พูดถึงวิธีการปรับเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียค คุณอาจจะได้ยินเกี่ยวกับกระบวนการเหล่านี้

เมื่อเราพูดถึงการบําบัดน้ําเสีย, การปลูกปุ๋ยทางการเกษตร, หรือประเด็นการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม เรามักได้ยินคําว่า "ไนโตรเจนอินทรีย์" และ "ไนโตรเจนอะโมเนียก" หลายคนอาจสงสัยว่าความสัมพันธ์ระหว่างสองตัวนี้คืออะไรไนโตรเจนอินทรีย์จะเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอะโมเนียคได้อย่างไร?แล้วพูดเกี่ยวกับเทคนิคการแปลงที่ใช้กันทั่วไปในปฏิบัติ, เพื่อให้แน่ใจว่าคุณสามารถได้ยินมันได้ชัดเจน. อย่างแรก, ทําให้ชัดเจน: อะไรคือไนโตรเจนอินทรีย์? อะไรคือไนโตรเจนอะโมเนียก? ก่อนที่จะพูดเกี่ยวกับการแปลง,เราจําเป็นต้องระบุตัวละครตัวหลักทั้งสองอย่างชัดเจนธาตุไนโตรเจนที่อยู่รอบตัวเรามันน่ารังเกียจมาก เสมอปรากฏในหลาย "เสื้อ" ไนโตรเจนอินทรีย์เป็นหนึ่งใน "เสื้อ" ที่ปกติจะซ่อนอยู่ในสารอินทรีย์ เช่นโปรตีนที่เรากินสารประกอบที่มีไนโตรเจนในหญ้าพืชอะโมเนียกไนโตรเจน คืออะไร? ไนโตรเจนอะโมเนียกเป็น "เสื้อ" ของการแลกเปลี่ยนไนโตรเจนส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปของก๊าซอะโมเนีย (NH3) หรือไอออนอะโมเนียม (NH 4+). มันพบบ่อยมากในน้ํา เช่น น้ําในถังปลาของเราในบ้านจะกลิ่นหลังจากที่เวลานานและอาจมีอะโมเนียกไนโตรเจนในมันปุ๋ยไนโตรเจนที่ใช้ในที่ดินการเกษตรถูกล้างลงในแม่น้ําโดยน้ํากระบวนการแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนแอมโมเนียกคือกระบวนการของธาตุไนโตรเจนเปลี่ยนจาก "เสื้อไนโตรเจนอินทรีย์" เป็น "เสื้อไนโตรเจนอะโมเนียก"กระบวนการนี้มักจะเกิดขึ้นในธรรมชาติ และกระบวนการอุตสาหกรรมของเรา และเราเรียกว่า "การปรับเป็นอะโมเนีย"คุณอาจไม่รู้ ว่าในธรรมชาติเราไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียก มีกลุ่มของ "ผู้เชี่ยวชาญเล็กๆ" ที่ทํางานเงียบๆ พวกเขาเป็นจุลินทรีย์จุลินทรีย์อยู่ทุกที่รอบตัวเราเช่นแบคทีเรีย ฟองจิ และสิ่งมีชีวิตที่มองไม่เห็นอื่นๆ ที่ชอบ "กิน" สารอินทรีย์ เมื่อพวกมัน "ย่อย" สารอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนอินทรีย์เหมือนกับวิธีที่เราแยกโปรตีนออกเป็นอะมิโนแอซิด เมื่อเรากินมัน, จุลินทรีย์จะทําลายโครงสร้างที่ซับซ้อนในไนโตรเจนอินทรีย์ เช่น โปรตีนถูกแยกออกเป็นกรดอะมิโนและธาตุไนโตรเจนภายในจะเปลี่ยนเป็นอะโมเนียก (NH3)ถ้ามันอยู่ในน้ํา, แอมโมเนียสามารถปฏิกิริยากับน้ําได้อย่างง่ายดายเพื่อสร้างไอออนอะโมเนียม (NH 4 +), ซึ่งเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียก.กระบวนการนี้สามารถเห็นได้ทุกที่ในธรรมชาติ: ในฤดูใบไม้ผลิ,ใบที่หักตกลงบนพื้น และถูกจุลินทรีย์ทําลาย, และไนโตรเจนอินทรีย์ภายในจะเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอะโมเนียกและกลับสู่ดินซึ่งเป็นเพราะการทํางานของจุลินทรีย์ ที่เปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์ในอุจจาระเป็นไนโตรเจนอะโมเนียคและกระบวนการนี้สามารถดําเนินการได้โดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน ไม่ว่าจะเป็นในดินแอโรบิก หรือ sludge น้ําเสียแอโรบิกเราจะ "เร่ง" กระบวนการเปลี่ยนแปลงในอุตสาหกรรมและชีวิตประจําวันอย่างไรในชีวิตประจําวันและอุตสาหกรรม เรามักต้องรักษาน้ําเสียที่มีไนโตรเจนอินทรีย์ เช่น น้ําเสียในบ้านเมือง น้ําเสียสัตว์ และน้ําเสียจากโรงงานแปรรูปอาหารหากไนโตรเจนอินทรีย์ในน้ําเหล่านี้ไม่ได้ถูกรักษาและปล่อยโดยตรงดังนั้นเราจึงต้องหาวิธีการที่จะแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียค ให้รวดเร็ว

1กระบวนการบําบัดทางชีววิทยาแบบแอโรบิก: ทําให้จุลินทรีย์ "หายใจใหญ่" เพื่อทํางานการ รักษา ทาง ธาตุ ทาง อากาศ คือ การ ให้ มิโคร ออ กอร านิสัย "หายใจ ได้ เสรี ย" ใน สภาพ แวดล้อม ที่ มี โอ๊กซิเจน, ทําลายสารอินทรีย์อย่างรวดเร็ว และแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียกในถังระบายอากาศของโรงงานบําบัดน้ําเสียในขณะนี้คนงานจะเป่าอากาศจํานวนมากเข้าไปในน้ํา ผ่านท่อเพื่อเติมน้ําด้วยออกซิเจนจุลินทรีย์ที่รักออกซิเจน (เช่นแบคทีเรียแอโรบิค) จะกลายเป็น "มีกิจกรรม" และ "กิน" สารอินทรีย์ในน้ําเสียอย่างบ้า, การย่อยสลายไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียคอย่างช้า ๆ กระบวนการนี้รวดเร็วมาก เพราะเมื่อมีออกซิเจนเพียงพอ, จุลินทรีย์จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและทํางานอย่างมีประสิทธิภาพน้ําสลัดในถังอากาศเป็นเหมือน "โกดังจุลินทรีย์", ที่มีจํานวนมากของจุลินทรีย์ที่สามารถบําบัดไนโตรเจนอินทรีย์ในน้ําเสียอย่างต่อเนื่อง แต่กระบวนการนี้ต้องใช้ออกซิเจนและอุปกรณ์ระบายอากาศเฉพาะเจาะจงที่เหมาะสําหรับการบําบัดน้ําเสียในครัวเรือนหรืออุตสาหกรรมที่มีปริมาณไนโตรเจนอินทรีย์ต่ํา.
2การบําบัดทางชีววิทยาแบบไม่แอโรบิ: ใน "โรงงานไม่แอโรบิ" น้ําเสียบางส่วนที่มีปริมาณสารอินทรีย์สูงมากเช่น หมักจากฟาร์มพัฒนาและน้ําเสียจากโรงงานดิบในขณะนี้มันไม่คุ้มค่าในการใช้กระบวนการแอโรบิก เพราะต้องการออกซิเจนมากเกินไปเราจะใช้เทคโนโลยีการบําบัดทางชีววิทยาแบบอนาเอโรบิก เพื่อให้จุลินทรีย์ทํางานในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน. กระบวนการแบบแอเนอโรบีโดยทั่วไปจะดําเนินการในเรอคเตอร์ที่ปิด เช่นเรอคเตอร์ UASBทั่วไป (อัพฟล็อกแอนาเอโรบีสลัดเบด) และถังการย่อยยาแบบแอเนอโรบีหน่วยวิเคราะห์การพฤติกรรมกระบวนการการย่อยสลายสารอินทรีย์ของพวกมันซับซ้อนนิดหน่อย กว่าจุลินทรีย์แบบแอโรบิก ซึ่งมีหลายขั้นตอนในการ "ย่อยสลาย" สารอินทรีย์ไนโตรเจนอินทรีย์ถูกแปลงเป็นไนโตรเจนอะโมเนียกช้า ๆ ในกระบวนการนี้คุณอาจถามว่า การรักษาแบบไม่แอโรบิค จะผลิตเมธานไม่ได้หรือ? ใช่ แต่ขณะที่ผลิตเมธานกระบวนการแบบไม่แอโรบิก มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูงมาก เพราะไม่ต้องการการอากาศ และสามารถสร้างเมธานเป็นแหล่งพลังงานได้, ทําให้มันเหมาะสําหรับการบําบัดน้ําเสียอินทรีย์ที่มีปริมาณสูงหมักจากฟาร์มเลี้ยงสัตว์ไม่เพียงแค่เปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียคแต่ยังเก็บไบโอแก๊สสําหรับการทําอาหารและการผลิตพลังงาน

3. กระบวนการไฮดรอลิสและการปรับกรด: ก่อนอื่น "ทําลาย" วัตถุอินทรีย์, แล้วแปลงอะโมเนียกไนโตรเจน. บางครั้งโครงสร้างของวัตถุอินทรีย์ในน้ําเสียที่ซับซ้อนมากและมันยากสําหรับจุลินทรีย์ที่จะ "กิน" มันในขณะนี้, มันจําเป็นต้อง "ยืดหยุ่น" ก่อนอื่น. The microorganisms in the hydrolysis acidification tank will first "shred" complex organic matter (such as proteins and cellulose) into simple small molecule organic matter (such as amino acids and glucose)ในกระบวนการ "การบด" นี้ ไนโตรเจนออร์แกนิคจะถูกแยกออกด้วย ส่วนหนึ่งจะเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอะโมเนียคโดยตรงและธาตุไนโตรเจนที่เหลือในสารอินทรีย์โมเลกุลขนาดเล็ก จะถูกเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอะโมเนียคโดยจุลินทรีย์อื่น ๆกระบวนการนี้มักจะใช้เป็นขั้นตอน "การบําบัดล่วงหน้า" ในการบําบัดน้ําเสีย โดยอนุญาตให้ไนโตรเจนอินทรีย์ที่ยากที่จะบําบัดทําให้ง่ายสําหรับกระบวนการแอโรบิกหรือแอโรบิกถัดไปที่จะรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นมันเหมาะสําหรับการบําบัดน้ําเสียอุตสาหกรรมที่มีปริมาณมากของสารอินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น การพิมพ์และการสีน้ําเสียและน้ําเสียการผลิตกระดาษ
4การปลูกพืชและวิศวกรรมไบโอแก๊ส: "เจ้ามือเล็กๆ" ของการปลูกพืชในเกษตรไม่เพียงแต่ต้องเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นการบําบัดน้ําเสียแต่ยังใช้หลักการนี้บ่อยในเกษตรตัวอย่างเช่น เมื่อปลูกคอมพอสต์ เราสะสมพืชหญ้าและขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้ขี้จุลินทรีย์ภายในจะขยายตัวในสภาพแอร์บิกและความชื้นเล็กน้อย, การย่อยสลายสารอินทรีย์และเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียก ซึ่งจะยังคงอยู่ในสารปลูกพืชซึ่งสามารถดูดซึมโดยพืชในสนามและใช้เป็นปุ๋ยไนโตรเจนวิศวกรรมไบโอแก๊สคล้ายกับการปลูกพืช แต่มันเกี่ยวข้องกับการบําบัดแบบไร้แอโรบิกในเครื่องปลูกไบโอแก๊สที่ปิดผลิตไบโอก๊าซในขณะเดียวกัน ไนโตรเจนอินทรีย์ถูกแปลงเป็นไนโตรเจนอะโมเนียก และสารสกัดไบโอแก๊สที่เหลือและซากยังเป็นปุ๋ยที่ดีเช่นกัน ไนโตรเจนอะโมเนียกภายในสามารถนําไปใช้ในพืชที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและประหยัดพลังงาน.

ทําไมต้องเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียค? การแปลงนี้สําคัญไหม? บางคนอาจถามว่ามีเหตุผลอะไรที่ทําให้เราพยายามมากขนาดนี้ ในการแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียก? ในความเป็นจริงกระบวนการแปลงนี้มีความสําคัญเป็นพิเศษ ทั้งในการปกป้องสิ่งแวดล้อมและการเกษตร,มันจะถูกย่อยสลายอย่างช้า ๆ โดยจุลินทรีย์ในน้ํา ซึ่งจะใช้ออกซิเจนในน้ํา และทําให้ปลาและกุ้งตายเพราะโรคลดออกซิเจนไนโตรเจนอินทรีย์อาจแยกออกเป็นไนตรัตในตอนสุดท้ายและด้วยการเปลี่ยนไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียกเราสามารถใช้กระบวนการต่อมา (เช่น การปรับไนทริฟิเคชั่นและการปรับไนทริฟิเคชั่น) เพื่อดําเนินการต่อเนื่องในไนทริฟิเคชั่นอะโมเนียกเป็นไนทริฟิเคชั่นและปล่อยมันไปในอากาศจากมุมมองการเกษตรพืชไม่สามารถดูดซึมไนโตรเจนอินทรีย์ได้โดยตรง และต้องรอให้มันเปลี่ยนเป็นไนโตรเจนอะโมเนียค หรือไนโตรเจนไม่อินทรีย์อื่น ๆ ก่อนที่จะ "กิน"ดังนั้นกระบวนการปรับปรุงอัมโมนิฟิกชั่นในงานปลูกพืชและวิศวกรรมไบโอแก๊ส คือการเปลี่ยนไนโตรเจนที่ไม่มีประสิทธิภาพ เป็นไนโตรเจนที่มีประสิทธิภาพ ทําให้ปุ๋ยมีสารอาหารมากขึ้น และผลปลูกจะเจริญเติบโตได้ดีกว่าในที่สุดสรุปคือ การแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียกหลักของการแปลงไนโตรเจนอินทรีย์เป็นไนโตรเจนอะโมเนียก คือการทํางานของจุลินทรีย์ไม่ว่าจะเป็นการละลายใบที่ตกในธรรมชาติ หรือถังอากาศในโรงงานระบายน้ําเสียจุลินทรีย์ปล่อยธาตุไนโตรเจนจากไนโตรเจนอินทรีย์ เมื่อทําลายสารอินทรีย์, ทําให้มันกลายเป็นอะโมเนียคหรืออะโมเนียมและกระบวนการต่าง ๆ ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น โดยพื้นฐานแล้ว สร้าง "สภาพแวดล้อมการทํางาน" ที่สะดวกสบายขึ้นให้กับจุลินทรีย์ เพื่อให้กระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้สําเร็จได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นหลังจากเข้าใจกระบวนการนี้แล้ว คุณคิดว่าวงจรไนโตรเจนรอบตัวคุณมันน่าทึ่งหรือเปล่า?ปรากฏว่าเป้าหมายคือการเปลี่ยนไนโตรเจน เป็นทรัพยากรที่มีค่าเมื่อคุณได้ยินคําว่า "อะโมเนียกไนโตรเจน" และ "ไนโตรเจนอินทรีย์" ครั้งต่อไป คุณจะสามารถอธิบายความสัมพันธ์ของพวกเขาได้ง่าย