Online analysis of ammonia, nitrate, and nitrite in wastewater

Význam tématu

Správné řízení biologických procesů čištění odpadních vod vyžaduje kontinuální kontrolu hladin amoniaku, nitritu a dusičnanů. Tyto dusíkaté sloučeniny při překročení povolených mezí ohrožují vodní ekosystémy a mohou vést k eutrofizaci. Online měření zajišťuje rychlou detekci odchylek a okamžitou reakci provozovatelů čistíren.

Cíle a přehled studie

Cílem prezentované aplikace je ukázat, jak lze v reálném čase sledovat koncentrace NH3/NH4+, NO2– a NO3– v surové i vyčištěné odpadní vodě pomocí procesního analyzátoru Metrohm 2060 TI. Studie demonstruje možnost souběžné, drift-free kolorimetrické analýzy více parametrů ke zlepšení provozní efektivity a souladu s legislativou.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda provozní kolorimetrie bez driftu umožňuje simultánní stanovení tří dusíkatých sloučenin. Hlavní instrumentací je

• 2060 TI Process Analyzer – modulární systém se základní skříní obsahující dotykový displej a průmyslový PC a až čtyřmi rozšiřujícími mokrými moduly
• Reagentní skříně s bezkontaktním snímáním hladiny
• Volitelné předúpravy vzorku: chlazení/ohřev, snižování tlaku, odplyňování, filtrace
• Techniky: kolorimetrie, titrace, Karl Fischer, přímé měření, standardní přídavky

Hlavní výsledky a diskuse

Procesní analyzátor dokázal spolehlivě měřit rozsahy:

• NH3/NH4+: 0–6000 mg/L (vstup), 0–60 mg/L (výstup)
• NO3–: 140–1400 mg/L (vstup), 0–88 mg/L (výstup)
• NO2–: 160–320 mg/L (vstup), 0–16 mg/L (výstup)

Výsledky potvrdily vysokou odolnost vůči pevným částicím a mikrobiologické zátěži. Online monitoring umožnil včasnou identifikaci poruch nitrifikace či denitrifikace a optimalizaci provozu.

Přínosy a praktické využití metody

Automatizované online měření přináší:

• Trvalé zajištění souladu s legislativními limity
• Okamžitou detekci změn provozních podmínek
• Snížení nutnosti manuálních odběrů a laboratorních analýz
• Nižší provozní a energetické náklady díky včasné optimalizaci
• Integrovanou diagnostiku a automatické alarmy při odchylkách

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj se očekává v oblasti:

• Rozšíření portfolia parametrů (COD, fosfáty, těžké kovy, celkový dusík, chlor)
• Integrace s průmyslovým IoT a cloudovými platformami
• Prediktivní údržba a pokročilá analýza dat podporovaná strojovým učením
• Optimalizace řízení procesů na základě AI a modelování biologických reaktorů

Závěr

Implementace procesního analyzátoru 2060 TI pro online stanovení amoniaku, nitritů a dusičnanů výrazně zvyšuje efektivitu čištění odpadních vod, minimalizuje ekologická rizika a napomáhá dlouhodobému plnění přísných environmentálních norem.

Reference

• AN-PAN-1039 Ortho- and total phosphate phosphorus analysis online according to EN ISO 6878
• AN-PAN-1030 Monitoring of chromate in wastewater streams
• AN-PAN-1002 Free, total & WAD cyanide in gold leach slurry & wastewater
• 8.000.5358 Environmental Testing Industry I - Online Analyzers for Municipal Wastewater Analysis
• 8.000.5359 Environmental Testing Industry II - Online Analyzers for Potable Water Processing