Uglerodning{0}}azotga-nisbati faol loy zavodidagi hamma narsani boshqaradigan ko'rinmas siferblatdir. C/N ni juda past suring va denitrifikatsiya ochlikdan - jami azot chiqarish 60-75% gacha pasayadi va nitrat oqava suvga oqadi. Uni juda baland ko'taring va geterotroflar kislorodni nitrifikatorlardan o'g'irlab, ammiakning tarqalishiga olib keladi. Ushbu pilot{8}}miqyosdagi tadqiqot ishlayotgan shirin nuqtani aniqlaydi - C/N diapazoni 6:1 dan 8:1 - bu yerda CODni olib tashlash 90% dan oshadi va azotning umumiy chiqarilishi bir vaqtning o'zida 80-90% ga etadi.
Nima uchun C/N nisbati asosiy boshqaruv dastagi hisoblanadi
Chiqindilarni biologik tozalashda uglerod yoqilg'i, azot esa maqsad hisoblanadi. Geterotrof bakteriyalar organik uglerodni asosiy energiya manbai sifatida iste'mol qiladi, BOD va CODni parchalaydi. Shu bilan birga, azot bir-biriga bog'langan ikkita biologik bosqich orqali chiqariladi: avtotrof nitrifikatorlar aerob sharoitda avval ammiakni nitratga oksidlaydi, keyin geterotrof denitrifikatorlar bu nitratni azot gaziga - kamaytiradi, lekin faqat foydalanish mumkin bo'lgan uglerod manbai mavjud bo'lganda. Xuddi shu organizmlar bir xil resurslar uchun raqobatlashayotganligi sababli, oqimdagi uglerod va azot nisbati qaysi jarayon g'alaba qozonishini hal qiladi.
Nomutanosib C/N nisbati butun jarayonni beqarorlashtiradi. Uglerod kam bo'lganda, denitrifikatsiya yoqilg'i tugaydi va nitrat to'planadi. Uglerod haddan tashqari ko'p bo'lsa, kislorodga bo'lgan talab ortib boradi, chunki geterotroflar ko'payadi, nitrifikatorlar erigan kisloroddan och qoladi va nitrifikatsiyani yakunlay olmaydi. To'g'ri muvozanatni saqlash, shuning uchun nazariy jihatdan yoqimli emas -, bu mos keladigan oqava suvlar va ruxsatnomalarni takroran buzish o'rtasidagi farqdir.
AC/N diapazoni boʻylab -oʻlchovli sinov
Tadqiqot guruhi shahar oqava suvlarida uglerod-azotga{2}}katta operatsion konvertda sozlangan{0}}miqyosdagi faol loy reaktorlarini ishga tushirdi.3:1 dan 12:1 gacha. Organik uglerod oson biologik parchalanadigan uglerod manbalarini dozalash orqali o'zgartirildi, ammiak konsentratsiyasi esa odatdagi shahar suv oqimi oralig'ida saqlangan. Bu C/N nisbatini ta'sir qiluvchi kuch o'zgarishlari bilan aralashtirib yubormasdan, mustaqil o'zgaruvchi sifatida ajratdi.
| Operatsion parametr | Diapazon | Maqsad |
| Uglerodning{0}}azotga- nisbati | 3:1 – 12:1 | Birlamchi o'rganish o'zgaruvchisi |
| Shlangi ushlab turish vaqti (HRT) | 6-10 soat | Davolash uchun aloqa vaqti |
| Loyni saqlash vaqti (SRT) | 10-20 kun | Sekin{0}}o'sib borayotgan nitrifikatorni ushlab turish |
| Eritilgan kislorod | 2-4 mg/l | Barqaror aerobik sharoitlar |
Suv sifati COD, BOD₅, ammiak azot, nitrat, umumiy azot va fosfor orqali kuzatildi. Mikrobial faollik kislorodni qabul qilish tezligini o'lchash va loy mikroskopik tekshiruvi yordamida baholandi, bu har bir C/N rejimi geterotrof va avtotrof populyatsiyalar o'rtasidagi muvozanatni qanday o'zgartirganligini to'g'ridan-to'g'ri isbotladi. Keyin optimal ish oynasini aniqlash uchun azotni o'zgartirish samaradorligi to'liq C/N diapazoni bo'ylab tahlil qilindi.
Taqqoslanganda past, o'rtacha va yuqori C/N unumdorligi
Tadqiqot aniq ishlash ierarxiyasini yaratdi. Past C / N sharoitlari denitrifikatsiya bosqichini ochdi, o'rtacha sharoitlar muvozanatli olib tashlashni ta'minladi va yuqori C / N sharoitlari organik olib tashlash uchun nitrifikatsiya samaradorligini oshiradi. Natijalar quyida umumlashtiriladi.
| C/N holati | CODni olib tashlash | Jami azotni olib tashlash | Asosiy cheklov |
| Past (< 4:1) | Yuqori (organik olib tashlash saqlanadi) | 60-75%; nitratlarning tez-tez to'planishi | Denitrifikatsiya uchun uglerodning etarli emasligi |
| Oʻrtacha (6:1 – 8:1) | 90% dan oshadi | 80 – 90% | Hech qanday ahamiyatga ega emas; muvozanatli faoliyat |
| High (> 10:1) | Yuqori (samarali bo'lib qoladi) | Qisqartirilgan; vaqti-vaqti bilan ammiak parchalanishi | Kislorod raqobati nitrifikatorlarni bostiradi |
Past C/N nisbatlarida geterotrof bakteriyalar energiya va o'sish uchun mavjud bo'lgan oz miqdordagi uglerodni iste'mol qildilar va denitrifikator organizmlarni nitratni kamaytirish uchun substratsiz qoldirdi. Jami azotni olib tashlash o'rtasida to'xtab qoldi60% va 75%, va nitratlarning to'planishi oqava suvda tez-tez kuzatilgan - to'liq bo'lmagan denitrifikatsiyaning klassik belgisi bo'lib, u ko'plab uglerod-tanqis shahar o'simliklarini bezovta qiladi.
O'rtacha oynasi6:1 dan 8:1 gachaaniq optimal edi. CODni olib tashlash 90% dan oshdi, umumiy azotni olib tashlash 80-90% ga etdi va muvozanatli uglerod ta'minoti ham heterotrofik, ham avtotrof faollikni saqlab qoldi. Nitrifikatsiya va denitrifikatsiya raqobat emas, balki ketma-ketlikda davom etdi va oqava suv sifati butun jarayon davomida barqaror edi.
Yuqori C/N nisbatlari 10:1 dan yuqori bo'lsa, rasm teskari bo'ladi. Ko'p miqdorda uglerod tez heterotrofik o'sishni va yuqori organik moddalarni olib tashlashni ta'minladi, ammo natijada kislorodga bo'lgan talab erigan kislorod uchun raqobatni keltirib chiqardi. Nitrifikatorlar - sekinroq-o'sib, kislorod-och bo'lgan - raqobatni yo'qotdi, nitrifikatsiya samaradorligi pasaydi va oqava suvda vaqti-vaqti bilan ammiakning yorilishi paydo bo'ldi. O'simlik eng muhim azot maqsadiga erisha olmaganda, organik moddalarni ajoyib tarzda olib tashladi.
Raqamlar ortidagi mikrob ekologiyasi
Mikrobial tahlil ishlash bo'shlig'ini tushuntirdi. Balanslangan C/N sharoitlari nitrifikator va denitrifikator bakteriyalarni o'z ichiga olgan yanada xilma-xil va barqaror jamiyatni qo'llab-quvvatladi, kislorodni qabul qilish darajasi bir vaqtning o'zida sog'lom faoliyatni ko'rsatadi. Haddan tashqari C/N sharoitlari - juda past yoki juda yuqori - mikroblar xilma-xilligini kamaytiradi va jarayonning beqarorligini oshiradi. Uglerod{5}}och boʻlgan loy sekin oʻsib borayotgan avtotroflar sari egilib, uglerod{7}}toʻyingan loyda tez oʻsadigan geterotroflar hukmron boʻlib, har safar azotni toʻliq yoʻqotish uchun zarur boʻlgan jamiyat strukturasini buzardi.
Optimalni ushlab turish uchun operatsion strategiyalar
Haqiqiy munitsipal ta'sir hech qachon doimiy emas, shuning uchun C/N ni 6:1–8:1 oynasida ushlab turish qasddan boshqarishni talab qiladi. Tadqiqot zavod operatorlari uchun mavjud bo'lgan uchta amaliy qo'lni ko'rsatadi:
Tashqi uglerod qo'shilishi.Ta'sir qiluvchi C/N 4:1 dan pastga tushganda, oson biologik parchalanadigan uglerod manbai - metanol, asetat yoki tijorat uglerod qo'shimchasini - dozalash yonilg'i denitrifikatorlarini kerakli miqdorda ta'minlaydi va 80-90% oralig'ida azotning umumiy chiqarilishini tiklaydi.
Ta'sirli tenglashtirish.Sanoat chiqindilari yoki bo'ron hodisalaridan kelib chiqadigan yuqori-C/N shlaklari biologik tizimni bosib oladi. Tenglash havzalari bu cho'qqilarni namlaydi va chiqindi suv reaktorlarga etib borgunga qadar nisbatni optimalga yaqinroq ushlab turadi.
Haqiqiy{0}}vaqt jarayonini boshqarish.Onlayn ammiak, nitrat va COD sensorlari operatorlarga aeratsiya, resirkulyatsiya va uglerod dozasini doimiy ravishda sozlash imkonini beradi. Ushbu signallarni avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlari bilan birlashtirish statik dizayn nisbatini jonli operatsion strategiyaga aylantiradi, bu sodir bo'lganda ta'sir qiluvchi o'zgaruvchanlikka javob beradi.
Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, muvozanatli C / N nisbatini saqlash barqaror, samarali ikkilamchi davolashning asosidir. Atrofda o'rtacha sharoitlar6:1 dan 8:1 gachabir vaqtning o'zida KOAH degradatsiyasini va azotni olib tashlashni maksimal darajada oshirish, jarayonni barqaror ushlab turadigan mikrobial xilma-xillikni saqlash -, bu esa C/N nazoratini o'zgaruvchan ta'sirli sharoitlarda zavod amalga oshirishi mumkin bo'lgan eng yuqori-investitsiyalardan biriga aylantiradi.
Zavodingizni optimal C/N nisbatida boshqaring
6:1-8:1 uglerodning{4}}azotga nisbati 90%+ CODni va 80-90% TNni olib tashlashni ta'minlaydi. Juntai mahsulotlari ikkilamchi davolashda barqaror biologik oziq moddalarni olib tashlashni qo'llab-quvvatlaydi.