Menu

نیتروژن و فسفر

آنچه که می خوانیم
    Add a header to begin generating the table of contents

    اهمیت نیتروژن و فسفر

    پارامترهای مختلفی جهت تعیین کیفیت فاضلاب وجود دارد که دو شاخص نیتروژن و فسفر به جهت اهمیت آن‌ها در بحث سلامتی انسان و همچنین اهمیت آن در موضوع کشاورزی در این مقاله موردبررسی قرار می‌گیرند.

    نیتروژن

    نيتروژن در فاضلاب به چهار صورت زير وجود دارد :‌

    • نيتروژن آلي.
    • نيتروژن آمونياكي ( به‌صورت آمونياك آزاد و يون آمونيوم ).
    • نيتريت.
    • نيترات.

    وجود هر يك از انواع نيتروژن در فاضلاب بيانگر ميزان تثبيت مواد آلی است . به‌طور مثال در فاضلاب تازه غلظت نيتروژن آلي و آمونياك بيش از غلظت نيترات و نيتريت است زيرا نيتروژن آلي تحت تأثیر عوامل زيستي ابتدا به آمونياك و سپس در شرايط مناسب به نيتريت يا نيترات تبديل خواهد شد. علاوه بر اين توده بيولوژيكي می‌تواند قسمتي از نيتروژن را مصرف كند. تغييرات در انواع نيتروژن می‌تواند اطلاعات باارزش و ذی‌قیمتی را در رابطه با تصفيه فاضلاب ارائه دهد .افزايش غلظت آمونياك در ته‌نشینی اوليه نشان‌دهنده حالت گنديدگي و تجمع بیش‌ازحد لجن است . بالا رفتن غلظت نيترات و نيتريت در مرحله دوم تصفيه مؤید واکنش‌های نيتريفيكاسيون است .

    آسان_پالایش_زیست_بوم

    غلظت متعارف نيتروژن در فاضلاب خام خانگی معمولاً 20 تا 85 میلی‌گرم در ليتر برحسب كل مقدار نيتروژن است (جمع نيتروژن آلي، آمونياكي، نيتريت و نيترات) . از مقادير مزبور 8 تا 35 میلی‌گرم بر لیتر نيتروژن آلي و 12 تا 50 میلی‌گرم بر ليتر نيتروژن آمونياكي خواهد بود . البته غلظت‌های پایین‌تر نيتريت و نيترات ممكن است وجود داشته باشد. چنانچه فاضلاب‌های صنعتي حاوي BOD  به فاضلاب خانگي اضافه شوند نسبت BOD  به ازت موجود در فاضلاب از حد متعارف بيشتر خواهد شد، در اين صورت فرايند به غلظت نيتروژن محدود می‌شود. در چنين حالتي بايد به‌صورت مصنوعي از منابع ديگر، ازت لازم را تأمین نمود.

    روش‌های متعددي براي آزمايش و اندازه‌گیری نيتروژن كل و يا هر يك از انواع نیتروژن‌ها وجود دارند. مقدار نيتروژن آلي با استفاده از روش كجلدال اندازه‌گیری مي شو، با اين روش مقدار نيتروژن آلي و آمونياك را می‌توان اندازه‌گیری نمود. مقادير نيترات و نيتريت نيز جداگانه اندازه‌گیری می‌شوند . غلظت نيترات نيز با روشي تعيين می‌شود كه مقدار كل نيترات و نيتريت را اندازه‌گیری كرده و سپس مقدار نيتريت را از آن كسر می‌کنند.

    آسان_پالایش_زیست_بوم

    فسفر

    فسفر نيز همانند نيتروژن به‌صورت تركيبات متعددي در فاضلاب وارد می‌شود و يكي از مواد اساسي براي رشد و تولیدمثل میکروارگانیسم‌ها است. وجود بیش‌ازحد فسفر در آب‌های سطحي به شكوفايي فوق‌العاده آلك ها و پيري زودرس منابع آب سطحي منجر می‌شود .بنابراین دلایل استانداردهايي براي ميزان مجاز فسفر در پساب خروجي از تصفیه‌خانه‌های فاضلاب در نظر گرفته‌شده است.

    فسفر نيز می‌تواند به‌صورت ارتوفسفات پلي فسفات و فسفات آلي مشاهده شود. اندازه‌گیری توأم تركيبات فسفر تحت عنوان كل فسفات می‌باشد . اورتوفسفات متعارف‌ترین نوع تركيبات فسفر است كه براي توده بيولوژيكي فراهم بوده و در بعضی موارد كنترل آن لازم است .بعضي از تركيبات پلي فسفات كه تركيبات قابل هيدروليز شدن ناميده می‌شوند در محيط اسيدي به ارتو فسفات تبديل می‌شوند. در فاضلاب‌های خانگي معمولاً مقدار فسفات كل 2 تا 20 میلی‌گرم بر لیتر خواهد بود كه شامل 1 تا 5 میلی‌گرم بر لیتر فسفات آلي و 1 تا 15 میلی‌گرم بر لیتر فسفات‌های معدني است.

    مقادیر مجاز نیتروژن و فسفر در پساب خروجی تصفیه‌خانه‌ها

    آسان پالایش زسیت بوم _ نیتروژن و فسفر

    حذف نیتروژن و فسفر

    در تأسیسات متعارف تصفیه فاضلاب به روش لجن فعال، امکان حذف نیتروژن و فسفر  حدوداً به میزان 25 درصد ازت و۴۰ درصد فسفر می‌باشد. در صورت نیاز به راندمان حذف بیشتر، برای حذف نیتروژن و فسفر در تصفیه فاضلاب لازم است از روش‌های دیگر تکمیلی جهت حذف نیتروژن و فسفر در  تصفیه فاضلاب به عمل می‌آید. در فاضلاب بهداشتی، نیتروژن اغلب به‌صورت نیتروژن آلی و نیتروژن آمونیاکی یافت می‌شود. غلظت متوسط نیتروژن کل در فاضلاب بهداشتی   تقریباً 35 میلی‌گرم در لیتر است .

    راه‌های حذف نیتروژن از فاضلاب:

    در واحدهای تصفیه فاضلاب چندین راه برای حذف نیتروژن  و فسفر در  تصفیه فاضلاب ورودی وجود دارد.

    طرق میکروبیولوژی 

     نیتریفیکاسیون – دنیتریفیکاسیون : دنیتریفیکاسیون امکان حذف نیتروژن در  تصفیه فاضلاب با نیتریفیکاسیون خوب را فراهم می‌آورد . کارایی کلی نیتریفیکاسیون – دنیتریفیکاسیون می‌تواند حتی تا 95 % باشد .

    طرق شیمیایی و فیزیکی

    آهک زنی ،  pH بالایی ( pH=10-11) را ایجاد می‌نماید که NH4+  را به NH3  تبدیل می‌نماید. که می‌تواند به‌وسیله هوادهی فاضلاب  در برجهی آکنده خنک‌کننده ، از محلول جدا شود .

    حذف فسفر در واحدهای تصفیه فاضلاب

    متوسط غلظت فسفر کل، اشکال آلی و غیر آلی در فاضلاب در دامنه 10-20 میلی‌گرم است. که بسیاری از آن حاصل از سازنده‌های فسفاته موجود در دترژنت‌ها است . اشکال معمول فسفر در فاضلاب عبارت است از ارتوفسفات 50 تا 70 در صد فسفر  ، پلی فسفات‌ها و فسفر چسبیده به ترکیبات آلی . ارتوفسفات تقریباً 90 درصد فسفر موجود در پساب‌های فاضلاب تصفیه‌شده با روش بیولوژیکی را در بر می‌گیرد . ازآنجاکه فسفر مسئول اصلی اوتریفیکاسیون آب‌های سطحی است ، بایستی قبل از تخلیه به آب‌های سطحی ، فسفر آن به‌وسیله فرآیند های تصفیه فاضلاب حذف گردد .

    فسفر اغلب به طرق شیمیایی از فاضلاب حذف می‌گردد اما به‌وسیله فرآیندهای بیولوژیکی نیز می‌توان آن را حذف نمود. مکانیسم‌های بیولوژیکی و شیمیایی متعددی برای حذف فسفر در واحدهای تصفیه فاضلاب وجود دارد که در ذیل ذکر می‌شود:

    • ترسیب شیمیایی ، که توسط pHو کاتیون‌هایی همچون Ca  ، Fe ، Al کنترل می‌شود .
    • جذب و مصرف فسفر به‌وسیله میکروارگانیسم‌های فاضلاب.
    • تجمع پلی فسفات در میکروارگانیسم‌ها.
    • ترسیب شیمیایی تشدید شده به‌واسطه میکروارگانیسم‌ها.

    تصفیه اولیه فاضلاب تنها 15-5 درصد از فسفر همراه با مواد آلی ذره‌ای را حذف می‌کند و تصفیه بیولوژیکی فاضلاب مقدار قابل‌توجهی از فسفر را حذف نمی‌نماید ( تقریباً 25-10 درصد ) . بیشتر فسفر باقیمانده به لجن انتقال می‌یابد. فسفر اضافی را می‌توان با اضافه نمودن نمک‌های آهن و آلومینیم یا آهک به فاضلاب حذف نمود. مکانیسم‌های دیگر تصفیه فاضلاب برای حذف فسفر ، شامل جذب سطحی به اکسید آلومینیم فعال ، تبادل یونی ، روش‌های الکتروشیمیایی و فیلتراسیون با بستر عمیق می باشد.

    آسان پالایش زسیت بوم _ نیتروژن و فسفر

    سنجش مقادیر نیتروژن و فسفر

    برای سنجش میزان غلظت پارامترهای کیفی آب و یا فاضلاب نظیر نیتروژن و فسفر و یا سایر ترکیبات دیگر نیاز به استفاده از وسایل و لوازم خاص و آزمایشگاه های مجهز و مهمتر از همه دستورالعمل های مشخصی است که این دستورالعمل ها در رابطه با نحوه نمونه برداری و اندازه گیری مقادیر مورد نظر صدق می کنند. آزمایشگاه های معتمد محیط زیست ملزوم به رعایت این قوانین و دستورالعمل ها هستند. دستورالعمل مورد نظر  در غالب فایل زیر برای آگاهی و استفاده همراهان عزیز قرار داده شده وقابل دانلود می باشد.

     

    برای مطالعه بیشتر به لینک های زیر مراجعه نمائید

    نیتروژن و فسفر 1