Kimika u proċess għat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-ilma

1. X'inhu l-ammonja nitroġenu?

In-nitroġenu tal-ammonja jirreferi għall-ammonja fil-forma ta 'ammonja ħielsa (jew ammonja mhux jonika, NH3) jew ammonja jonika (NH4 +). PH ogħla u proporzjon ogħla ta 'ammonja ħielsa; Għall-kuntrarju, il-proporzjon tal-melħ tal-ammonju huwa għoli.

In-nitroġenu tal-ammonja huwa nutrijent fl-ilma, li jista 'jwassal għal ewtrofikazzjoni tal-ilma, u huwa l-ossiġnu ewlieni li jniġġes li jniġġes fl-ilma, li huwa tossiku għall-ħut u xi organiżmi akkwatiċi.

L-effett ewlieni ta 'ħsara tan-nitroġenu ta' l-ammonja fuq organiżmi akwatiċi huwa l-ammonja ħielsa, li t-tossiċità tagħha hija għexieren ta 'drabi akbar minn dik tal-melħ tal-ammonju, u tiżdied biż-żieda ta' l-alkalinità. It-tossiċità tan-nitroġenu tal-ammonja hija relatata mill-qrib mal-valur tal-pH u t-temperatura tal-ilma tal-ilma tal-pixxina, ġeneralment, iktar ikun għoli l-valur tal-pH u t-temperatura tal-ilma, iktar tkun iktar b'saħħitha t-tossiċità.

Żewġ metodi kolorimetriċi ta 'sensittività approssimattiva użati komunement biex jiddeterminaw l-ammonja huma l-metodu ta' reaġent klassiku Nessler u l-metodu tal-fenol-hypochlorite. It-titrazzjonijiet u l-metodi elettriċi huma wkoll komunement użati biex jiddeterminaw l-ammonja; Meta l-kontenut ta 'nitroġenu ta' l-ammonja jkun għoli, il-metodu ta 'titrazzjoni ta' distillazzjoni jista 'jintuża wkoll. (L-istandards nazzjonali jinkludu l-metodu tar-reaġent ta 'Nath, spettrofotometrija ta' aċidu saliċiliku, distillazzjoni - metodu ta 'titrazzjoni)

2. Proċess ta 'tneħħija tan-nitroġenu fiżiku u kimiku

① Metodu ta 'preċipitazzjoni kimika

Il-metodu ta 'preċipitazzjoni kimika, magħruf ukoll bħala metodu ta' preċipitazzjoni tal-mappa, huwa li żżid manjeżju u aċidu fosforiku jew fosfat ta 'idroġenu mal-ilma tad-drenaġġ li fih in-nitroġenu ta' l-ammonja, u għalhekk li NH4 + fl-ilma tad-drenaġġ jirreaġixxi ma 'Mg + u PO4- f'soluzzjoni milwiema biex tiġġenera l-ammonju tal-fosfat tal-ammonju, il-formula moleculari hija MGNH4P04.6H20, sabiex jinkiseb l-iskop li jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja. Il-fosfat tal-ammonju tal-manjeżju, magħruf komunement bħala struvite, jista 'jintuża bħala kompost, addittiv tal-ħamrija jew ritardant tan-nar għall-bini ta' prodotti strutturali. L-ekwazzjoni tar-reazzjoni hija kif ġej:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-effett tat-trattament tal-preċipitazzjoni kimika huma l-valur tal-pH, it-temperatura, il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja u l-proporzjon molari (N (Mg +): N (NH4 +): N (p04-)). Ir-riżultati juru li meta l-valur tal-pH huwa 10 u l-proporzjon molari tal-manjeżju, in-nitroġenu u l-fosfru huwa 1.2: 1: 1.2, l-effett tat-trattament huwa aħjar.

Bl-użu tal-klorur tal-manjeżju u l-fosfat tal-idroġenu tad-diżodju bħala aġenti li jippreċipitaw, ir-riżultati juru li l-effett tat-trattament huwa aħjar meta l-valur tal-pH huwa 9.5 u l-proporzjon molari tal-manjeżju, in-nitroġenu u l-fosfru huwa 1.2: 1: 1.

Ir-riżultati juru li MGC12 + NA3PO4.12H20 huwa superjuri għal kombinazzjonijiet oħra ta 'aġenti li jippreċipitaw. Meta l-valur tal-pH huwa 10.0, it-temperatura hija 30 ℃, N (mg +): N (NH4 +): N (P04 -) = 1: 1: 1, il-konċentrazzjoni tal-massa ta 'l-ammonja nitroġenu fl-ilma tad-drenaġġ wara li tħawwad għal 30min hija mnaqqsa minn 222mg / L qabel it-trattament għal 17mg / L, u r-rata ta' tneħħija hija 92.3%.

Il-metodu ta 'preċipitazzjoni kimika u l-metodu tal-membrana likwida ġew ikkombinati għat-trattament ta' drenaġġ ta 'konċentrazzjoni għolja ta' l-ammonja ta 'l-ammonja. Taħt il-kundizzjonijiet ta 'ottimizzazzjoni tal-proċess ta' preċipitazzjoni, ir-rata ta 'tneħħija ta' l-ammonja nitroġenu laħqet 98.1%, u mbagħad aktar trattament bil-metodu tal-film likwidu naqqas il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu ta 'l-ammonja għal 0.005G / L, u laħaq l-istandard nazzjonali ta' emissjoni tal-ewwel klassi.

L-effett tat-tneħħija ta 'joni tal-metall divalenti (Ni +, Mn +, Zn +, Cu +, Fe +) għajr Mg + fuq in-nitroġenu tal-ammonja taħt l-azzjoni tal-fosfat ġie investigat. Ġie propost proċess ġdid ta 'preċipitazzjoni ta' preċipitazzjoni ta 'preċipitazzjoni ta' preċipitazzjoni għall-ilma tad-drenaġġ tas-sulfat tal-ammonju. Ir-riżultati juru li r-regolatur tradizzjonali tan-NAOH jista 'jiġi sostitwit bil-ġir.

Il-vantaġġ tal-metodu ta 'preċipitazzjoni kimika huwa li meta l-konċentrazzjoni ta' l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja tkun għolja, l-applikazzjoni ta' metodi oħra hija limitata, bħal metodu bijoloġiku, metodu ta 'klorinazzjoni ta' punt ta 'waqfa, metodu ta' separazzjoni tal-membrana, metodu ta 'skambju ta' joni, eċċ. F'dan il-ħin, metodu ta 'preċipitazzjoni kimika jista' jintuża għal trattament minn qabel. L-effiċjenza tat-tneħħija tal-metodu ta 'preċipitazzjoni kimika hija aħjar, u mhix limitata mit-temperatura, u l-operazzjoni hija sempliċi. Il-ħama ppreċipitata li fiha l-fosfat tal-ammonju tal-manjeżju tista 'tintuża bħala fertilizzant kompost biex tirrealizza l-użu tal-iskart, u b'hekk tpatti parti mill-ispiża; Jekk jista 'jkun ikkombinat ma' xi intrapriżi industrijali li jipproduċu drenaġġ tal-fosfat u intrapriżi li jipproduċu salmura tal-melħ, jista 'jiffranka l-ispejjeż farmaċewtiċi u jiffaċilita l-applikazzjoni fuq skala kbira.

L-iżvantaġġ tal-metodu tal-preċipitazzjoni kimika huwa li minħabba r-restrizzjoni tal-prodott tas-solubilità tal-fosfat tal-manjeżju tal-ammonju, wara li n-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma mormi jilħaq ċerta konċentrazzjoni, l-effett tat-tneħħija mhuwiex ovvju u l-ispiża tal-input tiżdied ħafna. Għalhekk, metodu ta 'preċipitazzjoni kimika għandu jintuża flimkien ma' metodi oħra adattati għal trattament avvanzat. L-ammont ta 'reaġent użat huwa kbir, il-ħama prodotta hija kbira, u l-ispiża tat-trattament hija għolja. L-introduzzjoni ta 'joni tal-klorur u fosfru residwu waqt id-dożaġġ ta' kimiċi jista 'faċilment jikkawża tniġġis sekondarju.

Manifattur u fornitur tal-aluminju bl-ingrossa tal-aluminju bl-ingrossa | Everbright (cnchemist.com)

Manifattur u fornitur tal-fosfat tas-sodju dibasiku bl-ingrossa | Everbright (cnchemist.com)

②Blow Method

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja bil-metodu li jonfoħ hija li taġġusta l-valur tal-pH għall-alkalin, sabiex il-jone tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ tiġi kkonvertita għall-ammonja, tant li teżisti prinċipalment fil-forma ta 'ammonja ħielsa, u mbagħad l-ammonja ħielsa tittieħed mill-ilma tad-drenaġġ minn ġol-gass tal-ġarr, hekk biex tinkiseb l-iskop ta' l-iskop ta 'l-ammonja nitrogen. Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-effiċjenza ta 'nfiħ huma l-valur tal-pH, it-temperatura, il-proporzjon tal-gass-likwidu, ir-rata tal-fluss tal-gass, il-konċentrazzjoni inizjali u l-bqija. Fil-preżent, il-metodu ta 'blow-off jintuża ħafna fit-trattament ta' l-ilma tad-drenaġġ b'konċentrazzjoni għolja ta 'nitroġenu ta' l-ammonja.

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-lissija tal-miżbla bil-metodu tal-blow-off ġiet studjata. Instab li l-fatturi ewlenin li jikkontrollaw l-effiċjenza tal-blow-off kienu t-temperatura, il-proporzjon tal-gass-likwidu u l-valur tal-pH. Meta t-temperatura tal-ilma hija akbar minn 2590, il-proporzjon tal-gass-likwidu huwa ta 'madwar 3500, u l-pH huwa madwar 10.5, ir-rata ta' tneħħija tista 'tilħaq aktar minn 90% għall-lissija tal-miżbla bil-konċentrazzjoni tan-nitroġenu ta' l-ammonja sa 2000-4000mg / L. Ir-riżultati juru li meta pH = 11.5, it-temperatura tat-tqaxxir hija ta '80cc u l-ħin tat-tqaxxir huwa ta' 120min, ir-rata ta 'tneħħija ta' l-ammonja nitroġenu fl-ilma tad-drenaġġ tista 'tilħaq 99.2%.

L-effiċjenza ta 'tfigħ ta' drenaġġ ta 'konċentrazzjoni għolja ta' l-ammonja tan-nitroġenu twettqet minn torri ta 'nfiħ ta' kontro-kurrent. Ir-riżultati wrew li l-effiċjenza ta 'tfigħ żdiedet biż-żieda tal-valur tal-pH. Iktar ma jkun kbir il-proporzjon tal-gass-likwidu, iktar tkun kbira l-forza tat-trasferiment tal-massa tat-tqaxxir tal-ammonja, u l-effiċjenza tat-tqaxxir tiżdied ukoll.

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja permezz tal-metodu ta 'nfiħ hija effettiva, faċli biex topera u faċli biex tikkontrollaha. In-nitroġenu tal-ammonja minfuħa jista 'jintuża bħala assorbitur b'aċidu sulfuriku, u l-flus iġġenerati ta' aċidu sulfuriku jistgħu jintużaw bħala fertilizzant. Fil-preżent il-metodu ta 'blow-off huwa teknoloġija użata komunement għat-tneħħija fiżika u kimika tan-nitroġenu. Madankollu, il-metodu ta 'blow-off għandu xi żvantaġġi, bħal skalar frekwenti fit-torri blow-off, effiċjenza baxxa ta' tneħħija tan-nitroġenu ta 'ammonja f'temperatura baxxa, u tniġġis sekondarju kkawżat mill-gass blow-off. Il-metodu ta 'blow-off huwa ġeneralment ikkombinat ma' metodi oħra ta 'trattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja biex jitrattaw il-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja ta' konċentrazzjoni għolja.

③break point klorinazzjoni

Il-mekkaniżmu tat-tneħħija tal-ammonja permezz tal-klorinazzjoni tal-punt tal-waqfa huwa li l-gass tal-klorin jirreaġixxi bl-ammonja biex jipproduċi gass tan-nitroġenu li ma jagħmilx ħsara, u N2 jaħrab fl-atmosfera, u jagħmel is-sors ta 'reazzjoni jkompli fuq il-lemin. Il-formula ta 'reazzjoni hija:

HOCL NH4 + + 1.5 -> 0.5 N2 H20 H ++ CL - 1.5 + 2.5 + 1.5)

Meta l-gass tal-klorin jiġi trasferit fl-ilma mormi għal ċertu punt, il-kontenut ta 'klorin ħieles fl-ilma huwa baxx, u l-konċentrazzjoni ta' l-ammonja hija żero. Meta l-ammont ta 'gass tal-klorin jgħaddi l-punt, l-ammont ta' klorin ħieles fl-ilma se jiżdied, għalhekk, il-punt jissejjaħ il-punt ta 'waqfa, u l-klorinazzjoni f'dan l-istat tissejjaħ il-klorinazzjoni tal-punt ta' waqfa.

Il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt tal-waqfa jintuża biex jikkura l-ilma tad-drenaġġ tat-tħaffir wara nfiħ tan-nitroġenu tal-ammonja, u l-effett tat-trattament huwa affettwat direttament mill-proċess ta 'nfiħ tan-nitroġenu ta' l-ammonja minn qabel. Meta 70% tan-nitroġenu ta 'l-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ jitneħħa permezz ta' proċess ta 'nfiħ u mbagħad ittrattat permezz ta' klorinazzjoni tal-punt ta 'waqfa, il-konċentrazzjoni tal-massa ta' l-ammonja nitroġenu fl-effluwent hija inqas minn 15mg / l. Zhang Shengli et al. Ħadet l-ilma tad-drenaġġ simulat tan-nitroġenu ta 'l-ammonja b'konċentrazzjoni tal-massa ta' 100mg / L bħala l-oġġett ta 'riċerka, u r-riżultati tar-riċerka wrew li l-fatturi ewlenin u sekondarji li jaffettwaw it-tneħħija tan-nitroġenu ta' l-ammonja bl-ossidazzjoni ta 'l-ipoklorit tas-sodju kienu l-proporzjon kwantità ta' klorin għal in-nitroġenu ta 'l-ammonja, il-ħin ta' reazzjoni, u l-valur tal-pH.

Il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt ta 'waqfa għandu effiċjenza għolja ta' tneħħija tan-nitroġenu, ir-rata ta 'tneħħija tista' tilħaq 100%, u l-konċentrazzjoni ta 'l-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ tista' titnaqqas għal żero. L-effett huwa stabbli u mhux affettwat mit-temperatura; Inqas tagħmir ta 'investiment, rispons rapidu u komplet; Għandu l-effett tal-isterilizzazzjoni u d-diżinfezzjoni fuq il-ġisem tal-ilma. L-ambitu tal-applikazzjoni tal-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt tal-waqfa huwa li l-konċentrazzjoni tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja hija inqas minn 40mg / L, u għalhekk il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt tal-break huwa l-aktar użat għat-trattament avvanzat tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja. Ir-rekwiżit ta 'użu u ħażna sikuri huwa għoli, l-ispiża tat-trattament hija għolja, u l-prodotti sekondarji kloramini u organiċi klorinati jikkawżaw tniġġis sekondarju.

④ Metodu ta 'ossidazzjoni katalitika

Il-metodu ta 'ossidazzjoni katalitika huwa permezz ta' l-azzjoni ta 'katalist, taħt ċerta temperatura u pressjoni, permezz ta' ossidazzjoni ta 'l-arja, materja organika u ammonja fid-drenaġġ jistgħu jiġu ossidizzati u dekomposti f'sustanzi li ma jagħmlux ħsara bħal CO2, N2 u H2O, biex jiksbu l-iskop ta' purifikazzjoni.

Il-fatturi li jaffettwaw l-effett ta 'ossidazzjoni katalitika huma karatteristiċi tal-katalist, temperatura, ħin ta' reazzjoni, valur ta 'pH, konċentrazzjoni ta' nitroġenu ta 'l-ammonja, pressjoni, intensità ta' taħwid u l-bqija.

Il-proċess ta 'degradazzjoni ta' nitroġenu ta 'l-ammonja ozonated ġie studjat. Ir-riżultati wrew li meta żdied il-valur tal-pH, tip ta 'radikali ho b'kapaċità ta' ossidazzjoni qawwija ġie prodott, u r-rata ta 'ossidazzjoni ġiet aċċellerata b'mod sinifikanti. Studji juru li l-ożonu jista 'jossida l-ammonja nitroġenu man-nitrit u n-nitrite għan-nitrat. Il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tonqos biż-żieda tal-ħin, u r-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu ta' l-ammonja hija ta 'madwar 82%. CuO-MN02-CE02 intuża bħala katalist kompost biex jikkura l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja. Ir-riżultati sperimentali juru li l-attività ta 'ossidazzjoni tal-katalist kompost ippreparat ġdid hija mtejba b'mod sinifikanti, u l-kundizzjonijiet tal-proċess xierqa huma 255 ℃, 4.2MPa u PH = 10.8. Fit-trattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja b'konċentrazzjoni inizjali ta' 1023mg / L, ir-rata ta 'tneħħija ta' nitroġenu ta 'l-ammonja tista' tilħaq 98% fi ħdan 150min, u tilħaq l-istandard ta 'kwittanza sekondarja (50mg / L).

Il-prestazzjoni katalitika ta 'fotokatalizzatur ta' TiO2 appoġġat minn zeolite ġiet investigata billi ġiet studjata r-rata ta 'degradazzjoni tan-nitroġenu ta' l-ammonja f'soluzzjoni ta 'aċidu sulfuriku. Ir-riżultati juru li d-doża ottimali ta 'fotokatalizzatur Ti02 / Zeolite hija 1.5g / L u l-ħin ta' reazzjoni huwa 4H taħt irradjazzjoni ultravjola. Ir-rata ta 'tneħħija ta' l-ammonja nitroġenu mill-ilma mormi tista 'tilħaq 98.92%. L-effett tat-tneħħija ta 'dijossidu għoli tal-ħadid u nano-chin taħt dawl ultravjola fuq il-fenol u n-nitroġenu ta' l-ammonja ġie studjat. Ir-riżultati juru li r-rata ta 'tneħħija ta' nitroġenu ta 'l-ammonja hija 97.5% meta pH = 9.0 hija applikata għas-soluzzjoni tan-nitroġenu ta' l-ammonja bil-konċentrazzjoni ta '50mg / L, li hija 7.8% u 22.5% ogħla minn dik ta' ħadid għoli jew dijossidu ta 'chine waħdu.

Metodu ta 'ossidazzjoni katalitika għandu l-vantaġġi ta' effiċjenza ta 'purifikazzjoni għolja, proċess sempliċi, żona ta' isfel żgħira, eċċ., U ħafna drabi jintuża biex jikkura l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja ta' konċentrazzjoni għolja. Id-diffikultà tal-applikazzjoni hija kif tipprevjeni t-telf ta 'katalist u protezzjoni tal-korrużjoni tat-tagħmir.

Metodu ta 'ossidazzjoni elettrokimika

Metodu ta 'ossidazzjoni elettrokimika jirreferi għall-metodu ta' tneħħija ta 'sustanzi li jniġġsu fl-ilma billi jużaw elettroossidazzjoni b'attività katalitika. Il-fatturi li jinfluwenzaw huma d-densità attwali, ir-rata tal-fluss tad-dħul, il-ħin tal-ħruġ u l-ħin tas-soluzzjoni tal-punt.

L-ossidazzjoni elettrokimika ta 'l-ilma tad-drenaġġ ta' l-ammonja-nitroġenu f'ċellula elettrolitika tal-fluss li jiċċirkola ġiet studjata, fejn il-pożittiv huwa l-elettriku tan-netwerk Ti / Ru02-TiO2-IR02-SNO2 u n-negattiv huwa n-netwerk ta 'l-elettriku. Ir-riżultati juru li meta l-konċentrazzjoni tal-joni tal-klorur hija 400mg / L, il-konċentrazzjoni inizjali tan-nitroġenu tal-ammonja hija 40mg / L, ir-rata tal-fluss influwenti hija 600ml / min, id-densità tal-kurrent hija 20mA / cm, u l-ħin elettrolitiku huwa 90min, ir-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija 99.37%. Juri li l-ossidazzjoni elettrolitika ta 'l-ilma tad-drenaġġ ta' l-ammonja-nitroġenu għandha prospett ta 'applikazzjoni tajjeb.

3. Proċess ta 'tneħħija tan-nitroġenu bijokimiku

①Il-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni sħaħ

In-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni tal-proċess sħiħ huwa tip ta 'metodu bijoloġiku li ilu jintuża ħafna għal żmien twil. Jikkonverti n-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ f'nitroġenu permezz ta 'serje ta' reazzjonijiet bħal nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni taħt l-azzjoni ta 'diversi mikro-organiżmi, sabiex jintlaħaq l-iskop tat-trattament tad-drenaġġ. Il-proċess ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni biex jitneħħa n-nitroġenu ta' l-ammonja jeħtieġ li jgħaddi minn żewġ stadji:

Reazzjoni tan-nitrifikazzjoni: Ir-reazzjoni tan-nitrifikazzjoni titlesta permezz ta 'mikro-organiżmi autotrofiċi aerobiċi. Fl-istat aerobiku, in-nitroġenu inorganiku jintuża bħala s-sors tan-nitroġenu biex jikkonverti NH4 + f'NO2-, u mbagħad huwa ossidizzat għal NO3-. Il-proċess ta 'nitrifikazzjoni jista' jinqasam f'żewġ stadji. Fit-tieni stadju, in-nitrit huwa kkonvertit għal nitrat (NO3-) permezz ta 'batterji nitrififikati, u n-nitrit huwa kkonvertit għal nitrat (NO3-) minn batterji nitrififikati.

Reazzjoni ta 'denitrifikazzjoni: Reazzjoni ta' denitrifikazzjoni hija l-proċess li fih il-batterji denitrifikanti jnaqqsu n-nitroġenu tan-nitrite u n-nitroġenu għan-nitroġenu gassuż (N2) fl-istat ta 'ipoksja. Il-batterji denitrifikanti huma mikro-organiżmi eterotrofiċi, li ħafna minnhom jappartjenu għal batterji anfictic. Fl-istat ta 'ipoksja, huma jużaw l-ossiġenu fin-nitrat bħala aċċettatur tal-elettroni u materja organika (komponent BOD fid-drenaġġ) bħala donatur tal-elettroni biex jipprovdu l-enerġija u jiġu ossidizzati u stabbilizzati.

L-applikazzjonijiet kollha dwar in-nitrifikazzjoni u l-inġinerija tad-denitrifikazzjoni tal-proċess jinkludu prinċipalment AO, A2O, ossidazzjoni tal-foss, eċċ., Li huwa metodu aktar matur użat fl-industrija tat-tneħħija tan-nitroġenu bijoloġiku.

Il-metodu kollu ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni għandu l-vantaġġi ta' effett stabbli, operazzjoni sempliċi, l-ebda tniġġis sekondarju u prezz baxx. Dan il-metodu għandu wkoll xi żvantaġġi, bħas-sors tal-karbonju għandu jkun miżjud meta l-proporzjon C / N fl-ilma tad-drenaġġ huwa baxx, ir-rekwiżit tat-temperatura huwa relattivament strett, l-effiċjenza hija baxxa f'temperatura baxxa, iż-żona hija kbira, id-domanda għall-ossiġnu hija kbira, u xi sustanzi ta 'ħsara bħal jonji tal-metall tqil għandhom effett press fuq il-mikro-organiżmi, li jeħtieġ li jitneħħa qabel il-metodu bijoloġiku. Barra minn hekk, il-konċentrazzjoni għolja ta 'nitroġenu ta' l-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ għandha wkoll effett inibitorju fuq il-proċess ta 'nitrifikazzjoni. Għalhekk, it-trattament minn qabel għandu jitwettaq qabel it-trattament ta 'ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' konċentrazzjoni għolja sabiex il-konċentrazzjoni ta 'ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja tkun inqas minn 500mg / L. Il-metodu bijoloġiku tradizzjonali huwa adattat għat-trattament ta 'drenaġġ ta' konċentrazzjoni baxxa ta 'l-ammonja tan-nitroġenu li fih materja organika, bħal drenaġġ domestiku, drenaġġ kimiku, eċċ.

Nitrifikazzjoni u Denitrifikazzjoni Simultanja (SND)

Meta n-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni jitwettqu flimkien fl-istess reattur, huwa msejjaħ denitrifikazzjoni simultanja ta 'diġestjoni (SND). L-ossiġenu maħlul fl-ilma mormi huwa limitat mir-rata ta 'diffużjoni biex jipproduċi gradjent ta' ossiġnu maħlul fiż-żona tal-mikroambjent fuq il-flok mikrobjali jew bijofilm, li jagħmel il-gradjent ta 'ossiġenu maħlul fuq il-wiċċ ta' barra tal-flok mikrobjali jew bijofilm li jwassal għat-tkabbir u l-propagazzjoni ta 'batterji ta' nitrififikazzjoni aerobika u ammonjazzjoni tal-batterja. Iktar ma jkun fil-fond fil-floc jew fil-membrana, iktar tkun baxxa l-konċentrazzjoni ta 'ossiġnu maħlul, li tirriżulta f'żona anossika fejn il-batterji li jiddenitrifikaw jiddominaw. B'hekk tifforma proċess simultanju ta 'diġestjoni u denitrifikazzjoni. Il-fatturi li jaffettwaw id-diġestjoni simultanja u d-denitrifikazzjoni huma l-valur tal-pH, it-temperatura, l-alkalinità, is-sors tal-karbonju organiku, l-ossiġnu maħlul u l-età tal-ħama.

In-nitrifikazzjoni / denitrifikazzjoni simultanja kienet teżisti fil-foss ta 'ossidazzjoni tal-karrusel, u l-konċentrazzjoni ta' ossiġnu maħlul bejn l-impeller arerat fil-foss ta 'ossidazzjoni tal-karrusel naqas gradwalment, u l-ossiġenu maħlul fil-parti ta' isfel tal-parti ta 'l-ossidazzjoni tal-karrusel kien inqas minn dak fil-parti ta' fuq. Ir-rati ta 'formazzjoni u konsum ta' nitroġenu tan-nitrat f'kull parti tal-kanal huma kważi ugwali, u l-konċentrazzjoni ta 'nitroġenu ta' l-ammonja fil-kanal hija dejjem baxxa ħafna, li tindika li r-reazzjonijiet ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni jseħħu fl-istess ħin fil-kanal ta' ossidazzjoni tal-karrusell.

L-istudju dwar it-trattament tad-drenaġġ domestiku juri li iktar ma jkun għoli l-CODCR, iktar tkun kompluta d-denitrifikazzjoni u aħjar it-tneħħija tat-TN. L-effett ta 'ossiġnu maħlul fuq nitrifikazzjoni simultanja u denitrifikazzjoni huwa kbir. Meta l-ossiġnu maħlul jiġi kkontrollat ​​għal 0.5 ~ 2mg / L, l-effett totali ta 'tneħħija tan-nitroġenu huwa tajjeb. Fl-istess ħin, il-metodu tan-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni jiffranka r-reattur, shorters il-ħin ta 'reazzjoni, għandu konsum baxx ta' enerġija, jiffranka l-investiment, u huwa faċli biex iżomm il-valur tal-pH stabbli.

Diġestjoni u denitrifikazzjoni tal-medda ta 'l-Ishort

Fl-istess reattur, batterji ossidanti tal-ammonja jintużaw biex jossidaw l-ammonja għal nitrit taħt kondizzjonijiet aerobiċi, u mbagħad in-nitrit huwa direttament denitrifikat biex jipproduċi nitroġenu b'materja organika jew sors estern tal-karbonju bħala donatur tal-elettroni taħt kundizzjonijiet ta 'ipoksja. Il-fatturi ta 'influwenza ta' nitrifikazzjoni ta 'medda qasira u denitrifikazzjoni huma temperatura, ammonja ħielsa, valur tal-pH u ossiġnu maħlul.

Effett tat-temperatura fuq nitrifikazzjoni fuq medda qasira ta 'drenaġġ muniċipali mingħajr ilma baħar u drenaġġ muniċipali bi 30% ilma baħar. Ir-riżultati sperimentali juru li: għad-drenaġġ muniċipali mingħajr ilma baħar, iż-żieda fit-temperatura twassal biex tinkiseb nitrifikazzjoni fuq medda qasira. Meta l-proporzjon tal-ilma baħar fid-drenaġġ domestiku huwa ta '30%, nitrifikazzjoni fuq medda qasira tista 'tinkiseb aħjar f'kundizzjonijiet ta' temperatura medja. L-Università tat-Teknoloġija ta 'Delft żviluppat il-proċess ta' Sharon, l-użu ta 'temperatura għolja (madwar 30-4090) iwassal għall-proliferazzjoni ta' batterji tan-nitrit, sabiex il-batterji nitriti jitilfu l-kompetizzjoni, filwaqt li billi jikkontrollaw l-età tal-ħama biex jeliminaw il-batterji tan-nitriti, sabiex ir-reazzjoni tan-nitrit fl-istadju tan-nitrit.

Ibbażat fuq id-differenza fl-affinità tal-ossiġenu bejn il-batterji tan-nitrit u l-batterja tan-nitrit, il-laboratorju tal-ekoloġija mikrobjali ġentili żviluppa l-proċess oland biex tinkiseb l-akkumulazzjoni ta 'nitroġenu nitrit billi tikkontrolla l-ossiġenu maħlul biex telimina l-batterji tan-nitrit.

Ir-riżultati tat-test pilota tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ tal-kokk permezz ta 'nitrifikazzjoni ta' medda qasira u denitrifikazzjoni juru li meta l-konċentrazzjonijiet influwenti tal-merluzz, in-nitroġenu, TN u l-fenol huma 1201.6,510.4,540.4,540.1 u 110.4mg / l, l-ammonja medju, l-ammonja nitrogen, TN u l-konċentrazzjonijiet tal-fenol huma 197.1,14.2,181.5 u 0.4mg / L, rispettivament. Ir-rati ta 'tneħħija korrispondenti kienu 83.6%, 97.2%, 66.4% u 99.6%, rispettivament.

Il-proċess ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira ma jgħaddix mill-istadju tan-nitrat, u jiffranka s-sors tal-karbonju meħtieġ għat-tneħħija bijoloġika tan-nitroġenu. Għandu ċerti vantaġġi għall-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja bi proporzjon baxx C / N. In-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni fuq medda qasira għandhom il-vantaġġi ta 'inqas ħama, ħin ta' reazzjoni qasir u volum ta 'ffrankar tar-reattur. Madankollu, nitrifikazzjoni ta 'medda qasira u denitrifikazzjoni jeħtieġu akkumulazzjoni stabbli u dejjiema ta' nitrit, għalhekk kif tinibixxi b'mod effettiv l-attività ta 'batterji nitrififikati ssir iċ-ċavetta.

④ ossidazzjoni tal-ammonja anerobika

Ammossidazzjoni anerobika hija proċess ta 'ossidazzjoni diretta ta' l-ammonja nitroġenu għan-nitroġenu permezz ta 'batterji autotrofiċi taħt il-kundizzjoni ta' ipoksja, b'nitroġenu nitruż jew nitroġenu nitrous bħala aċċettatur ta 'l-elettroni.

L-effetti tat-temperatura u l-pH fuq l-attività bijoloġika ta 'anammox ġew studjati. Ir-riżultati wrew li t-temperatura ta 'reazzjoni ottima kienet 30 ℃ u l-valur tal-pH kien ta' 7.8. Il-fattibilità tar-reattur tal-ammox anerobiku għall-kura ta 'salinità għolja u drenaġġ ta' konċentrazzjoni għolja tan-nitroġenu ġiet studjata. Ir-riżultati wrew li salinità għolja inibixxiet b'mod sinifikanti l-attività ta 'Anammox, u din l-inibizzjoni kienet riversibbli. L-attività anerobika ta 'l-ammox tal-ħama mhux akklimata kienet 67.5% inqas minn dik tal-ħama ta' kontroll taħt is-salinità ta '30G.L-1 (NAC1). L-attività anammox tal-ħama akklimata kienet 45.1% inqas minn dik tal-kontroll. Meta l-ħama akklimata ġiet trasferita minn ambjent ta 'salinità għolja għal ambjent ta' salinità baxxa (l-ebda salmura), l-attività ta 'ammox anerobiku żdiedet bi 43.1%. Madankollu, ir-reattur huwa suxxettibbli li jonqos mill-funzjoni meta jibqa 'għaddej salinità għolja għal żmien twil.

Meta mqabbel mal-proċess bijoloġiku tradizzjonali, l-ammox anerobiku huwa teknoloġija ta 'tneħħija ta' nitroġenu bijoloġiku aktar ekonomiku mingħajr sors ta 'karbonju addizzjonali, domanda baxxa ta' ossiġnu, l-ebda ħtieġa li r-reaġenti jinnewtralizzaw, u inqas produzzjoni ta 'ħama. L-iżvantaġġi ta 'l-ammox anerobiku huma li l-veloċità tar-reazzjoni hija bil-mod, il-volum tar-reattur huwa kbir, u s-sors tal-karbonju huwa sfavorevoli għall-ammox anerobiku, li għandu sinifikat prattiku għas-soluzzjoni tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja b'bijodegradabilità fqira.

4. Proċess ta 'Tneħħija tan-Nitroġenu ta' Separazzjoni u Assorbiment

① Metodu ta 'separazzjoni tal-membrana

Il-metodu ta 'separazzjoni tal-membrana huwa li tuża l-permeabilità selettiva tal-membrana biex tissepara b'mod selettiv il-komponenti fil-likwidu, sabiex tinkiseb l-iskop tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja. Inklużi osmosis inversa, nanofiltrazzjoni, membrana u elettrodijalisi. Il-fatturi li jaffettwaw is-separazzjoni tal-membrana huma karatteristiċi tal-membrana, pressjoni jew vultaġġ, valur tal-pH, temperatura u konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja.

Skond il-kwalità tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja skarikat minn fonderija rari tad-dinja, l-esperiment ta 'l-osmosis b'lura sar bl-ilma tad-drenaġġ simulat NH4C1 u NACI. Instab li taħt l-istess kundizzjonijiet, l-osmosis reverse għandu rata ta 'tneħħija ogħla ta' NACI, filwaqt li NHCL għandu rata ogħla ta 'produzzjoni ta' ilma. Ir-rata ta 'tneħħija ta' NH4C1 hija 77.3% wara trattament ta 'osmosis b'lura, li jista' jintuża bħala trattament minn qabel ta 'l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja. Teknoloġija ta 'l-osmosis b'lura tista' tiffranka l-enerġija, stabbiltà termali tajba, iżda r-reżistenza għall-klorin, ir-reżistenza għat-tniġġis hija fqira.

Proċess ta 'separazzjoni tal-membrana ta' nanofiltrazzjoni bijokimika intuża biex jikkura l-lissija tal-miżbla, sabiex 85% ~ 90% tal-likwidu permeabbli ġie mormi skont l-istandard, u 0% ~ 15% biss tal-likwidu tad-drenaġġ ikkonċentrat u t-tajn ġew mibgħuta lura fit-tank taż-żibel. Ozturki et al. Ittrattat il-lissija tal-miżbla ta 'Odayeri fit-Turkija bil-membrana tan-nanoofiltrazzjoni, u r-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu ta 'l-ammonja kienet ta' madwar 72%. Il-membrana tan-nanoofiltrazzjoni teħtieġ pressjoni aktar baxxa mill-membrana ta 'l-osmosis b'lura, faċli biex topera.

Is-sistema tal-membrana li tneħħi l-ammonja hija ġeneralment użata fit-trattament ta 'l-ilma tad-drenaġġ b'nitroġenu ta' ammonja għolja. In-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma għandu l-bilanċ li ġej: NH4- + OH- = NH3 + H2O fl-operazzjoni, l-ilma tad-drenaġġ li fih l-ammonja li fih fil-qoxra tal-modulu tal-membrana, u l-flussi likwidi li jassorbu l-aċidu fil-pajp tal-modulu tal-membrana. Meta l-pH tad-drenaġġ jiżdied jew it-temperatura jogħla, l-ekwilibriju jinbidel lejn il-lemin, u l-jone tal-ammonju NH4- isir l-NH3 gassuż ħieles. F'dan iż-żmien, NH3 gassuż jista 'jidħol fil-fażi likwida ta' assorbiment ta 'l-aċidu fil-pajp mill-fażi tal-ilma mormi fil-qoxra minn ġol-mikropori fuq il-wiċċ tal-fibra vojta, li hija assorbita mis-soluzzjoni aċiduża u immedjatament issir jonika NH4-. Żomm il-pH tad-drenaġġ 'il fuq minn 10, u t-temperatura' l fuq minn 35 ° C (taħt il-50 ° C), sabiex l-NH4 fil-fażi tad-drenaġġ kontinwament isir NH3 għall-migrazzjoni tal-fażi likwida ta 'assorbiment. Bħala riżultat, il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fin-naħa tad-drenaġġ naqset kontinwament. Il-fażi likwida ta 'assorbiment ta' aċidu, minħabba li hemm biss aċidu u NH4-, tifforma melħ ta 'l-ammonju pur ħafna, u tilħaq ċerta konċentrazzjoni wara ċirkolazzjoni kontinwa, li tista' tiġi riċiklata. Min-naħa l-waħda, l-użu ta 'din it-teknoloġija jista' jtejjeb ħafna r-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu ta' l-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ, u min-naħa l-oħra jista 'jnaqqas l-ispiża operattiva totali tas-sistema ta' trattament tad-drenaġġ.

Metodu ②elettrodilisi

L-elettrodijalisi huwa metodu biex jitneħħew solidi maħlula minn soluzzjonijiet milwiema billi jiġu applikati vultaġġ bejn il-pari tal-membrana. Taħt l-azzjoni ta 'vultaġġ, l-joni ta' l-ammonja u joni oħra fl-ilma tad-drenaġġ ta 'l-ammonja-nitroġenu huma arrikkiti mill-membrana fl-ilma kkonċentrat li fih l-ammonja, sabiex jinkisbu l-iskop tat-tneħħija.

Il-metodu ta 'l-elettrodijalisi ntuża biex jikkura drenaġġ inorganiku b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu ta 'l-ammonja u kiseb riżultati tajbin. Għall-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja 2000-3000mg / L, ir-rata ta' tneħħija ta 'nitroġenu ta' l-ammonja tista 'tkun aktar minn 85%, u l-ilma ta' l-ammonja kkonċentrat jista 'jinkiseb bi 8.9%. L-ammont ta 'elettriku kkunsmat matul l-operat ta' elettrodijalisi huwa proporzjonali għall-ammont ta 'nitroġenu ta' l-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ. It-trattament bl-elettrodijalisi tad-drenaġġ mhuwiex limitat mill-valur, it-temperatura u l-pressjoni, u huwa faċli biex topera.

Il-vantaġġi tas-separazzjoni tal-membrana huma rkupru għoli ta 'nitroġenu ta' l-ammonja, operazzjoni sempliċi, effett ta 'trattament stabbli u l-ebda tniġġis sekondarju. Madankollu, fit-trattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja ta' konċentrazzjoni għolja, ħlief għall-membrana deammonated, membrani oħra huma faċli biex jiġu skalati u mblukkati, u r-riġenerazzjoni u l-ħasil ta 'wara huma frekwenti, u jżidu l-ispiża tat-trattament. Għalhekk, dan il-metodu huwa aktar adattat għal trattament minn qabel jew ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja ta' konċentrazzjoni baxxa.

③ Metodu ta 'skambju ta' joni

Metodu ta 'skambju ta' joni huwa metodu biex jitneħħa n-nitroġenu ta 'l-ammonja mill-ilma tad-drenaġġ billi juża materjali b'assorbiment selettiv qawwi ta' joni ta 'l-ammonja. Il-materjali ta 'adsorbiment użati b'mod komuni huma attivat karbonju, żeolite, montmorillonite u raża ta' skambju. Zeolite huwa tip ta 'siliko-aluminat bi struttura spazjali tridimensjonali, struttura regolari tal-pori u toqob, li fosthom il-klinoptilolite għandu kapaċità ta' adsorbiment selettiva qawwija għal joni ta 'ammonja u prezz baxx, u għalhekk huwa komunement użat bħala materjal ta' adsorbiment għall-ammonja tan-nitroġenu fl-inġinerija fl-inġinerija. Il-fatturi li jaffettwaw l-effett tat-trattament ta 'klinoptilolite jinkludu d-daqs tal-partikuli, konċentrazzjoni influwenti tan-nitroġenu ta' l-ammonja, ħin ta 'kuntatt, valur tal-pH u l-bqija.

L-effett ta 'adsorbiment ta' zeolite fuq in-nitroġenu ta 'l-ammonja huwa ovvju, segwit minn ranite, u l-effett tal-ħamrija u ċ-ċeramisite huwa fqir. Il-mod ewlieni biex tneħħi n-nitroġenu tal-ammonja minn żeolite huwa l-iskambju tal-joni, u l-effett ta 'adsorbiment fiżiku huwa żgħir ħafna. L-effett tal-iskambju tal-joni taċ-ċeramit, tal-ħamrija u tar-ranit huwa simili għall-effett ta 'adsorbiment fiżiku. Il-kapaċità ta 'adsorbiment ta' l-erba 'mili naqset biż-żieda fit-temperatura fil-medda ta' 15-35 ℃, u żdiedet biż-żieda tal-valur tal-pH fil-medda ta '3-9. L-ekwilibriju ta 'l-adsorbiment intlaħaq wara oxxillazzjoni ta' 6h.

Il-fattibilità tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-lissija tal-miżbla mill-adsorbiment taż-żeoliti ġiet studjata. Ir-riżultati sperimentali juru li kull gramma ta 'zeolite għandha potenzjal ta' adsorbiment limitat ta '15 .5mg nitroġenu ta 'l-ammonja, meta d-daqs tal-partiċelli ta' zeolite huwa 30-16 malja, ir-rata ta 'tneħħija ta' l-ammonja nitroġenu tilħaq 78.5%, u taħt l-istess ħin ta 'adsorbiment, dożi, dożi u partiċelli ta' żeoliti, ogħla Rata ta 'adsorbiment, u huwa fattibbli għal żeolite bħala adsorbent biex tneħħi n-nitroġenu ta' l-ammonja mil-lissija. Fl-istess ħin, huwa rrimarkat li r-rata ta 'adsorbiment tan-nitroġenu ta' l-ammonja minn zeolite hija baxxa, u huwa diffiċli għal Zeolite li tilħaq il-kapaċità ta 'adsorbiment ta' saturazzjoni fl-operazzjoni prattika.

L-effett tat-tneħħija tas-sodda taż-żeoliti bijoloġiċi fuq in-nitroġenu, COD u sustanzi oħra li jniġġsu fid-drenaġġ simulat tar-raħal ġie studjat. Ir-riżultati juru li r-rata ta 'tneħħija ta' l-ammonja nitroġenu permezz ta 'sodda bijoloġika taż-żeoliti hija aktar minn 95%, u t-tneħħija tan-nitroġenu tan-nitrat hija affettwata ħafna mill-ħin ta' residenza idrawlika.

Il-metodu ta 'skambju ta' joni għandu l-vantaġġi ta 'investiment żgħir, proċess sempliċi, tħaddim konvenjenti, insensittività għall-velenu u t-temperatura, u l-użu mill-ġdid ta' zeolite bir-riġenerazzjoni. Madankollu, meta tiġi ttrattata l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja ta' konċentrazzjoni għolja, ir-riġenerazzjoni hija frekwenti, li ġġib inkonvenjent għall-operazzjoni, u għalhekk jeħtieġ li tkun ikkombinata ma 'metodi oħra ta' trattament tan-nitroġenu ta 'l-ammonja, jew użata biex tikkura l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' konċentrazzjoni baxxa ta 'konċentrazzjoni.

Bejgħ bl-ingrossa 4A Manifattur u Fornitur taż-Żeoliti | Everbright (cnchemist.com)