Colegas en el campo del tratamiento de agua y recién llegados a la industria,Hoy vamos a hablar de algo que puede parecer insignificante en el sistema de tratamiento de aguas residuales pero que juega un papel crucial.
Cuando la gente escucha el término "fuente de carbono", su primer pensamiento son a menudo fuentes orgánicas de carbono como glucosa o acetato de sodio, que consideran los pilares principales de la eliminación de nitrógeno y fósforo.Como resultadoPero honestamente, sin fuentes de carbono inorgánicas, nuestros sistemas de tratamiento biológico podrían "dar un berrinche," lo que lleva a una fuerte disminución en la eficiencia del tratamiento.
Hoy, lo desglosaremos paso a paso para explicar qué son realmente las fuentes de carbono inorgánico y qué papel desempeñan en el tratamiento de aguas residuales.
En primer lugar, necesitamos aclarar: ¿qué es una fuente de carbono inorgánico?
Para decirlo sin rodeos, las fuentes de carbono inorgánico son compuestos de carbono que carecen de enlaces carbono-hidrógeno, es decir, fuentes de carbono sin sabor "orgánico".Las fuentes comunes de carbono inorgánico que encontramos son en realidad sólo unos pocos tipos, como el bicarbonato de sodio (bicarbonato de sodio), el carbonato de sodio, el carbonato de calcio y el ácido carbónico formados por dióxido de carbono disuelto en agua.A diferencia de las fuentes orgánicas de carbonoLas fuentes de carbono inorgánico tienen estructuras más simples.los microbios pueden "absorberlos" directamente o procesarlos ligeramente para su usoEsta es una ventaja significativa en las reacciones bioquímicas en el tratamiento de aguas residuales.
Alguien podría preguntar: "¿No tenemos ya fuentes de carbono orgánico en nuestro sistema de tratamiento de aguas residuales para proporcionar energía a los microorganismos? ¿Por qué todavía necesitamos fuentes de carbono inorgánico?" Estás golpeando el clavo en la cabezaEl papel de las fuentes de carbono inorgánico no es sólo el de un "jugador de respaldo" en muchos escenarios, sino que es en realidad el "jugador principal".
Comencemos con el proceso básico del tratamiento de aguas residuales, el proceso de eliminación de nitrógeno.Durante la desnitrificaciónEn el caso de la nitrificación, los microorganismos requieren fuentes de carbono orgánico como donantes de electrones, lo cual es correcto.Las bacterias nitrificantes son microorganismos autótrofos¿Qué quiere decir "autotrófico"? It means they don’t rely on consuming organic carbon for survival but instead absorb inorganic carbon sources and utilize the energy generated from oxidizing ammonia nitrogen to synthesize the cellular materials they needSi el sistema de nitrificación carece de suficientes fuentes de carbono inorgánico, las bacterias nitrificantes no obtendrán suficiente "alimento" y su crecimiento y reproducción se verán restringidos.Por consiguienteEl resultado final es el supermarcado de agua aminada, todo el sistema directo.
Este es un ejemplo práctico común que encontramos: muchos flujos de aguas residuales industriales, como las aguas residuales químicas y las aguas residuales de galvanoplastia,tienen un contenido de carbono orgánico extremadamente bajo pero altos niveles de nitrógeno de amoníacoCuando estas aguas residuales entran en el sistema de tratamiento bioquímico, las fuentes de carbono orgánico disponibles son insuficientes para la desnitrificación, y mucho menos para satisfacer las necesidades de las bacterias nitrificantes.Si sólo añadimos fuentes orgánicas de carbono en este puntoPor lo tanto, debemos complementar las fuentes de carbono inorgánico como el bicarbonato de sodio para proporcionar a las bacterias nitrificantes con "alimento"." Esto asegura el progreso suave de la reacción de nitrificación y sienta una base sólida para la desnitrificación posterior y la eliminación de nitrógeno.
Además de apoyar la reacción de nitrificación, las fuentes de carbono inorgánico tienen otra función crucial: mantener la estabilidad del pH del sistema bioquímico.el crecimiento microbiano tiene requisitos de pH muy estrictosEl tanque aeróbico requiere generalmente un pH entre 6,5 y 8.5, mientras que el depósito anaeróbico y el depósito anóxico tienen sus propios rangos adecuados.producen una gran cantidad de iones de hidrógenoCuando el pH disminuye, no sólo se inhibe la actividad de las bacterias nitrificantes, sino también las funciones de otros microorganismos.como las bacterias heterotróficas en el lodo activado, también se ven afectados.
En este punto, las fuentes de carbono inorgánico como el bicarbonato de sodio y el carbonato de sodio entran en juego!neutralizan los iones de hidrógeno producidos durante las reacciones cuando se agregan al sistemaPor ejemplo, el bicarbonato de sodio reacciona con iones de hidrógeno para formar dióxido de carbono y agua, neutralizando efectivamente la acidez sin generar subproductos dañinos.También complementa las fuentes de carbono para las bacterias autotróficas, un escenario realmente beneficioso para todosDurante la puesta en marcha en el sitio, a menudo nos encontramos con situaciones en las que el pH en el tanque aeróbico sigue cayendo.y la actividad microbiana sigue el ejemploEsta maniobra es prácticamente un "procedimiento estándar" para los ingenieros de tratamiento de agua.
Además, en el proceso de eliminación mejorada del fósforo biológico (EBPR), las fuentes de carbono inorgánico también juegan un papel.La eliminación biológica del fósforo se basa principalmente en organismos que acumulan polifosfato (OAP), que liberan fósforo en la fase anaeróbica mientras absorben ácidos grasos volátiles y otras fuentes de carbono orgánico para su almacenamiento.Los OAP descomponen la materia orgánica almacenada para obtener energía y absorben excesivamente el fósforoSin embargo, si las aguas residuales carecen de suficientes fuentes de carbono orgánico, particularmente de un bajo contenido de VFA, las aguas residuales pueden ser contaminadas con gases de efecto invernadero.tanto los procesos de liberación de fósforo como los de absorción de los OAP pueden verse afectadosEn tales casos, la adición adecuada de fuentes de carbono inorgánico, como los bicarbonatos, puede ayudar al metabolismo de los OAP y mejorar la eficiencia de la eliminación del fósforo.que la fuente primaria de carbono para la eliminación del fósforo biológico sigue siendo el carbono orgánico, con fuentes de carbono inorgánico que sirven principalmente funciones auxiliares y complementarias.
Además, para algunos sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales con alto contenido de sal y altamente tóxicos, las ventajas de las fuentes de carbono inorgánico son aún más evidentes.Las sustancias tóxicas en este tipo de aguas residuales pueden inhibir la actividad de los microorganismosLa estructura de las fuentes de carbono inorgánico es estable y no es fácilmente destruida por sustancias tóxicas.Los microorganismos autótrofos tienen una tolerancia relativamente mayor a la toxicidadPor lo tanto, la adición de fuentes de carbono inorgánico puede ayudar a mantener el metabolismo básico de los microorganismos y garantizar que el sistema de tratamiento de aguas residuales no se derrumbe debido a fuentes insuficientes de carbono.
En este punto, algunos amigos pueden preguntar: "¿Cómo se deben añadir las fuentes de carbono inorgánico en aplicaciones prácticas?
En primer lugar, debe determinarse en función de la calidad del agua.para aguas residuales con alta concentración de nitrógeno de amoníaco y bajo contenido de carbono orgánicoEn general, en las reacciones de nitrificación, se debe tener en cuenta la demanda de bacterias nitrificantes y calcular la dosis de las fuentes de carbono inorgánico.por cada 1 mg de nitrógeno oxidado de amoníacoEn el caso de los iones de bicarbonato, se requieren aproximadamente 7,14 mg de iones de bicarbonato (calculados como HCO) Este valor es de gran valor de referencia en nuestra depuración real. En segundo lugar, el método de adición también es importante.Es mejor añadir continuamente en lugar de de repente a la vez, que puede evitar fluctuaciones drásticas en el pH del sistema y la concentración de la fuente de carbono, y proporcionar un ambiente de crecimiento estable para los microorganismos.es importante prestar atención a la combinación con fuentes de carbono orgánicoPor ejemplo, la desnitrificación requiere fuentes de carbono orgánico, mientras que la nitrificación requiere fuentes de carbono inorgánico.
Por supuesto, las fuentes de carbono inorgánico no son omnipotentes, y también tienen limitaciones. Por ejemplo, no puede reemplazar las fuentes de carbono orgánico como el principal donante de electrones para la desnitrificación,Como las bacterias desnitrificantes son microorganismos heterotróficos que todavía dependen de fuentes de carbono orgánico para el suministro de energíaPor otra parte, si la dosis es excesiva, también puede traer algunos problemas, como un pH del sistema alto o una alcalinidad total excesiva del efluente, lo que aumenta la carga del tratamiento posterior.Así que en la operación práctica, debemos ajustar la dosis basándonos en los datos de monitoreo de la calidad del agua para lograr una "alimentación precisa".
Dicho esto, creo que todo el mundo tiene una comprensión completa del papel de las fuentes de carbono inorgánico en el tratamiento de aguas residuales.Pero el "mejor socio"Las fuentes de carbono inorgánico desempeñan un papel importante en el apoyo de las reacciones de nitrificación, estabilizando el pH del sistema, ayudando a la eliminación del fósforo biológico,y abordar las aguas residuales industriales difíciles de degradar.
En los años de lucha en la industria del tratamiento de agua, siempre podemos encontrar que los detalles aparentemente insignificantes son a menudo la clave para determinar el efecto del tratamiento.Las fuentes de carbono inorgánico son una presencia, y valorando y utilizando eficazmente, nuestro sistema de tratamiento de aguas residuales puede funcionar de manera más estable y eficiente.y también les doy la bienvenida a los colegas a hablar en la sección de comentarios sobre los pequeños trucos y experiencias que han adquirido en el uso de fuentes de carbono inorgánico en operaciones prácticas!
