德國WTW Ammolyt氨氮傳感器厭氧氨氧化應用

厭氧氨氧化概述

　　早在1976年，Broda預言在自然界中存在一種以NO-2或NO-3作為電子受體把NH+4氧化成N2的化能自養(yǎng)型細菌.直到1995年，Mulder等處理酵母廢水的反硝化流化床反應器內發(fā)現了NH+4消失的現象，從而證實了厭氧氨氧化反應的存在.

　　厭氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，Anammox)是在缺氧條件下以亞硝酸鹽(NO-2)為電子受體將氨(NH+4)轉化成氮氣(N2)，同時伴隨著以亞硝酸鹽為電子供體固定CO2并產生硝酸鹽(NO-3)的生物過程.執(zhí)行該過程的微生物稱之為厭氧氨氧化菌(Anaerobic ammonium oxidation bacteria，AAOB)，其化學計量學方程式如下：

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

　　由于氨氧化細菌(Ammonium oxidation bacteria，AOB)可將氨氧化成亞硝酸鹽，為AAOB提供基質，所以目前對厭氧氨氧化工藝的應用通常與短程硝化(亞硝化)在一起. 圖 2為亞硝化-厭氧氨氧化工藝與傳統(tǒng)的硝化-反硝化工藝的對比，通過對比可知亞硝化-厭氧氨氧化工藝具有如下優(yōu)點：

　　圖 2 硝化-反硝化工藝與亞硝化-厭氧氨氧化工藝的比較

?、賲捬醢毖趸谌毖鯒l件下進行，無需氧氣的供應，可節(jié)省62.5%的能源消耗.

　?、趨捬醢毖趸詿o機碳(CO2或HCO-3)為碳源，無需投加有機碳，大大節(jié)省了碳源.

　?、蹃喯趸?厭氧氨氧化所產生的CO2與普通的硝化-反硝化系統(tǒng)相比減少90%.

　?、蹵AOB生長緩慢、產率低，因此工藝剩余污泥量少，污泥處置費用低.

　?、輩捬醢毖趸コ始暗コ摵奢^高，從而能夠減少工藝占地面積，降低工藝基建成本.

氨氮傳感器技術參數：

免校正的測試

在安裝上相應的離子電極后，Ammolyt plus /NitraLyt plus /VARiON plus 700 IQ 傳感器可以馬上測試，無需校正。如果要求比較嚴格，只需執(zhí)行“現場水樣標定”就行了，非常簡單，傳感器無需從水樣中取出。用戶只需定時跟實驗室光度法比較，如果有偏差，再執(zhí)行“現場水樣標定”就行了。除了現場水樣標定外，還可選擇標準溶液2點校正（注：通常是不需要的）。通過校正，系統(tǒng)自動評估各種電極的2個性能指標，即漂移電位和斜率。如果這2個指標落在許可范圍內，則表明校正是成功的。許可范圍為
                     斜率：50…70 mV；零點漂移電位：-45…+45 mV。

測量原理

離子選擇電極法ISE從原理上來說，可以使儀器的構造相對簡單，測量可以達到快速反應，然而當1991年氨離子測試方法出現的時候，它只能應用于實驗室分析，因為操作者需要擁有特定的操作技巧、嚴格預處理樣品、調節(jié)溶液的離子強度、保持恒溫測試等。當時普遍認為離子選擇電極法不適合在線監(jiān)測。

但在2002年情況有了質的變化，WTW成功研制發(fā)布了AmmoLyt氨離子在線選擇電極法分析儀，這使用了特殊材料制品的電極膜，電解液及反應電極，以及為避免鉀離子對銨根離子測量的干擾，在測量電極中，還設置有專門的鉀離子測量電極，通過矩陣式補償方法，來補償并消除干擾離子的影響。該電極因為可以很好的補償處理干擾，從而可以直接投入到污水的曝氣池中使用，測量氨氮的濃度。

ISE離子選擇電極采用電位感測原理，如圖2所示，通常離子選擇電極跟水樣接觸的頂端是一層敏感膜，這層敏感膜對特定的離子有選擇性，即特定離子的濃度變化會在敏感膜表面產生一個電位差。全套電極必須包括工作電極和參考電極，如圖3所示。有了電位這個參數，很容易通過*的能斯特方程轉換成相應離子的濃度，就跟pH測試一樣簡單。

E = E0 + S log (c)

同樣的，對于硝氮ISE測量方法是一樣的，在測量電極上也配置了氯離子測量補償電極，通過矩陣式補償方法，以便去除相應的氯離子干擾。

AmmoLyt Plus SET氨氮在線傳感器現場安裝應用：