio de nitrificação é o principal responsável pela oxidação gradual do nitrogênio amoniacal em nitrato, enquanto o estágio de desnitrificação utiliza microrganismos desnitrificantes para reduzir o nitrato em nitrogênio gasoso, alcançando assim a verdadeira remoção total de nitrogênio.

Portanto, se houver apenas nitrificação sem desnitrificação suficiente, mesmo que o nitrogênio amoniacal tenha diminuído significativamente, o nitrato ainda pode se acumular no efluente, fazendo com que o indicador de nitrogênio total exceda os padrões.

2. Que impactos o excesso de nitrogênio total nas águas residuais traz?

1. Afetando a conformidade de descarga de águas residuais

O "Padrão de Descarga de Poluentes para Estações de Tratamento de Águas Residuais Municipais" (GB18918-2002) estipula que a concentração total de nitrogênio para padrões de Classe A não deve exceder 15 mg/L, e para padrões de Classe B não deve exceder 20 mg/L.

Portanto, durante a operação real, se o nitrogênio total do efluente for consistentemente superior aos requisitos de projeto ou descarga, isso poderá fazer com que as águas residuais não cumpram os padrões de forma estável. Para as empresas, isto não só aumenta a pressão da gestão ambiental, mas também pode afectar ainda mais as operações de produção.

Os dados padrão dos materiais originais indicam claramente que o limite total de nitrogênio para os padrões da Classe A é de 15 mg/L e para os padrões da Classe B é de 20 mg/L.

2. Aumentando o risco de eutrofização da água

Poluentes-contendo nitrogênio que entram em corpos d'água naturais podem promover a proliferação massiva de algas e alterar ainda mais o equilíbrio de oxigênio dissolvido no corpo d'água.

Quando as algas e outras matérias orgânicas aumentam significativamente, o processo de decomposição microbiana pode consumir uma grande quantidade de oxigénio, afectando assim o ambiente ecológico aquático.

Portanto, as causas e os métodos de tratamento do excesso de nitrogênio total nas águas residuais não estão apenas relacionados à conformidade das descargas das empresas, mas também estão intimamente relacionados à proteção ambiental da água.

3. Impacto na reutilização da água

Para projetos que exigem reutilização de água recuperada, reutilização de água de processo ou outra reciclagem de recursos hídricos, o nitrogênio total também é um dos parâmetros de qualidade da água que precisa de atenção.

Se a capacidade total de remoção de nitrogênio do sistema bioquímico frontal for insuficiente, o sistema de tratamento avançado subsequente poderá precisar suportar uma carga de tratamento maior.

Portanto, ao projetar sistemas avançados de tratamento de águas residuais, a remoção biológica completa do nitrogênio deve ser idealmente concluída no início, seguida pela seleção do tratamento por membrana, filtração ou outros processos avançados de tratamento com base nos requisitos finais de qualidade da água.

3. Principais causas do excesso de nitrogênio total no tratamento de águas residuais

1. Cargas excessivamente altas de nitrogênio orgânico e nitrogênio amoniacal

Quando as concentrações de nitrogênio orgânico e nitrogênio amoniacal no afluente são elevadas, enquanto a capacidade de tratamento do sistema bioquímico é insuficiente, o processo de nitrificação pode não ser totalmente realizado.

Os microrganismos nitrificantes geralmente requerem oxigênio dissolvido estável, temperaturas adequadas e idade suficiente do lodo. Se estas condições forem insuficientes, o nitrogênio amoniacal não pode ser totalmente convertido em nitrato, o que afeta todo o processo de remoção de nitrogênio.

2. Fontes de carbono insuficientes, restringindo a desnitrificação

Este é um problema que merece atenção em projetos reais.

O processo de desnitrificação requer fontes de carbono como doadoras de elétrons. Quando as águas residuais passam pelo tratamento bioquímico inicial, a matéria orgânica biodegradável já foi amplamente consumida, enquanto as concentrações de nitrato permanecem altas, os microrganismos desnitrificantes podem não conseguir completar a desnitrificação devido à falta de fontes de carbono suficientes.

A manifestação final é: O nitrogênio amoniacal cai, mas o nitrato não é totalmente removido → O nitrogênio total do efluente permanece alto.

Portanto, ao analisar esquemas de tratamento de excesso de nitrogênio total de águas residuais industriais, não se deve apenas testar o nitrogênio amoniacal, mas também julgar de forma abrangente com base em indicadores como nitrato, DQO, DBO e fontes de carbono biodegradáveis.

4. Por que o oxigênio dissolvido afeta a remoção total de nitrogênio?

1. A fase de nitrificação requer oxigênio dissolvido apropriado

A nitrificação é um processo biológico aeróbio.

Se a aeração for insuficiente e o oxigênio dissolvido for muito baixo, a atividade dos microrganismos nitrificantes diminuirá, o nitrogênio amoniacal não poderá ser totalmente oxidado e, em última análise, o nitrogênio amoniacal e o nitrogênio total poderão ser elevados ao mesmo tempo.

2. A fase de desnitrificação requer um ambiente relativamente anóxico

As condições ambientais para desnitrificação e nitrificação são diferentes.

Se o oxigênio dissolvido na zona de desnitrificação for excessivamente alto por um longo período, isso poderá afetar a capacidade dos microrganismos desnitrificantes de utilizar nitrato para reações de redução.

Portanto, controlar razoavelmente as condições operacionais das zonas aeróbicas e das zonas anóxicas é uma base importante para a remoção biológica estável do nitrogênio.

5. Temperatura, carga de lodo e idade do lodo também podem levar ao excesso de nitrogênio total

Os materiais originais indicam que temperaturas excessivamente baixas de águas residuais, cargas de lodo excessivamente altas ou baixas e idades de lodo excessivamente curtas ou longas podem afetar os processos de nitrificação e desnitrificação.

Temperatura:A temperatura afeta diretamente o crescimento e as taxas metabólicas dos microrganismos. Sob condições-de baixa temperatura, a atividade dos microrganismos nitrificantes é geralmente afetada, portanto a estabilidade do sistema de nitrificação necessita de atenção especial durante a operação no inverno.

Carga de Lodo:Mudanças excessivas na carga de lodo levarão a mudanças na comunidade microbiana e no estado operacional do sistema bioquímico.

Idade do Lodo:Os microrganismos nitrificantes crescem a uma taxa relativamente lenta, exigindo assim uma idade suficiente do lodo para manter uma flora eficaz no sistema. Se a idade do lodo for muito curta, pode causar a perda de bactérias nitrificantes, reduzindo assim a capacidade de oxidação do nitrogênio amoniacal.

É por isso que avaliar como lidar com o excesso de nitrogênio total no tratamento de águas residuais requer a revisão simultânea dos parâmetros operacionais, em vez de olhar apenas para um único resultado de teste de efluente.

6. Quais métodos de tratamento existem para o excesso de nitrogênio total em águas residuais?

Dependendo da qualidade das águas residuais, da escala de tratamento, dos requisitos de descarga e dos processos existentes, diferentes rotas tecnológicas de remoção de nitrogênio podem ser adotadas.

Método 1: Remoção Biológica de Nitrogênio

A remoção biológica de nitrogênio é uma rota de tratamento relativamente comum no tratamento de águas residuais.

Seu núcleo é utilizar microorganismos para completar os processos de nitrificação e desnitrificação, convertendo, em última instância, poluentes-contendo nitrogênio nas águas residuais em gás nitrogênio.

Os formulários de processo comuns incluem:

Processo de biofilme

Filtro biológico

Processos de tratamento biológico classe A/O e A²/O

Outros processos bioquímicos aprimorados de remoção de nitrogênio

Métodos de tratamento ecológico, como zonas húmidas construídas

Os materiais originais também listam métodos como o processo de biofilme, filtros biológicos e áreas úmidas construídas, e apontam que tais métodos podem ter características como processos complexos, altos requisitos operacionais, grandes áreas ocupadas e longos tempos de operação.

Na engenharia real, se o sistema existente já possui condições de tratamento bioquímico, pode-se dar prioridade à análise se os efeitos totais de remoção de nitrogênio podem ser melhorados ajustando a taxa de refluxo, aeração, idade do lodo, fontes de carbono e condições de operação da seção anóxica.

7. O papel das tecnologias de tratamento físico e avançado no controle total do nitrogênio

Além do tratamento biológico, tecnologias avançadas de tratamento, como tratamento por membrana e troca iônica, também podem ser adotadas de acordo com os requisitos do projeto.

O tratamento de membrana pode reduzir ainda mais a concentração de certos poluentes na água por meio da separação por membrana, mas para uma composição específica de nitrogênio total, a seleção do processo precisa ser baseada nas concentrações reais de nitrogênio amoniacal, nitrogênio nitrato e outras substâncias-contendo nitrogênio.

Os materiais originais propõem que os métodos físicos de remoção de nitrogênio incluam tecnologia de tratamento por membrana, cloração e tecnologia de troca iônica, e apontam que alguns métodos podem ter problemas como altos custos operacionais e a geração de líquido concentrado ou outros subprodutos.

Portanto, o tratamento avançado não significa necessariamente simplesmente adicionar equipamentos, mas sim determinar combinações de tecnologias com base na qualidade real da água.

8. Soluções de equipamentos para remoção de nitrogênio com TECNOLOGIA ECOLINK

Para projetos onde o nitrogênio total do efluente é difícil de atender de forma estável aos padrões, a ECOLINK TECHNOLOGY pode combinar equipamentos de tratamento de água e esquemas de processo correspondentes de acordo com a qualidade da água bruta, volume de tratamento e requisitos de descarga do cliente.

O equipamento de remoção de nitrogênio ECOLINK nos materiais originais adota tecnologia de osmose reversa combinada com tecnologia de remoção biológica de nitrogênio para melhorar o tratamento total de nitrogênio e apresenta características como pequeno volume de equipamento, pequena área ocupada, operação estável e operação simples.

1. Correspondência de esquemas com base na qualidade da água

Águas residuais de diferentes fontes podem ter composições totais de nitrogênio completamente diferentes.

Por exemplo:

As águas residuais com uma elevada proporção de azoto amoniacal requerem uma atenção especial à capacidade de nitrificação;

Efluentes com alta proporção de nitrato requerem uma análise fundamental das condições de desnitrificação;

Águas residuais com baixa relação C/N requerem atenção para saber se as fontes de carbono são suficientes;

Efluentes industriais-de alta concentração exigem consideração abrangente de toxicidade, salinidade, temperatura e carga orgânica.

Portanto, a ECOLINK TECHNOLOGY concentra-se mais na correspondência de processos a partir da qualidade real da água, em vez de simplesmente recomendar um único equipamento.

2. Equipamento compacto, pegada pequena

Para projetos de atualização e renovação de estações de tratamento de águas residuais existentes, a pegada espacial é muitas vezes um fator limitante importante.

O esquema original propõe que o equipamento tenha pequeno volume e pequena área ocupada, podendo ser customizado de acordo com a necessidade do cliente.

Tais esquemas são particularmente adequados para projetos que necessitam de adicionar equipamento de remoção total de azoto com base em sistemas originais de tratamento de águas residuais.

3. Operação relativamente simples

Equipamento de tratamento de águas residuaisnão só precisa alcançar os efeitos de tratamento projetados, mas também precisa considerar a operação e manutenção-de longo prazo.

Os materiais originais propõem que o equipamento opere de forma estável e simples de operar, podendo ser dominado sem pessoal técnico profissional.

Em projetos reais, a ECOLINK TECHNOLOGY pode fornecer dados técnicos correspondentes, instruções de operação e suporte ao projeto com base nas configurações do equipamento.

4. Taxa total de remoção de nitrogênio de até 99%

O equipamento profissional de remoção de nitrogênio nos materiais originais propõe que a taxa total de remoção de nitrogênio possa chegar a 99%.

Deve-se notar que o efeito final do tratamento dos projectos reais ainda está relacionado com a qualidade da água influente, concentração de poluentes, condições de operação, escala de tratamento e concepção do sistema, pelo que os esquemas de engenharia devem ser confirmados com base na análise real da qualidade da água e nas condições do local.

9. Estudos de caso de excesso de nitrogênio total no tratamento de águas residuais

Caso 1: Nitrogênio total da planta química reduzido de 50 mg/L para menos de 5 mg/L

A concentração total de nitrogênio do sistema de tratamento de águas residuais de uma determinada fábrica de produtos químicos atingiu 50mg/L, o que é superior ao padrão nacional de emissão de 20mg/L.

Visando as características das águas residuais e as exigências de tratamento deste projecto, a ECOLINK forneceu um esquema de equipamento profissional de remoção de azoto, adoptando tecnologia de osmose inversa e tecnologia de remoção biológica de azoto para tratamento.

Após o tratamento, o nitrogênio total do efluente foi reduzido para menos de 5 mg/L, atingindo o padrão Classe A.

Este caso ilustra que quando os sistemas bioquímicos tradicionais não conseguem controlar de forma estável o azoto total, a qualidade da água efluente pode ser melhorada através da adição de unidades de tratamento avançadas específicas.

Dados do caso original relacionado: nitrogênio total influente 50mg/L, tratado abaixo de 5mg/L.

10. Nitrogênio total da planta alimentícia reduzido de 40mg/L para menos de 10mg/L

A concentração total de nitrogênio do sistema de tratamento de águas residuais de uma determinada fábrica de alimentos atingiu 40mg/L, superior ao padrão nacional de emissão de 20mg/L, ao mesmo tempo que afetou a descarga e reutilização de águas residuais.

A ECOLINK configurou equipamentos de remoção de nitrogênio de acordo com as características de águas residuais e requisitos de tratamento deste projeto, adotando tecnologia de osmose reversa combinada com tecnologia de remoção biológica de nitrogênio.

Após o tratamento, o nitrogênio total foi reduzido para menos de 10 mg/L, atingindo o padrão Classe B e ajudando o cliente a conseguir o reúso de águas residuais.

Dados principais para este caso nos materiais originais: 40mg/L antes do tratamento, abaixo de 10mg/L após o tratamento.

11. Caso de tratamento com nitrogênio total de águas residuais hospitalares

O nitrogênio total do sistema de tratamento de águas residuais de um determinado hospital atingiu 30mg/L, superior ao padrão nacional de emissão de 20mg/L.

Visando as demandas do projeto, a ECOLINK instalou equipamentos profissionais de remoção de nitrogênio e adotou tecnologia de osmose reversa e tecnologia biológica de remoção de nitrogênio para tratamento.

Por fim, o nitrogênio total foi reduzido para menos de 15mg/L, atingindo o padrão Classe A.

Este caso mostra que, para diferentes tipos de águas residuais, as causas e os métodos de tratamento do excesso de azoto total nas águas residuais precisam de ser analisados ​​em combinação com fontes poluentes e qualidade específica da água, e o mesmo processo não pode ser aplicado cegamente.

Os dados do caso original mostram que o nitrogênio total das águas residuais hospitalares diminuiu de 30mg/L para menos de 15mg/L.

12. Como escolher um esquema de tratamento com nitrogênio total adequado?

Se uma empresa descobrir que o nitrogênio total do efluente aumenta repentinamente, recomenda-se não adicionar cegamente agentes químicos ou substituir o equipamento imediatamente, mas sim proceder com o julgamento de acordo com as etapas a seguir.

Etapa 1: Confirmar a composição total de nitrogênioTeste:

TN

NH₄⁺-N

NÃO₃⁻-N

NÃO₂⁻-N

BACALHAU

DBO

pH

Temperatura

TDS Julgue se o problema ocorre principalmente na fase de nitrificação ou na fase de desnitrificação através destes dados.

Etapa 2: inspecionar as condições operacionais do sistema bioquímicoConcentre-se na revisão:

FAZER

MLSS

SRT

Carga de lodo

Refluxo interno

Refluxo externo

Volume de aeração

Status operacional da zona anóxica

Etapa 3: julgar se as fontes de carbono são insuficientesSe o nitrato estiver alto e a matéria orgânica biodegradável for insuficiente, é necessário analisar melhor as condições de C/N e as estratégias de dosagem da fonte de carbono.

Etapa 4: determinar se o tratamento avançado precisa ser adicionadoSe os requisitos de descarga ainda não puderem ser atendidos após a otimização do sistema bioquímico, o tratamento por membrana ou outras tecnologias avançadas de tratamento poderão ser considerados.

Etapa 5: Combine o equipamento com base na qualidade real da águaPara projetos que exigem atualização ou modernização, o equipamento total de remoção de nitrogênio e as combinações de processos devem ser determinados de forma abrangente com base no volume de tratamento, nitrogênio total afluente, efluente alvo, condições do local e custos operacionais.

13. Por que escolher a TECNOLOGIA ECOLINK?

A ECOLINK TECHNOLOGY concentra-se em produtos químicos para tratamento de água, equipamentos de tratamento de águas residuais e soluções de tratamento de água, fornecendo correspondência de produtos, suporte técnico, testes de amostras, esquemas de equipamentos e{0}}serviços completos de tratamento de água de acordo com as diferentes demandas do projeto.

Para projetos de excesso total de nitrogênio no tratamento de águas residuais, nos concentramos não apenas nos dados finais do teste, mas também nas causas reais que causam o excesso.

Da análise inicial-da qualidade da água às condições operacionais do sistema bioquímico e aos equipamentos de tratamento avançados, uma rota tecnológica razoável pode ajudar os clientes a evitar investimentos desnecessários em equipamentos e custos operacionais.

Nossos serviços podem abranger:

Análise do problema de nitrogênio total de águas residuais

Correspondência do processo de remoção biológica de nitrogênio

Seleção de equipamento de remoção de nitrogênio

Equipamento de osmose reversa

Equipamento de tratamento de águas residuais

Soluções ETP/STP

Produtos químicos para tratamento de água

Suporte de dados técnicos

Testes de amostra e correspondência de produtos

Comunicação técnica do projeto e suporte pós-venda-

Se o seu sistema estiver enfrentando problemas como excesso contínuo de nitrogênio total, alto teor de nitrato, remoção instável de nitrogênio amoniacal ou dificuldades de atualização em sistemas bioquímicos existentes, você poderá enviar dados de qualidade da água afluente e efluente, volume de tratamento e fluxo atual do processo para a ECOLINK TECHNOLOGY.

Podemos analisar melhor onde está o problema com base em dados reais e ajudar na correspondência adequadatratamento de águas residuaisesquemas de tratamento do excesso total de nitrogênio.

Conclusão: A chave para a remoção estável do nitrogênio é encontrar a verdadeira causa do excesso

O excesso total de nitrogênio não significa necessariamente que todo o sistema de tratamento de águas residuais falhou.

Em muitos casos, os problemas podem resultar de fontes insuficientes de carbono, controlo irracional do oxigénio dissolvido, idade insuficiente das lamas, mudanças de temperatura, capacidade insuficiente de nitrificação ou condições inadequadas de desnitrificação.

Portanto, a chave para resolver o problema do excesso de nitrogênio total no tratamento de águas residuais não é apenas adicionar uma unidade de tratamento, mas encontrar os verdadeiros fatores limitantes no processo de geração, transformação e remoção de nitrogênio total.

Por meio de um controle razoável de nitrificação-desnitrificação, combinado com as tecnologias de tratamento avançadas necessárias, a estabilidade do sistema pode ser melhorada ainda mais.

A ECOLINK TECHNOLOGY pode fornecer combinação de produtos de tratamento de água, suporte técnico e soluções de equipamentos de acordo com as condições reais do projeto do cliente, fornecendo ideias mais razoáveis ​​de controle de nitrogênio total para projetos industriais e outros projetos de tratamento de águas residuais.