1Principio de degradación de la COD
La COD se refiere a la cantidad total de materia orgánica oxidable y sustancias inorgánicas reducibles en el agua.que pueden clasificarse en dos tipos
1- degradación bioquímica: los microorganismos aeróbicos (como las bacterias floculantes en el lodo activado) metabolizan la materia orgánica, la descomponen en CO2 y H2O mientras sintetizan sus propias células;Los microorganismos anaeróbicos descomponen la materia orgánica macromolecular en metanoEsto se aplica a las DCO fácilmente degradables (por ejemplo, los carbohidratos y las proteínas en las aguas residuales domésticas).
2- Degradación física y química: para las COD refractarias (como los hidrocarburos aromáticos y los compuestos heterocíclicos en las aguas residuales industriales), la oxidación avanzada (Fenton,La oxidación del ozono) se utiliza para romper los enlaces químicos de la materia orgánica, o la adsorción (carbono activado) se utiliza para separar directamente los contaminantes, reduciendo así el valor de COD en las masas de agua.
La composición de la demanda química de oxígeno (COD) consiste principalmente en () en las masas de agua.
A. Toda la materia orgánica
B. Materia orgánica oxidable por agentes oxidantes fuertes + materia inorgánica parcialmente reducible
C. Todas las sustancias inorgánicas
D. Degradación de la materia orgánica recalcitrante II. Principios de la degradación del nitrógeno por amoníaco
La degradación del nitrógeno de amoníaco (NH3-N) consiste principalmente en la transformación de elementos de nitrógeno, siendo el método predominante las vías bioquímicas,Mientras que los enfoques físico-químicos se emplean ocasionalmente en casos específicos
Biocímico nitrificación-denitrificación
Nitrificación: en condiciones aeróbicas con un pH (7,5-8,5) y una temperatura (15-30°C) adecuados,Las bacterias nitrificantes autotróficas (bacterias oxidantes de nitritos + bacterias oxidantes de nitratos) primero convierten el NH3-N en nitrógeno nitrítico (NO2−-N), y luego lo transforma en nitrato de nitrógeno (NO3-N).
Reacción de desnitrificación: las bacterias desnitrificantes heterotróficas, en condiciones anóxicas, utilizan nitrato de nitrógeno como aceptador de electrones, reduciéndolo a N2, que se libera en la atmósfera,completando así la eliminación del nitrógeno.
2Método de fisicalización
◦ Método de extracción: ajustar el pH de las aguas residuales a 10,5-11.5, convirtiendo los iones de amonio (NH4+) en amoníaco libre (NH3), y eliminando el amoníaco en la atmósfera mediante la aireación.
Método de cloración en el punto de ruptura: añadir oxidantes como el cloro para oxidar el nitrógeno de amoníaco en N2, adecuado para el tratamiento de emergencia de aguas residuales de nitrógeno de amoníaco de baja concentración.
III. Factores fundamentales que afectan a la degradación de las DCO
Características de calidad del agua: las DCO fácilmente degradables (carbohidratos, proteínas) están significativamente influenciadas por la actividad microbiana; las DCO difíciles de degradar (hidrocarburos aromáticos,Los compuestos heterocíclicos) se basan en la intensidad de oxidación de los procesos de oxidación avanzados, que no pueden descomponerse eficazmente por métodos bioquímicos convencionales.
2Condiciones microbianas: los procesos aeróbicos requieren suficiente oxígeno disuelto (DO 2-4 mg/L) y una concentración adecuada de lodo (MLSS 2000-4000 mg/L);Los procesos anaeróbicos requieren un entorno estrictamente libre de oxígeno y un tiempo de retención de lodos adecuado (SRT).Las poblaciones microbianas desequilibradas reducirán directamente la eficiencia de degradación.
3- Parámetros ambientales: temperatura del agua (rango óptimo: 20-35°C), pH (6,5-8,5).los fenolos) pueden dañar las poblaciones bacterianas., lo que conduce a una fuerte disminución en la eficiencia de eliminación de la DCO.
4- Funcionamiento del proceso: el tiempo de retención hidráulica (HRT) y la relación de reflujo en métodos bioquímicos, así como la dosificación de reactivos químicos (por ejemplo,la relación Fe2+/H2O2 en el reactivo de Fenton) y el tiempo de reacción en métodos físicoquímicos, todos afectan a la eficiencia de degradación de COD.
4Factores principales que influyen en la degradación del nitrógeno del amoníaco
Actividad de las bacterias nitrosantes: Las bacterias nitrosantes son autótrofas, crecen lentamente y son sensibles a las condiciones ambientales.Requieren suficiente oxígeno disuelto (DO ≥ 2 mg/l) y un tiempo de retención de lodo más largo (SRT 10-20d)Las condiciones anóxicas o el tiempo de retención de lodo demasiado corto pueden conducir al estancamiento de la reacción de nitrosado.
2- Parámetros ambientales: la temperatura del agua (15-30°C), por debajo de 10°C, reduce significativamente las tasas de nitrificación; el pH (7,5-8,5), las condiciones ácidas inhiben la actividad de las bacterias nitrificantes;Las sustancias tóxicas (como los metales pesados), cianuro) mata directamente las bacterias nitrificantes.
3Condiciones de desnitrificación: las bacterias desnitrificantes requieren un ambiente deficiente en oxígeno y una fuente de carbono suficiente (relación C/N ≥ 5:1).que conduce al nitrógeno nitrato residual de la conversión de nitrógeno amoniaco y dificultad para cumplir con las normas de nitrógeno total.
4- Parámetros del proceso: tiempo de retención hidráulica e intensidad de aireación en la fase de nitrificación, así como exactitud de ajuste del pH (10,5-11).5) y volumen de aire de aireación en el método físicoquímico (método de extracción), todos afectan a la eficiencia de eliminación de nitrógeno de amoníaco.
V. Factores de influencia comunes
• Carga influyente: las fluctuaciones excesivas de las concentraciones de COD y nitrógeno de amoníaco, que exceden la capacidad del proceso de tratamiento, darán lugar a una calidad de agua de efluentes sobre el estándar.
• Efecto del pretratamiento: si los procesos de pretratamiento como las rejillas y las cámaras de grano no eliminan eficazmente los sólidos en suspensión y las impurezas de partículas grandes, pueden obstruir los reactores,disminuir la eficiencia de la transferencia de masa, y reducir indirectamente el rendimiento de degradación.
