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

1.X'inhu n-nitroġenu ta 'l-ammonja?

Nitroġenu ta 'l-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 ta 'melħ ta' l-ammonju huwa għoli.

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

L-effett ta 'ħsara prinċipali tan-nitroġenu ta' l-ammonja fuq organiżmi akkwatiċi huwa l-ammonja ħielsa, li t-tossiċità tagħha hija għexieren ta 'darbiet akbar minn dik tal-melħ ta' l-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, b'mod ġenerali, iktar ma jkun għoli l-valur tal-pH u t-temperatura tal-ilma, iktar tkun b'saħħitha t-tossiċità.

Żewġ metodi kolorimetriċi ta' sensittività approssimattiva użati komunement biex jiddeterminaw l-ammonja huma l-metodu klassiku tar-reaġent Nessler u l-metodu tal-fenol-ipoklorit.Titrazzjonijiet u metodi elettriċi huma wkoll komunement użati biex jiddeterminaw l-ammonja;Meta l-kontenut tan-nitroġenu tal-ammonja huwa għoli, jista 'jintuża wkoll il-metodu tat-titrazzjoni tad-distillazzjoni.(L-istandards nazzjonali jinkludu l-metodu tar-reaġent ta' Nath, l-ispettrofotometrija tal-aċidu saliċiliku, id-distillazzjoni – il-metodu tat-titrazzjoni)

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

① Metodu ta 'preċipitazzjoni kimika

Metodu ta 'preċipitazzjoni kimika, magħruf ukoll bħala metodu ta' preċipitazzjoni MAP, huwa li żżid manjesju u aċidu fosforiku jew fosfat ta 'l-idroġenu mal-ilma tad-drenaġġ li fih nitroġenu ta' l-ammonja, sabiex NH4 + fl-ilma tad-drenaġġ jirreaġixxi ma 'Mg + u PO4- f'soluzzjoni milwiema biex tiġġenera preċipitazzjoni ta' fosfat tal-manjeżju ta 'l-ammonju. , il-formula molekulari hija MgNH4P04.6H20, sabiex jinkiseb l-iskop li jitneħħa n-nitroġenu ta 'l-ammonja.Il-fosfat tal-ammonju tal-manjeżju, komunement magħruf 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 ta 'manjeżju, nitroġenu u fosfru huwa 1.2:1:1.2, l-effett tat-trattament huwa aħjar.

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

Ir-riżultati juru li MgC12 + Na3PO4.12H20 huwa superjuri għal kombinazzjonijiet oħra ta 'aġenti preċipitanti.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 tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ wara li tħawwad għal 30min titnaqqas 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 magħquda għat-trattament ta' ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja industrijali ta' konċentrazzjoni għolja.Taħt il-kundizzjonijiet ta 'ottimizzazzjoni tal-proċess ta' preċipitazzjoni, ir-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja laħqet 98.1%, u mbagħad trattament ulterjuri bil-metodu tal-film likwidu naqqas il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja għal 0.005g/L, u laħaq l-istandard nazzjonali tal-emissjoni tal-ewwel klassi.

Ġie investigat l-effett tat-tneħħija ta 'joni tal-metall divalenti (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) minbarra Mg+ fuq nitroġenu ta' l-ammonja taħt l-azzjoni tal-fosfat.Ġie propost proċess ġdid ta 'preċipitazzjoni CaSO4-MAP għall-ilma tad-dranaġġ 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' ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja hija għolja, l-applikazzjoni ta 'metodi oħra hija limitata, bħal metodu bijoloġiku, metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta 'waqfien, metodu ta' separazzjoni tal-membrana, metodu ta 'skambju joniku, eċċ F'dan iż-żmien, 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 preċipitata li fiha l-fosfat tal-ammonju tal-manjeżju tista 'tintuża bħala fertilizzant kompost biex tirrealizza l-utilizzazzjoni tal-iskart, u b'hekk tpaċi parti mill-ispiża;Jekk tista 'tiġi kkombinata ma' xi intrapriżi industrijali li jipproduċu drenaġġ tal-fosfat u intrapriżi li jipproduċu salmura tal-melħ, tista 'tiffranka l-ispejjeż farmaċewtiċi u tiffaċilita applikazzjoni fuq skala kbira.

L-iżvantaġġ tal-metodu ta '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 tad-drenaġġ jilħaq ċertu konċentrazzjoni, l-effett tat-tneħħija mhuwiex ovvju u l-ispiża tal-input tiżdied ħafna.Għalhekk, il-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 jistgħu faċilment jikkawżaw tniġġis sekondarju.

Fabbrikant u Fornitur tas-Sulfat tal-Aluminju bl-ingrossa |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Dibasic Sodium Phosphate Manifattur u Fornitur bl-ingrossa |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②blow off metodu

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja bil-metodu ta 'nfiħ hija li taġġusta l-valur tal-pH għal alkalin, sabiex il-jone tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ jiġi kkonvertit f'ammonja, sabiex teżisti prinċipalment fil-forma ta' ammonja ħielsa, u mbagħad l-ammonja ħielsa titneħħa. ta 'l-ilma tad-drenaġġ permezz tal-gass trasportatur, sabiex jinkiseb l-iskop li jitneħħa n-nitroġenu ta' l-ammonja.Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-effiċjenza tan-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 tal-blow-off huwa użat ħafna fit-trattament tal-ilma mormi b'konċentrazzjoni għolja ta 'nitroġenu tal-ammonja.

Ġiet studjata t-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-lissija tal-landfill permezz tal-metodu tal-blow-off.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 tkun akbar minn 2590, il-proporzjon tal-gass-likwidu huwa ta 'madwar 3500, u l-pH huwa ta' madwar 10.5, ir-rata ta 'tneħħija tista' tilħaq aktar minn 90% għall-lissija tal-miżbla bil-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja għoli daqs 2000-4000mg/ L.Ir-riżultati juru li meta pH=11.5, it-temperatura tat-tqaxxir hija 80cC u l-ħin tat-tqaxxir huwa 120min, ir-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ tista' tilħaq 99.2%.

L-effiċjenza tal-blowing-off ta 'l-ilma tad-dranaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja ta 'konċentrazzjoni għolja twettqet permezz ta' torri ta 'blowing-off kontrokurrent.Ir-riżultati wrew li l-effiċjenza tal-blowing-off żdiedet biż-żieda tal-valur tal-pH.Iktar ma jkun kbir il-proporzjon tal-gass-likwidu, akbar tkun il-forza tas-sewqan tat-trasferiment tal-massa tal-istrippjar tal-ammonja, u l-effiċjenza tat-tqaxxir tiżdied ukoll.

It-tneħħija tan-nitroġenu ta 'l-ammonja bil-metodu ta' nfiħ hija effettiva, faċli biex topera u faċli biex tikkontrolla.In-nitroġenu tal-ammonja minfuħ jista 'jintuża bħala assorbitur bl-aċidu sulfuriku, u l-flus tal-aċidu sulfuriku ġenerati jistgħu jintużaw bħala fertilizzant.Il-metodu tal-blow-off huwa teknoloġija użata komunement għat-tneħħija tan-nitroġenu fiżiku u kimiku fil-preżent.Madankollu, il-metodu tal-blow-off għandu xi żvantaġġi, bħal skalar frekwenti fit-torri tal-blow-off, effiċjenza baxxa tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja f'temperatura baxxa, u tniġġis sekondarju kkawżat mill-gass tal-blow-off.Il-metodu tal-blow-off huwa ġeneralment ikkombinat ma 'metodi oħra ta' trattament tal-ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja biex jittratta minn qabel l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni għolja.

③Break point klorinazzjoni

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

HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)

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

Il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt ta 'waqfien jintuża biex jittratta 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 tal-ammonja tat-trattament 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 'waqfien, il-konċentrazzjoni tal-massa tan-nitroġenu ta' l-ammonja fl-effluwent hija inqas minn 15mg/L.Zhang Shengli et al.ħa drenaġġ simulat tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni ta 'massa ta' 100mg/L bħala l-oġġett tar-riċerka, u r-riżultati tar-riċerka wrew li l-fatturi ewlenin u sekondarji li jaffettwaw it-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja bl-ossidazzjoni tal-ipoklorit tas-sodju kienu l-proporzjon tal-kwantità tal-kloru man-nitroġenu tal-ammonja, ħin ta' reazzjoni, u valur tal-pH.

Il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt ta 'waqfien għandu effiċjenza għolja fit-tneħħija tan-nitroġenu, ir-rata tat-tneħħija tista' tilħaq 100%, u l-konċentrazzjoni tal-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 komplut;Għandu l-effett ta 'sterilizzazzjoni u diżinfezzjoni fuq il-korp tal-ilma.L-ambitu tal-applikazzjoni tal-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt tal-waqfien huwa li l-konċentrazzjoni tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja hija inqas minn 40mg/L, għalhekk il-metodu tal-klorinazzjoni tal-punt tal-waqfien jintuża l-aktar għat-trattament avvanzat tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja.Ir-rekwiżit ta 'użu u ħażna sikur huwa għoli, l-ispiża tat-trattament hija għolja, u l-prodotti sekondarji kloramini u organiċi klorinati se jikkawżaw tniġġis sekondarju.

④metodu ta 'ossidazzjoni katalitika

Metodu ta 'ossidazzjoni katalitika huwa permezz ta' l-azzjoni ta 'katalizzatur, taħt ċertu 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 jinkiseb l-iskop ta' purifikazzjoni.

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

Ġie studjat il-proċess ta' degradazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja ożonizzat.Ir-riżultati wrew li meta l-valur tal-pH żdied, ġie prodott tip ta 'radikali HO b'kapaċità qawwija ta' ossidazzjoni, u r-rata ta 'ossidazzjoni ġiet aċċellerata b'mod sinifikanti.Studji juru li l-ożonu jista 'jossida n-nitroġenu tal-ammonja f'nitritu u n-nitritu f'nitrat.Il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tonqos maż-żieda taż-żmien, u r-rata tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija ta 'madwar 82%.CuO-Mn02-Ce02 intuża bħala katalizzatur kompost biex jittratta l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja.Ir-riżultati sperimentali juru li l-attività ta 'ossidazzjoni tal-katalizzatur kompost ippreparat ġdid hija mtejba b'mod sinifikanti, u l-kundizzjonijiet xierqa tal-proċess huma 255 ℃, 4.2MPa u pH=10.8.Fit-trattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni inizjali ta '1023mg/L, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tista 'tilħaq 98% fi żmien 150min, u tilħaq l-istandard nazzjonali ta' skariku sekondarju (50mg/L).

Il-prestazzjoni katalitika tal-fotokatalizzatur TiO2 appoġġjat taż-żeolite ġiet investigata billi tiġi studjata r-rata ta 'degradazzjoni tan-nitroġenu ta' l-ammonja f'soluzzjoni ta 'aċidu sulfuriku.Ir-riżultati juru li l-aħjar dożaġġ ta 'fotokatalizzatur Ti02/zeolite huwa 1.5g/L u l-ħin ta' reazzjoni huwa 4h taħt irradjazzjoni ultravjola.Ir-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu ta' l-ammonja mill-ilma tad-drenaġġ tista 'tilħaq 98.92%.Ġie studjat l-effett tat-tneħħija ta 'dijossidu għoli ta' ħadid u nano-geddum taħt dawl ultravjola fuq nitroġenu tal-fenol u tal-ammonja.Ir-riżultati juru li r-rata ta 'tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija 97.5% meta pH=9.0 jiġi applikat għas-soluzzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja bil-konċentrazzjoni ta' 50mg/L, li hija 7.8% u 22.5% ogħla minn dik ta 'ħadid għoli jew dijossidu taċ-Ċine waħdu.

Il-metodu ta 'ossidazzjoni katalitika għandu l-vantaġġi ta' effiċjenza għolja ta 'purifikazzjoni, proċess sempliċi, erja żgħira tal-qiegħ, eċċ., U ħafna drabi jintuża biex jittratta ilma mormi tan-nitroġenu ta' l-ammonja b'konċentrazzjoni għolja.Id-diffikultà tal-applikazzjoni hija kif tipprevjeni t-telf tal-katalizzatur u l-protezzjoni tal-korrużjoni tat-tagħmir.

⑤metodu ta 'ossidazzjoni elettrokimiku

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

Ġiet studjata l-ossidazzjoni elettrokimika tal-ilma tad-drenaġġ tal-ammonja-nitroġenu f'ċellula elettrolitika tal-fluss li jiċċirkola, fejn il-pożittiv huwa l-elettriku tan-netwerk Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 u n-negattiv huwa l-elettriku tan-netwerk Ti.Ir-riżultati juru li meta l-konċentrazzjoni tal-jone 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, l-ammonja ir-rata tat-tneħħija tan-nitroġenu hija 99.37%.Juri li l-ossidazzjoni elettrolitika ta ' l-ilma tad-drenaġġ ammonja-nitroġenu għandha prospett ta ' applikazzjoni tajba.

3. Proċess ta 'tneħħija tan-nitroġenu bijokimiku

①in-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni kollha

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

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

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

L-applikazzjonijiet ta 'inġinerija ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni tal-proċess kollu jinkludu prinċipalment AO, A2O, foss ta 'ossidazzjoni, 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, tħaddim sempliċi, l-ebda tniġġis sekondarju u spiża baxxa.Dan il-metodu għandu wkoll xi żvantaġġi, bħas-sors tal-karbonju għandu jiżdied meta l-proporzjon C/N fl-ilma tad-drenaġġ ikun 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 joni tal-metall tqil għandhom effett urġenti fuq mikro-organiżmi, li jeħtieġ li jitneħħew qabel ma jitwettaq 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, trattament minn qabel għandu jitwettaq qabel it-trattament ta 'ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni għolja sabiex il-konċentrazzjoni tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja tkun inqas minn 500mg/L.Il-metodu bijoloġiku tradizzjonali huwa adattat għat-trattament ta 'ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja ta 'konċentrazzjoni baxxa li jkun fih materja organika, bħal drenaġġ domestiku, ilma tad-drenaġġ kimiku, eċċ.

②Nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja (SND)

Meta nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni jitwettqu flimkien fl-istess reattur, tissejjaħ denitrifikazzjoni tad-diġestjoni simultanja (SND).L-ossiġnu maħlul fl-ilma tad-drenaġġ huwa limitat bir-rata ta 'diffużjoni biex jipproduċi gradjent ta' ossiġnu maħlul fiż-żona tal-mikroambjent fuq il-floc mikrobjali jew il-bijofilm, li jagħmel il-gradjent ta 'l-ossiġnu maħlul fuq il-wiċċ ta' barra tal-floc mikrobjali jew il-bijofilm li jwassal għat-tkabbir u l-propagazzjoni ta’ batterji nitrifikanti aerobiċi u batterji ta’ ammonja.Aktar ma tkun fil-fond fil-floc jew fil-membrana, iktar tkun baxxa l-konċentrazzjoni ta 'ossiġnu maħlul, li tirriżulta f'żona anosika fejn jiddominaw batterji denitrifikanti.B'hekk jiffurmaw proċess simultanju ta 'diġestjoni u denitrifikazzjoni.Il-fatturi li jaffettwaw id-diġestjoni u d-denitrifikazzjoni simultanja huma l-valur tal-PH, it-temperatura, l-alkalinità, is-sors tal-karbonju organiku, l-ossiġnu maħlul u l-età tal-ħama.

Nitrifikazzjoni/denitrifikazzjoni simultanja kienet teżisti fil-foss ta 'ossidazzjoni tal-Carrousel, u l-konċentrazzjoni ta' ossiġnu maħlul bejn l-impeller erjat fil-foss ta 'ossidazzjoni tal-Carrousel naqset gradwalment, u l-ossiġnu maħlul fil-parti t'isfel tal-foss ta' ossidazzjoni tal-Carrousel kien aktar baxx 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 simultanjament fil-kanal ta' ossidazzjoni Carrousel.

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 tal-ossiġnu maħlul fuq nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja huwa kbir.Meta l-ossiġnu maħlul jiġi kkontrollat ​​f'0.5 ~ 2mg/L, l-effett totali tat-tneħħija tan-nitroġenu huwa tajjeb.Fl-istess ħin, il-metodu ta 'nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni jiffranka r-reattur, iqassar il-ħin ta' reazzjoni, għandu konsum baxx ta 'enerġija, jiffranka l-investiment, u huwa faċli li żżomm il-valur tal-pH stabbli.

③Diġestjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira

Fl-istess reattur, batterji ossidanti ta 'l-ammonja jintużaw biex jossidaw l-ammonja għal nitritu taħt kondizzjonijiet aerobiċi, u mbagħad in-nitritu jiġi denitrifikat direttament biex jipproduċi nitroġenu b'materja organika jew sors ta' karbonju estern bħala donatur ta 'elettroni taħt kundizzjonijiet ta' ipoksja.Il-fatturi ta 'influwenza ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira huma temperatura, ammonja ħielsa, valur 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 għall-kisba ta 'nitrifikazzjoni fuq medda qasira.Meta l-proporzjon ta 'ilma baħar fid-drenaġġ domestiku huwa ta' 30%, nitrifikazzjoni fuq medda qasira tista 'tinkiseb aħjar taħt kundizzjonijiet ta' temperatura medja.L-Università tat-Teknoloġija ta 'Delft żviluppat il-proċess SHARON, l-użu ta' temperatura għolja (madwar 30-4090) iwassal għall-proliferazzjoni ta 'batterji tan-nitrit, sabiex il-batterji tan-nitrit jitilfu l-kompetizzjoni, filwaqt li billi tikkontrolla l-età tal-ħama biex telimina l-batterja tan-nitrit, għalhekk li r-reazzjoni ta 'nitrifikazzjoni fl-istadju tan-nitrit.

Ibbażat fuq id-differenza fl-affinità ta 'l-ossiġnu bejn il-batterji tan-nitriti u l-batterji tan-nitrit, il-Laboratorju ta' Ekoloġija Mikrobjali Gent żviluppa l-proċess OLAND biex tinkiseb l-akkumulazzjoni tan-nitroġenu tan-nitritu billi tikkontrolla l-ossiġnu maħlul biex telimina l-batterja tan-nitrit.

Ir-riżultati tat-test pilota tat-trattament ta 'drenaġġ tal-kokk permezz ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira juru li meta l-COD influwenti, nitroġenu tal-ammonja, TN u konċentrazzjonijiet tal-fenol huma 1201.6,510.4,540.1 u 110.4mg/L, il-COD medju tal-effluwent, nitroġenu tal-ammonja ,TN u 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 tan-nitroġenu bijoloġiku.Għandu ċerti vantaġġi għall-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja bi proporzjon C/N baxx.Nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira għandhom il-vantaġġi ta 'inqas ħama, ħin ta' reazzjoni qasir u volum tar-reattur li jiffranka.Madankollu, nitrifikazzjoni fuq medda qasira u denitrifikazzjoni jeħtieġu akkumulazzjoni stabbli u dejjiema ta 'nitrit, allura kif effettivament tinibixxi l-attività ta' batterji nitrifikanti ssir iċ-ċavetta.

④ Ossidazzjoni tal-ammonja anerobika

L-amossidazzjoni anerobika hija proċess ta 'ossidazzjoni diretta tan-nitroġenu tal-ammonja għan-nitroġenu minn batterji awtotrofiċi taħt il-kundizzjoni ta' ipoksja, b'nitroġenu nitruż jew nitroġenu nitruż bħala aċċettatur tal-elettroni.

L-effetti tat-temperatura u l-PH fuq l-attività bijoloġika ta 'anammoX ġew studjati.Ir-riżultati wrew li t-temperatura ottimali ta 'reazzjoni kienet 30℃ u l-valur tal-pH kien 7.8.Ġiet studjata l-fattibilità ta 'reattur ammoX anerobiku għat-trattament ta' ilma mormi ta 'salinità għolja u nitroġenu ta' konċentrazzjoni għolja.Ir-riżultati wrew li salinità għolja inibixxiet b'mod sinifikanti l-attività anammoX, u din l-inibizzjoni kienet riversibbli.L-attività ammox anerobika tal-ħama mhux akklimatizzata kienet 67.5% inqas minn dik tal-ħama ta 'kontroll taħt is-salinità ta' 30g.L-1 (NaC1).L-attività anammoX tal-ħama akklimatizzata kienet 45.1% inqas minn dik tal-kontroll.Meta l-ħama akklimatizzata ġiet trasferita minn ambjent ta 'salinità għolja għal ambjent ta' salinità baxxa (l-ebda salmura), l-attività ammoX anerobika żdiedet bi 43.1%.Madankollu, ir-reattur huwa suxxettibbli li jonqos il-funzjoni meta jaħdem f'salinità għolja għal żmien twil.

Meta mqabbel mal-proċess bijoloġiku tradizzjonali, ammoX anerobiku huwa teknoloġija bijoloġika tat-tneħħija tan-nitroġenu aktar ekonomika mingħajr sors ta 'karbonju addizzjonali, domanda baxxa ta' ossiġnu, l-ebda ħtieġa għal reaġenti biex jinnewtralizzaw, u inqas produzzjoni ta 'ħama.L-iżvantaġġi ta '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 biex isolvi l-ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja b'bijodegradabilità fqira.

4.proċess ta 'tneħħija tan-nitroġenu ta' separazzjoni u adsorbiment

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 jinkiseb l-iskop tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja.Inkluż reverse osmosis, nanofiltrazzjoni, membrana deammoniating u elettrodijaliżi.Il-fatturi li jaffettwaw is-separazzjoni tal-membrana huma l-karatteristiċi tal-membrana, il-pressjoni jew il-vultaġġ, il-valur tal-pH, it-temperatura u l-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja.

Skont il-kwalità tal-ilma tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja skarikat minn funderija tal-art rari, l-esperiment tar-reverse osmosis twettaq b'ilma tad-drenaġġ simulat NH4C1 u NaCI.Instab li taħt l-istess kundizzjonijiet, reverse osmosis għandha rata ogħla ta 'tneħħija ta' NaCI, filwaqt li NHCl għandu rata ogħla ta 'produzzjoni ta' ilma.Ir-rata ta 'tneħħija ta' NH4C1 hija 77.3% wara trattament ta 'reverse osmosis, li jista' jintuża bħala trattament minn qabel ta 'drenaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja.It-teknoloġija tal-osmosis inversa tista 'tiffranka l-enerġija, stabbiltà termali tajba, iżda reżistenza għall-klorin, reżistenza għat-tniġġis hija fqira.

Intuża proċess ta 'separazzjoni tal-membrana tan-nanofiltrazzjoni bijokimika biex jittratta l-lissija tal-landfill, sabiex 85% ~ 90% tal-likwidu permeabbli ġie skarikat skond l-istandard, u 0% ~ 15% biss tal-likwidu tad-drenaġġ ikkonċentrat u tajn ġew ritornati lill- tank taż-żibel.Ozturki et al.ittrattat il-lissija tal-landfill ta 'Odayeri fit-Turkija b'membrana tan-nanofiltrazzjoni, u r-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja kienet ta 'madwar 72%.Il-membrana tan-nanofiltrazzjoni teħtieġ pressjoni aktar baxxa minn membrana tar-reverse osmosis, faċli biex topera.

Is-sistema tal-membrana li tneħħi l-ammonja hija ġeneralment użata fit-trattament tal-ilma tad-drenaġġ b'nitroġenu għoli tal-ammonja.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 jgħaddi fil-qoxra tal-modulu tal-membrana, u l-likwidu li jassorbi l-aċidu jgħaddi fil-pajp tal-membrana modulu.Meta l-PH tal-ilma tad-drenaġġ jiżdied jew it-temperatura togħla, 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 'aċidu fil-pajp mill-fażi ta' l-ilma mormi fil-qoxra permezz tal-mikropori fuq il-wiċċ tal-fibra vojta, li tiġi assorbit mis-soluzzjoni ta 'aċidu u immedjatament isir joniku NH4-.Żomm il-PH ta 'l-ilma 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 isir kontinwament NH3 għall-migrazzjoni tal-fażi likwida ta' assorbiment.Bħala riżultat, il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fin-naħa tal-ilma mormi 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 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 tat-trattament tad-drenaġġ.

②metodu ta 'elettrodijalisi

L-elettrodijalisi hija metodu biex jitneħħew solidi maħlula minn soluzzjonijiet milwiema billi jiġi applikat vultaġġ bejn il-pari tal-membrana.Taħt l-azzjoni tal-vultaġġ, il-jonji ta 'l-ammonja u joni oħra fl-ilma tad-drenaġġ ta' l-ammonja-nitroġenu huma arrikkit permezz tal-membrana fl-ilma kkonċentrat li fih l-ammonja, sabiex jinkiseb l-iskop tat-tneħħija.

Il-metodu tal-elettrodijalisi intuża biex jittratta drenaġġ inorganiku b'konċentrazzjoni għolja ta 'nitroġenu tal-ammonja u kiseb riżultati tajbin.Għal 2000-3000mg /L ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja, ir-rata tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tista 'tkun aktar minn 85%, u l-ilma tal-ammonja konċentrat jista' jinkiseb bi 8.9%.L-ammont ta 'elettriku kkunsmat waqt it-tħaddim tal-elettrodijalisi huwa proporzjonali għall-ammont ta' nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ.It-trattament tal-elettrodijalisi tal-ilma tad-drenaġġ mhuwiex limitat bil-valur tal-pH, it-temperatura u l-pressjoni, u huwa faċli biex topera.

Il-vantaġġi tas-separazzjoni tal-membrana huma rkupru għoli ta 'nitroġenu ta' l-ammonja, tħaddim sempliċi, effett ta 'trattament stabbli u l-ebda tniġġis sekondarju.Madankollu, fit-trattament ta 'ilma tad-dranaġġ tan-nitroġenu ta' l-ammonja b'konċentrazzjoni għolja, ħlief għall-membrana deammonjata, membrani oħra huma faċli biex skalaw u jinstaddu, u r-riġenerazzjoni u l-backwashing huma frekwenti, u jżidu l-ispiża tat-trattament.Għalhekk, dan il-metodu huwa aktar adattat għal trattament minn qabel jew ilma mormi tan-nitroġenu ta 'l-ammonja b'konċentrazzjoni baxxa.

③ Metodu ta 'skambju joniku

Il-metodu ta 'skambju joniku huwa metodu biex jitneħħa n-nitroġenu ta' l-ammonja mill-ilma tad-dranaġġ billi juża materjali b'assorbiment selettiv qawwi ta 'jonji ta' l-ammonja.Il-materjali ta 'adsorbiment użati b'mod komuni huma karbonju attivat, zeolite, montmorillonite u reżina ta' skambju.Iż-żeolit ​​huwa tip ta 'siliko-aluminat bi struttura spazjali tridimensjonali, struttura tal-pori regolari u toqob, li fosthom il-clinoptilolite għandu kapaċità qawwija ta' adsorbiment selettiv għal joni tal-ammonja u prezz baxx, għalhekk huwa komunement użat bħala materjal ta 'assorbiment għal ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja fl-inġinerija.Il-fatturi li jaffettwaw l-effett tat-trattament tal-clinoptilolite jinkludu daqs tal-partiċelli, konċentrazzjoni influwenti tan-nitroġenu tal-ammonja, ħin ta 'kuntatt, valur tal-pH eċċ.

L-effett ta 'assorbiment taż-żeolit ​​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 jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja miż-żeolit ​​huwa l-iskambju tal-joni, u l-effett tal-adsorbiment fiżiku huwa żgħir ħafna.L-effett ta 'skambju ta' joni taċ-ċeramite, ħamrija u ranite huwa simili għall-effett ta 'assorbiment fiżiku.Il-kapaċità ta 'assorbiment ta' l-erba 'fillers naqset biż-żieda tat-temperatura fil-medda ta' 15-35 ℃, u żdiedet biż-żieda tal-valur tal-pH fil-medda ta '3-9.L-ekwilibriju ta 'assorbiment intlaħaq wara oxxillazzjoni ta' 6 sigħat.

Ġiet studjata l-fattibbiltà tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-lissija tat-terraferma bl-adsorbiment taż-żeolit.Ir-riżultati sperimentali juru li kull gramma ta 'zeolite għandha potenzjal ta' adsorbiment limitat ta '15.5mg nitroġenu tal-ammonja, meta d-daqs tal-partiċelli taż-żeolite huwa 30-16 malji, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tilħaq 78.5%, u taħt l-istess ħin ta 'assorbiment, dożaġġ u Id-daqs tal-partiċelli taż-żeolit, iktar ma tkun għolja l-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja influwenti, iktar tkun għolja r-rata ta 'assorbiment, u huwa fattibbli għaż-żeolit ​​bħala adsorbent biex ineħħi n-nitroġenu tal-ammonja mill-lissija.Fl-istess ħin, huwa rrimarkat li r-rata ta 'assorbiment tan-nitroġenu ta' l-ammonja minn zeolite hija baxxa, u huwa diffiċli għaż-żeolite li tilħaq il-kapaċità ta 'assorbiment ta' saturazzjoni f'operazzjoni prattika.

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

Il-metodu ta 'skambju joniku għandu l-vantaġġi ta' investiment żgħir, proċess sempliċi, tħaddim konvenjenti, insensittività għall-velenu u temperatura, u użu mill-ġdid taż-żeolit ​​bir-riġenerazzjoni.Madankollu, meta jiġi ttrattat l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja b'konċentrazzjoni għolja, ir-riġenerazzjoni hija frekwenti, li ġġib inkonvenjenza għall-operazzjoni, għalhekk jeħtieġ li tiġi kkombinata ma' metodi oħra ta 'trattament tan-nitroġenu ta' l-ammonja, jew użata biex tittratta l-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu ta 'l-ammonja b'konċentrazzjoni baxxa.

Bejgħ bl-ingrossa 4A Zeolite Manifattur u Fornitur |EVERBRIGHT (cnchemist.com)