Test Zahna-Wellensa, nazwany na cześć naukowców Hansa Zahna i Carla Wellensa, jest uznaną metodą oceny biodegradowalności substancji organicznych w oczyszczaniu ścieków. Test ten jest stosowany w szczególności w technologii wody przemysłowej i ścieków w celu zbadania biodegradowalności chemikaliów, ścieków procesowych lub pozostałości organicznych oraz oceny ich wpływu na reaktory biologiczne.
Wyniki testu Zahna-Wellensa dostarczają ważnych informacji dla wyboru i optymalizacji procesów oczyszczania, w szczególności w procesach oczyszczania biologicznego, takich jak proces osadu czynnego lub sekwencyjne reaktory porcjowe (SBR). Test jest standaryzowany zgodnie z normą OECD 302 B.
Spis treści
Cel testu falistości zębów
Test Zahna-Wellensa jest przede wszystkim stosowany do oceny biodegradowalności trwałych lub trwałych związków organicznych.
- Degradacja pierwotna: Badanie, czy substancje są modyfikowane strukturalnie lub degradowane przez mikroorganizmy.
- Mineralizacja: Określenie, czy substancje ulegają całkowitej degradacji do dwutlenku węgla (CO₂) i wody (H₂O).
- Potencjał hamujący: Ocena, czy badane substancje mają hamujący wpływ na aktywność biologiczną, np. poprzez toksyczność.
Test dostarcza danych ilościowych na temat biochemicznego zapotrzebowania na tlen (BZT) i resztkowego ładunku organicznego, co pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat przydatności procesów oczyszczania biologicznego.
Zasada testu
W teście Zahna-Wellensa kultura osadu czynnego jest dodawana do próbki ścieków lub substancji organicznej w reaktorze laboratoryjnym w określonych warunkach. W okresie do 28 dni szybkość degradacji materiału organicznego jest określana poprzez pomiar chemicznego zapotrzebowania na tlen (ChZT) lub rozpuszczonego węgla organicznego (DOC).
Procedura testu
Przygotowanie mieszaniny reaktora:
- Próbka ścieków lub substancji jest łączona z roztworem odżywczym (zawierającym azot i fosfor) i kulturą aktywnego osadu czynnego w reaktorze.
- Mierzone są początkowe stężenia DOC lub ChZT.
Warunki tlenowe:
- Reaktor jest stale napowietrzany, aby zapewnić tlenowy metabolizm mikroorganizmów.
Pobieranie próbek:
- Próbki są pobierane w regularnych odstępach czasu, filtrowane i analizowane pod kątem DOC lub COD.
Analiza danych:
- Spadek wartości DOC lub COD jest dokumentowany w czasie. Spadek o 70% lub więcej jest uważany za wskaźnik łatwej biodegradacji.
Zdjęcie: Nasz beztlenowy reaktor biogazu ALMA BHU GMR: Wymiarowanie i konstrukcja reaktora opierają się na obciążeniu wsadu w celu zapewnienia optymalnej produkcji biogazu i stabilności procesu.
Parametry techniczne i warunki
- Stężenie substratu: Stężenie DOC zazwyczaj pomiędzy 10-40 mg/L.
- Temperatura reaktora: Utrzymywana na stałym poziomie 20-25 °C w celu zapewnienia optymalnych warunków dla aktywności biologicznej.
- Stężenie osadu: Stężenie osadu czynnego w zakresie 1-4 g suchej masy/L.
- Napowietrzanie: Nasycenie tlenem w reaktorze jest utrzymywane przez ciągłe napowietrzanie.
Ocena wyników testów
Wyniki testu są podawane jako procentowy spadek DOC lub COD i podzielone na następujące kategorie:
- Łatwo biodegradowalny: > 70% redukcji w ciągu 28 dni.
- Częściowo degradowalny: spadek o 20-70%.
- Schwer abbaubar/persistent: < 20 % Abnahme.
Ponadto sprawdza się, czy występują efekty hamujące na kulturę osadu czynnego, np. poprzez stagnacyjny spadek parametrów degradacji.
Zastosowania w technologii wody przemysłowej i ścieków
1. ocena nowych substancji chemicznych
Przed wprowadzeniem nowych chemikaliów procesowych lub środków czyszczących do zakładu, ich biodegradowalność jest oceniana za pomocą testu Zahna-Wellensa.
- Sektory przemysłowe: Przemysł chemiczny, przemysł spożywczy, przemysł farmaceutyczny.
- Cel: Zapewnienie, że nowe substancje nie mają negatywnego wpływu na biologiczne oczyszczalnie ścieków.
2. kontrola ścieków przemysłowych
Ścieki przemysłowe często zawierają substancje organiczne, które są trudne do rozkładu i mogą zakłócać działanie reaktorów biologicznych. Pomaga w tym test Zahna-Wellensa:
- Identyfikacja substancji toksycznych lub hamujących aktywność mikroorganizmów.
- Planowanie obróbki wstępnej, takiej jak utlenianie chemiczne lub adsorpcja, w celu usunięcia trwałych związków.
Zdjęcie: Nasz system biofiltracji ALMA BioFil Compact do oczyszczania ścieków z resztkowymi ładunkami organicznymi
3. optymalizacja procesów oczyszczania biologicznego
Wyniki testu dostarczają informacji na temat tego, czy dana substancja:
- Może ulegać bezpośredniej biodegradacji.
- Dodatkowe etapy procesu, takie jak biofiltracja lub obróbka beztlenowa jest wymagane.
Ograniczenia i wyzwania
Powtarzalność:
- Wyniki mogą się różnić ze względu na specyficzny skład osadu czynnego lub zmiany warunków testowych.
Słabo degradowalne związki:
- Niektóre substancje organiczne nie ulegają biodegradacji i wymagają alternatywnych procesów, takich jak utlenianie UV lub wytrącanie i flokulacja.
Wpływ substancji toksycznych:
- Wysoce toksyczne substancje mogą hamować proces degradacji, fałszując wyniki.
Praktyczne znaczenie i zalety
- Wymogi regulacyjne: Test Zahna-Wellensa spełnia międzynarodowe standardy (np. OECD 302 B) i jest często wymagany w procedurach autoryzacji.
- Efektywność kosztowa: Ocena degradowalności może pomóc uniknąć kosztownych problemów w biologicznych oczyszczalniach ścieków na wczesnym etapie.
- Niezawodność procesu: Test dostarcza cennych danych do zarządzania operacyjnego i umożliwia ukierunkowaną optymalizację procesów oczyszczania.
Wnioski
Test Zahna-Wellensa jest niezbędnym narzędziem w przemysłowym oczyszczaniu wody i ścieków. Umożliwia dobrze uzasadnioną ocenę biodegradowalności substancji organicznych i dostarcza niezbędnych danych do wyboru, planowania i optymalizacji procesów oczyszczania.
W połączeniu z innymi analizami, takimi jak charakterystyka chemiczna lub testy toksyczności, test Zahna-Wellensa pomaga zapewnić stabilność procesu w instalacjach biologicznych i opracować przyjazne dla środowiska rozwiązania w zakresie oczyszczania ścieków.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
