廃水中の窒素の形態
全窒素（TN）は、硝酸性窒素（NO3-N）、亜硝酸性窒素（NO2-N）、アンモニア性窒素（NH3-N）、および有機的に結合した窒素の合計です。 全窒素（TN）は、TKN（全ケルダール窒素）と混同しないでください。これは、アンモニア態窒素と有機的に結合した窒素の合計ですが、硝酸態窒素または亜硝酸態窒素は含まれません。
TNは、都市および産業廃水処理プラントの排水パラメータとして規制される場合がありますが、アンモニアなどの個々の窒素形態に制限が課されることがより一般的です。 TN制限がある処理プラントでは、通常、TN制限を達成するために硝化および脱窒する必要があります。 （ChemScanアプリケーション概要＃94「生物学的栄養素の除去」、＃96「硝化プロセス制御」、および＃59「脱窒プロセス制御」を参照してください。）
廃水中の窒素は4つの主要な形態（微量の窒素ガスを除く）で検出されるため、一般的に各主要な形態は個別の成分として分析され、4つの形態の合計から総窒素が計算されます。
汚染されたばかりの水の窒素は元々、有機窒素とアンモニアの形で存在しています。 自然の生化学プロセスでは、有機窒素をゆっくりとアンモニアに変換します。アンモニアは、処理プロセスで微生物が栄養素として利用するのに最適な窒素の形態です。 （一部の廃水は窒素欠乏であり、適切な再生のために追加のアンモニアを必要とする場合があります。アプリケーション概要＃95「栄養バランス」を参照してください。）好気性条件下では、有機窒素のアンモニアへの変換はピークに達し、適切な生物学的条件下では生化学的です。最初に亜硝酸塩に、次に硝酸塩に酸化されます。 亜硝酸塩とアンモニア性窒素が最小濃度（ゼロまたはほぼゼロ）であり、硝酸塩が最大値である場合、廃水は完全に硝化されています。 図1に示すように、完全に硝化された廃水には有機窒素がほとんどまたはまったく含まれません。
実験室分析法
有機窒素を分析に適した形に変換するために分析前にサンプルを消化する必要があるため、有機窒素の測定は困難です。 ケルダール分解は、有機窒素をアンモニアに変換しますが、留出物の収集が必要です。
フィールド。 過硫酸塩消化法では、すべての窒素化合物を硝酸塩に酸化しますが、サンプルを消化試薬で110℃で30分間加熱してから、分析前に室温まで冷却する必要があります。 これは、現場条件下で自動化することも困難です。
ChemScan分析メソッド
有機窒素は完全に硝化された廃水排水中の全窒素の非常に小さな成分であるため、標準のChemScanメソッドは、アンモニア態窒素（メソッド＃4lを参照）、硝酸態窒素（メソッド＃56を参照）の個々の分析結果の合計を使用します。および亜硝酸窒素（方法＃57を参照）。 有機窒素は、主に亜硝酸塩とアンモニアの濃度から推定できます。 高い亜硝酸態窒素は、硝化または脱窒が不完全であることを示しています。
制御アプリケーションでは、栄養素除去プロセスの中間地点からサンプルを取得する必要があります。 中間および廃液サンプルポイントでのアンモニア、硝酸塩、亜硝酸塩の個々の値と傾向は、TN値よりもプロセスの状態についてはるかに有益です。
未処理の流入廃水中のTNの測定には、有機画分の分析が必要です。 このアプリケーションでは、UV過硫酸塩の急速酸化法を使用できますが、追加のサイクルタイムと試薬費用が必要です。 未処理の廃水サンプル（特に選別、グリットの除去、FOGの除去、および一次浄化の前）は分析が困難であり、疑問の余地があります。 プロセスの総窒素負荷は、流入する廃水によってもたらされる可溶性有機窒素とアンモニアの合計に、戻り活性汚泥によってもたらされる窒素と、処理プロセスの硝化段階から戻る再循環フローからの窒素の合計です。 プロセス負荷を推定するための理想的な初期サンプルポイントは、一次廃水へのRASおよび再循環の追加後です。 初期の嫌気性ゾーンで脱窒が行われる場合、脱窒ゾーンへの流入水と流出液の硝酸塩と亜硝酸塩を別々に測定することは、プロセス制御の貴重なパラメータになる場合があります。
ChemScanプロセスアナライザーは、総浮遊物質が最大150 mg / lで、濁度が最大60 NTUのサンプルに対応できます。 二次浄化の前の処理プロセスのポイントから抽出されたサンプルは、通常、これらの固体または濁度の仕様を超えます。 これらのサンプルは、ChemScan固体および濁度の要件を満たすサンプルを生成するために、分析の前にろ過または沈殿が必要になります。 ChemScanには、クロスフローメンブレンフィルターと多孔性プラスチックサイクリックフィルターがあり、オンラインアナライザーシステムで使用できます。 サンプルポイントは、脂肪、油、およびグリース（FOG）が分析システム用に選択されたサンプルのろ過方法を妨害しないように十分低くなるように選択する必要があります。
