Azotyn jest związkiem chemicznym i ważnym półproduktem w cyklu azotowym. W oczyszczaniu ścieków i wody azotyn odgrywa kluczową rolę jako półprodukt w biologicznej konwersji azotu. Powstaje podczas utleniania amonu (NH₄⁺) do azotanu (NO₃-) w procesie nitryfikacji. Jednocześnie jest redukowany z powrotem do azotu gazowego (N₂) podczas denitryfikacji.
Spis treści
Tło techniczne i rozwój
W oczyszczaniu ścieków przemysłowych i komunalnych azotyny występują zazwyczaj w dwóch ważnych procesach biologicznych:
1. nitryfikacja:
- W pierwszym etapie nitryfikacji amon jest utleniany do azotynów przez bakterie utleniające amon (AOB), takie jak Nitrosomonas.
- Równanie reakcji:
- Azotyn jest produktem pośrednim tej reakcji utleniania i jest dalej utleniany do azotanu w drugim etapie przez bakterie utleniające azotyny (NOB), takie jak Nitrobacter.
2. denitryfikacja:
- W procesie denitryfikacji azotyny, które powstają podczas nitryfikacji lub dostają się do strumienia ścieków w wyniku oddziaływań chemicznych, są redukowane do azotu gazowego przez bakterie denitryfikacyjne w warunkach beztlenowych.
- Równanie reakcji:
Znaczenie azotynów w uzdatnianiu wody
Azotyn jest niestabilną i potencjalnie toksyczną substancją, która w wysokich stężeniach może mieć negatywny wpływ na jakość wody i środowisko. Jest mniej stabilny niż azotan i jest toksyczny dla organizmów wodnych w wysokich stężeniach w systemach biologicznych. Zwłaszcza w zamkniętych obiegach wody, np. w systemach wody chłodzącej, azotyn może powstawać w wyniku redukcji azotanów lub niepełnej nitryfikacji i powodować problemy z korozją.
Toksyczność azotynów
- Zagrożenie dla środowiska: Azotyny są toksyczne dla organizmów wodnych, ponieważ zakłócają transport tlenu we krwi. U ryb wysokie stężenie azotynów prowadzi do powstawania methemoglobiny, która blokuje transport tlenu i prowadzi do niedoboru tlenu.
- Wpływ na zdrowie: Azotyny są również problematyczne w systemach wody pitnej. Jeśli ludzie spożywają azotyny w dużych ilościach, może to prowadzić do methemoglobinemii, która upośledza transport tlenu we krwi.
- Limity: Z tych powodów istnieją ścisłe limity prawne dla azotynów w wodzie pitnej i ściekach. Wartość graniczna dla azotynów w wodzie pitnej w UE wynosi 0,1 mg/litr.
Zdjęcie: Zbiornik do denitryfikacji i nitryfikacji ścieków przemysłowych z przemysłu spożywczego w Chile, zakład ALMA BHU BIO
Azotyny w oczyszczaniu ścieków przemysłowych
W oczyszczaniu ścieków przemysłowych monitorowanie zawartości azotynów ma kluczowe znaczenie, ponieważ wysokie stężenie azotynów może wskazywać na niepełną nitryfikację lub upośledzoną denitryfikację. Szczególnie w branżach, w których ścieki zawierają azot, takich jak przemysł spożywczy i napojów, przemysł chemiczny lub farmaceutyczny, należy podjąć odpowiednie środki w celu wyeliminowania azotu, aby uniknąć azotynów.
Zapobieganie i usuwanie azotynów
Unikanie lub usuwanie azotynów można osiągnąć za pomocą różnych środków w oczyszczaniu ścieków:
- Optymalizacja nitryfikacji:
- Skuteczna nitryfikacja, w której amon jest całkowicie utleniany do azotanu, zapobiega gromadzeniu się azotynów. Wymaga to wystarczającej ilości tlenu i stabilnych warunków pracy.
- Skuteczna denitryfikacja:
- Całkowita denitryfikacja, w której azotyny są szybko przekształcane w gazowy azot, zapobiega gromadzeniu się azotynów w strefach beztlenowych.
- Monitorowanie i kontrola:
- Zawartość azotynów powinna być stale monitorowana w celu szybkiego rozpoznania i usunięcia wszelkich nieprawidłowości lub zaburzeń równowagi w procesie biologicznym.
Rozwiązania ALMAWATECH do kontroli azotynów
ALMAWATECH oferuje różne rozwiązania systemowe do usuwania azotu i zapobiegania gromadzeniu się azotynów w ściekach:
ALMA BHU Bio
Nasza biologicznie aktywowana oczyszczalnia z osadem czynnym łączy nitryfikację i denitryfikację w modułowym systemie zaprojektowanym dla dużych przepływów ścieków. Instalacja ta może przetwarzać do 500 m³/h ścieków o wysokim obciążeniu azotem. Nitryfikacja odbywa się w fazie napowietrzania, która jest regulowana przez automatyczne systemy sterowania w celu optymalizacji dopływu tlenu i innych parametrów.
ALMA BioFil Compact
Ten kompaktowy system biofiltracji dla mniejszych przepływów ścieków (do 100 m³/h) łączy nitryfikację i denitryfikację w jednym wydajnym systemie. Jest idealny jako wstępne oczyszczanie dla dalszych systemów membranowych i redukuje związki azotu, które mogą prowadzić do zanieczyszczenia systemów odwróconej osmozy.
Zdjęcie: Projekt 3D naszego biologicznie aktywowanego systemu filtracji ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
Wielkoskalowa betonowa instalacja do biofiltracji oferuje wydajną nitryfikację ścieków o przepływie do 1000 m³/h. Instalacja ta wykorzystuje zintegrowany system stref tlenowych i beztlenowych, aby zmaksymalizować usuwanie azotu. Szczególnie nadaje się do przemysłu spożywczego i napojów, a także do ścieków komunalnych.
Zdjęcie: Zdjęcie naszej biologicznie aktywowanej filtracji, procesu łączącego czyszczenie mechaniczne i biodegradację(ALMA BHU BAF)
Wnioski
Azotyny są krytycznym półproduktem w cyklu azotowym, który musi być monitorowany i kontrolowany podczas oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych. Niewystarczająca nitryfikacja lub denitryfikacja może prowadzić do akumulacji azotynów, co może mieć negatywny wpływ zarówno na jakość wody, jak i zdrowie organizmów wodnych i ludzi. Indywidualne rozwiązania ALMAWATECH minimalizują to ryzyko i zapewniają skuteczne usuwanie azotu.
