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德国WTW Ammolyt氨氮传感器厌氧氨氧化应用
更新时间:2017-08-13   点击次数:2120次

德国WTW Ammolyt氨氮传感器厌氧氨氧化应用

厌氧氨氧化概述

  早在1976年,Broda预言在自然界中存在一种以NO-2或NO-3作为电子受体把NH+4氧化成N2的化能自养型细菌.直到1995年,Mulder等处理酵母废水的反硝化流化床反应器内发现了NH+4消失的现象,从而证实了厌氧氨氧化反应的存在.

  厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation,Anammox)是在缺氧条件下以亚硝酸盐(NO-2)为电子受体将氨(NH+4)转化成氮气(N2),同时伴随着以亚硝酸盐为电子供体固定CO2并产生硝酸盐(NO-3)的生物过程.执行该过程的微生物称之为厌氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria,AAOB),其化学计量学方程式如下:

  1NH+4+1.32NO-2+0.066HCO-3+0.13H+→ 1.02N2+0.26NO-3+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O

  由于氨氧化细菌(Ammonium oxidation bacteria,AOB)可将氨氧化成亚硝酸盐,为AAOB提供基质,所以目前对厌氧氨氧化工艺的应用通常与短程硝化(亚硝化)在一起. 图 2为亚硝化-厌氧氨氧化工艺与传统的硝化-反硝化工艺的对比,通过对比可知亚硝化-厌氧氨氧化工艺具有如下优点:

  图 2 硝化-反硝化工艺与亚硝化-厌氧氨氧化工艺的比较

 ①厌氧氨氧化在缺氧条件下进行,无需氧气的供应,可节省62.5%的能源消耗.

  ②厌氧氨氧化以无机碳(CO2或HCO-3)为碳源,无需投加有机碳,大大节省了碳源.

  ③亚硝化-厌氧氨氧化所产生的CO2与普通的硝化-反硝化系统相比减少90%.

  ④AAOB生长缓慢、产率低,因此工艺剩余污泥量少,污泥处置费用低.

  ⑤厌氧氨氧化氮去除率及氮去除负荷较高,从而能够减少工艺占地面积,降低工艺基建成本.

氨氮传感器技术参数:

型号

AmmoLyt Plus 700IQ

VARiON Plus 700IQ

NitraLyt Plus 700IQ

VARiON Plus 700IQ

测量参数

氨氮测

硝氮测

测量原理

使用参比电极和离子选择电极进行电位测量;内置微处理器,二芯屏蔽线包含电源和数据传输

离子电极:

  参考电极

  工作电极

  补偿电极

 

VARiON® Plus Ref

VARiON® Plus NH4

VARiON® Plus K

 

VARiON® Plus Ref

VARiON® Plus NO3

VARiON® Plus Cl

测试量程/分辨率

NH4-N: 1…1000mg/l / 1mg/l

  0.1…100mg/l / 0.1mg/l

NH4+:  1…1290mg/l / 1mg/l

  0.1…129.0mg/l / 0.1mg/l

K+:    1…1000mg/l / 1mg/l

NO3-N 1…1000mg/l / 1mg/l

    0.1…100mg/l / 0.1mg/l

NO3-   5…4500mg/l / 1mg/l

    0.5…450.0mg/l / 0.1mg/l

Cl-  :    1…1000mg/l / 1mg/l

主要干扰物

钾离子:0-1000mg/l K+

氯离子:0-1000mg/l Cl-

补偿方式

自动(安装相应离子电极)或手动补偿

自动(安装相应离子电极)或手动补偿

温度测试

内置NTC温度探头
量程:0…+40
度:±0.5K
t95<20

温度补偿

自动补偿0…+40

校正方法

标准液2点校正,或现场实际水样标定(常用)

周边条件

操作温度:0…+40贮存温度:0…+40

pH范围

pH 4 … pH 8.5

pH 4 … pH 11

准确度

±5%测试值或±0.2 mg/l标准液

工作寿命

18个月(在污水厂环境下测试得出的数据)

机械构造

保护帽:POM

电极体及温度探头:V4A不锈钢1.4571

电极连接头:POM保护等级:IP 68

zui大压力

0.2bar(包括SACIQ电极接线电缆;安装电极后)

插入深度

zui小30mm,zui大2m

功耗

0.2W

免校正的测试

在安装上相应的离子电极后,Ammolyt plus /NitraLyt plus /VARiON plus 700 IQ 传感器可以马上测试,无需校正。如果要求比较严格,只需执行“现场水样标定”就行了,非常简单,传感器无需从水样中取出。用户只需定时跟实验室光度法比较,如果有偏差,再执行“现场水样标定”就行了。除了现场水样标定外,还可选择标准溶液2点校正(注:通常是不需要的)。通过校正,系统自动评估各种电极的2个性能指标,即漂移电位和斜率。如果这2个指标落在许可范围内,则表明校正是成功的。许可范围为
                     斜率:50…70 mV;零点漂移电位:-45…+45 mV

 

测量原理

离子选择电极法ISE从原理上来说,可以使仪器的构造相对简单,测量可以达到快速反应,然而当1991年氨离子测试方法出现的时候,它只能应用于实验室分析,因为操作者需要拥有特定的操作技巧、严格预处理样品、调节溶液的离子强度、保持恒温测试等。当时普遍认为离子选择电极法不适合在线监测。

但在2002年情况有了质的变化,WTW成功研制发布了AmmoLyt氨离子在线选择电极法分析仪,这使用了特殊材料制品的电极膜,电解液及反应电极,以及为避免钾离子对铵根离子测量的干扰,在测量电极中,还设置有专门的钾离子测量电极,通过矩阵式补偿方法,来补偿并消除干扰离子的影响。该电极因为可以很好的补偿处理干扰,从而可以直接投入到污水的曝气池中使用,测量氨氮的浓度。

ISE离子选择电极采用电位感测原理,如图2所示,通常离子选择电极跟水样接触的顶端是一层敏感膜,这层敏感膜对特定的离子有选择性,即特定离子的浓度变化会在敏感膜表面产生一个电位差。全套电极必须包括工作电极和参考电极,如图3所示。有了电位这个参数,很容易通过*的能斯特方程转换成相应离子的浓度,就跟pH测试一样简单。

E = E0 + S log (c)

同样的,对于硝氮ISE测量方法是一样的,在测量电极上也配置了氯离子测量补偿电极,通过矩阵式补偿方法,以便去除相应的氯离子干扰。

AmmoLyt Plus SET氨氮在线传感器现场安装应用:

 

 

 

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