Ano ang ibig sabihin ng TKN sa wastewater treatment? Bakit mahalaga ang TKN?
Sa larangan ngpaggamot ng wastewater, ang pag-alis ng nitrogen ay isang mahalagang link. Ang nitrogen ay hindi lamang isa sa mga pangunahing sanhi ng eutrophication ng mga anyong tubig, ngunit nagdudulot din ng malubhang banta sa aquatic ecosystem. Upang epektibong pamahalaan at alisin ang nitrogen mula sa wastewater, ang industriya ay gumagamit ng iba't ibang mga parameter at indicator, na ang pinaka-kritikal ay ang Total Kjeldahl Nitrogen (TKN).
Ang TKN ay isang karaniwang ginagamit na tagapagpahiwatig ng nitrogen sa paggamot ng wastewater. Ang halaga nito ay direktang sumasalamin sa nilalaman ng nitrogen sa katawan ng tubig. Susuriin ng artikulong ito ang kahulugan ng TKN, ang papel nito sa wastewater treatment, at kung bakit ito napakahalaga sa prosesong ito.
Ano ang TKN?
Ang kabuuang Kjeldahl nitrogen (TKN) ay tumutukoy sa kabuuan ng organic nitrogen at ammonia nitrogen sa wastewater. Sa partikular, sinusukat ng TKN ang Kjeldahl form ng nitrogen, na kinabibilangan ng:
● Organic nitrogen: nitrogen na nasa mga organikong compound gaya ng mga protina, urea, at amino acid.
● Ammonia nitrogen (NH₄⁺-N): nitrogen sa anyo ng ammonia gas at ammonium ions.
Ang TKN ay tinutukoy ng Kjeldahl digestion, isang klasikong paraan ng pagsusuri ng kemikal na epektibong nagko-convert ng organic nitrogen sa ammonia nitrogen, at pagkatapos ay tinutukoy ang nilalaman nito sa pamamagitan ng distillation at titration. Samakatuwid, kasama sa TKN ang karamihan sa mga nitrogen form sa wastewater na maaaring ma-convert sa ammonia, ngunit hindi kasama ang nitrate nitrogen (NO₃⁻-N) at nitrite nitrogen (NO₂⁻-N).
Ano ang proseso ng pagpapasiya ng TKN?
Ang pagpapasiya ng TKN ay karaniwang nahahati sa tatlong hakbang:
1. Kjeldahl digestion:Ang sample ng wastewater ay hinuhukay sa sulfuric acid, catalyst at mataas na temperatura upang i-convert ang organic nitrogen sa ammonium salts.
2. Distillation:Ang digestate ay distilled, at ang ammonia ay nakukuha ng acid pagkatapos ng distillation.
3. Titration:Ang nakuhang ammonia ay na-titrate ng isang karaniwang solusyon sa acid, at ang halaga ng TKN ay kinakalkula sa pamamagitan ng pagkalkula ng nilalaman ng nitrogen.
Ang prosesong ito ay kumplikado at tumpak, at maaaring magbigay ng maaasahang data ng nilalaman ng nitrogen, na nagbibigay ng siyentipikong batayan para sa paggamot ng wastewater.
Ano ang papel ng TKN sa wastewater treatment?
Bilang isang pangunahing tagapagpahiwatig, ang TKN ay gumaganap ng isang mahalagang papel sapaggamot ng wastewaterproseso. Hindi lamang ito nakakatulong na matukoy ang antas ng polusyon ng wastewater, ngunit direktang nakakaapekto sa proseso ng pagpili at diskarte sa pamamahala ng wastewater treatment.
Paano suriin ang antas ng polusyon ng nitrogen ng wastewater?
Ang polusyon ng nitrogen ay isa sa mga pangunahing salik na humahantong sa eutrophication ng mga anyong tubig. Ang labis na nitrogen na pumapasok sa katawan ng tubig ay magdudulot ng napakalaking pagpaparami ng algae, na humahantong sa pagkasira ng kalidad ng tubig at kawalan ng balanse ng ekosistema. Ang TKN, bilang isang komprehensibong tagapagpahiwatig ng nilalaman ng nitrogen, ay maaaring magpakita ng antas ng polusyon ng nitrogen sa wastewater. Sa pamamagitan ng pagsukat ng TKN, matutukoy ang kabuuang dami ng organic nitrogen at ammonia nitrogen sa wastewater, at masusuri ang posibleng epekto ng wastewater sa pagtanggap ng mga anyong tubig.
Halimbawa, ang domestic sewage ay kadalasang naglalaman ng malaking halaga ng organic nitrogen at ammonia nitrogen, na pangunahing nagmumula sa mga metabolite ng tao at mga nalalabi sa pagkain. Ang pang-industriya na wastewater, lalo na sa pagproseso ng pagkain, paggawa ng kemikal at mga industriya ng parmasyutiko, ay kadalasang naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng mga organikong compound ng nitrogen. Sa pamamagitan ng pagpapasiya ng TKN, ang mga wastewater treatment plant ay maaaring suriin ang nitrogen load ng wastewater at magbigay ng sanggunian para sa mga susunod na proseso ng paggamot.
Paggabay sa proseso ng pag-alis ng nitrogen
Ang isang mahalagang layunin ng wastewater treatment ay alisin ang nitrogen upang maiwasan ang nitrogen sa pagdumi sa mga anyong tubig. Ang halaga ng TKN ay direktang nakakaapekto sa pagpili at pagsasaayos ng mga proseso ng pag-alis ng nitrogen.
Sa mga proseso ng biological na paggamot, ang mga pangunahing pamamaraan ng pag-alis ng nitrogen ay kinabibilangan ng mga proseso ng nitrification at denitrification:
● Proseso ng nitrification: i-oxidize ang ammonia nitrogen sa nitrate nitrogen. Ang prosesong ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng nitrifying bacteria sa ilalim ng sapat na kondisyon ng oxygen. Kung mas mataas ang halaga ng TKN, mas mataas ang nilalaman ng ammonia nitrogen sa wastewater, at mas malaki ang pangangailangan para sa proseso ng nitrification.
● Proseso ng denitrification: bawasan ang nitrate nitrogen sa nitrogen gas at i-discharge ito sa atmospera. Ang prosesong ito ay isinasagawa sa pamamagitan ng denitrifying bacteria sa ilalim ng anoxic na kondisyon. Bagama't ang TKN ay hindi direktang naglalaman ng nitrate nitrogen, ito ay hindi direktang nakakaapekto sa kahusayan ng denitrification sa pamamagitan ng pagkabit sa proseso ng nitrification.
Bilang karagdagan, sa ilang mga kaso, ang organikong nitrogen sa wastewater ay mabubulok sa ammonia nitrogen sa ilalim ng anaerobic na mga kondisyon, na lalong nagpapataas ng ammonia nitrogen load. Samakatuwid, ang tumpak na pagpapasiya ng TKN ay makakatulong sa mga wastewater treatment plant na magdisenyo ng naaangkop na mga proseso ng pagtanggal ng nitrogen upang matiyak na ang epekto ng nitrogen treatment ay umabot sa inaasahang layunin.
Pagsubaybay sa mga epekto ng paggamot at mga pamantayan sa paglabas
Ang TKN ay hindi lamang ginagamit upang gabayan ang mga proseso ng paggamot, ngunit din upang subaybayan ang mga epekto ng paggamot at matugunan ang mga pamantayan sa paglabas. Maraming bansa at rehiyon ang may mahigpit na regulasyon sa nitrogen content ng wastewater discharge, at ang TKN ay isa sa mga mahalagang tagapagpahiwatig ng kontrol. Halimbawa, bago mag-discharge ng wastewater, dapat tiyakin ng mga urban sewage treatment plant na naabot ng TKN ang pamantayang halaga na tinukoy ng departamento ng pangangalaga sa kapaligiran upang maiwasan ang pag-apaw ng nitrogen polusyon.
Sa panahon ng proseso ng paggamot, ang pagpapasiya ng TKN ay makakatulong sa mga operator na maunawaan ang epekto ng paggamot sa totoong oras at ayusin ang mga parameter ng proseso sa oras. Halimbawa, kung ang TKN ay nabigong bumaba nang malaki sa panahon ng proseso ng paggamot, maaaring kailanganin na taasan ang oras ng aeration o pagbutihin ang mga kondisyon ng reaksyon ng nitrification upang matiyak na ang pag-alis ng nitrogen ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo.
Bakit mahalaga ang TKN sa wastewater treatment?
Ang nitrogen ay isang mahalagang nutrient element sa ecosystem, ngunit ang sobrang presensya nito ay maaaring magdulot ng serye ng mga problema sa kapaligiran. Ang labis na nitrogen sa mga anyong tubig ay maaaring humantong sa eutrophication, na nagiging sanhi ng pagpaparami ng algae sa malaking bilang, na humahantong naman sa pagkasira ng kalidad ng tubig, pagkamatay ng mga isda at pagbaba ng biodiversity. Upang maiwasan ang mga problemang ito sa kapaligiran, partikular na mahalaga na mahigpit na kontrolin ang nitrogen sa wastewater.
Pangalawa, bilang isa sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ng polusyon ng nitrogen, ang TKN ay maaaring magbigay ng komprehensibong impormasyon tungkol sa nilalaman ng nitrogen sa wastewater. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pagsubaybay at pagkontrol sa TKN,wastewater treatment plantmabisang makontrol ang mga nitrogen emissions at maprotektahan ang kalusugan ng kapaligiran ng tubig.
Bilang karagdagan, ang pag-alis ng nitrogen sa wastewater treatment ay isang kumplikadong proseso na nangangailangan ng tumpak na kontrol at regulasyon. Bilang isang komprehensibong indicator ng nitrogen content, makakatulong ang TKN sa mga operator na maunawaan ang nitrogen load ng wastewater at ayusin ang proseso ng paggamot nang naaayon upang matiyak na ang epekto ng pag-alis ng nitrogen ay umabot sa inaasahang antas. Sa partikular, sa mga proseso ng biological na paggamot, ang halaga ng TKN ay may malaking epekto sa mga proseso ng nitrification at denitrification. Sa pamamagitan ng pagsubaybay sa TKN, ang mga wastewater treatment plant ay maaaring mag-optimize ng mga parameter ng paggamot upang matiyak ang mahusay na operasyon ng proseso ng pag-alis ng nitrogen.
Sa wakas, ang mga regulasyon sa kapaligiran ay may mahigpit na paghihigpit sa mga paglabas ng nitrogen sa wastewater. Bilang isang mahalagang tagapagpahiwatig ng kontrol, ang TKN ay direktang nauugnay sa kung ang wastewater ay makakatugon sa mga pamantayan sa paglabas. Sa maraming bansa at rehiyon, ang halaga ng TKN ay kadalasang ginagamit bilang mahalagang parameter para sa mga permit sa paglabas ng wastewater. Dapat tiyakin ng mga planta ng wastewater treatment na ang paglabas ng wastewater ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa kapaligiran sa pamamagitan ng tumpak na kontrol ng TKN. Bilang karagdagan, ang pagsubaybay at kontrol ng TKN ay makakatulong din sa mga wastewater treatment plant na maiwasan ang mga parusa sa kapaligiran at matiyak ang pagsunod sa mga operasyon ng korporasyon.
Mga hamon at tugon sa pagpapasiya ng TKN
Bagama't mahalaga ang TKN sa wastewater treatment, ang proseso ng pagtukoy nito ay walang mga hamon. Dahil ang wastewater ay naglalaman ng iba't ibang anyo ng nitrogen, ang proseso ng pagtukoy ng TKN ay nangangailangan ng tumpak na kemikal na paggamot at mga kumplikadong analytical na hakbang. Lalo na sa ilang pang-industriya na wastewater, dahil sa iba't ibang uri ng organikong bagay, maaari itong makagambala sa pagpapasiya ng TKN.
Upang matiyak ang katumpakan ng pagpapasiya ng TKN, ang mga wastewater treatment plant ay karaniwang gumagamit ng mga advanced na instrumento sa pagsusuri at standardized na mga pamamaraan sa pagpapatakbo. Kasabay nito, ang regular na pagkakalibrate ng kagamitan at sample pretreatment ay mahalagang mga hakbang din upang matiyak ang tumpak na pagpapasiya.