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

1. X'inhu n-nitroġenu tal-ammonja?

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-ammonja huwa għoli.

In-nitroġenu tal-ammonja huwa nutrijent fl-ilma, li jista' jwassal għall-ewtrofikazzjoni tal-ilma, u huwa l-aktar sustanza li tniġġes li tikkonsma l-ossiġnu fl-ilma, li hija tossika għall-ħut u għal xi organiżmi akkwatiċi.

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

Żewġ metodi kolorimetriċi ta' sensittività approssimattiva li jintużaw b'mod komuni biex tiġi ddeterminata l-ammonja huma l-metodu klassiku tar-reaġent ta' Nessler u l-metodu tal-fenol-ipoklorit. It-titrazzjonijiet u l-metodi elettriċi jintużaw ukoll b'mod komuni biex tiġi ddeterminata l-ammonja; Meta l-kontenut tan-nitroġenu tal-ammonja jkun 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, il-metodu tad-distillazzjoni-titrazzjoni)

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

① Metodu ta' preċipitazzjoni kimika

Il-metodu ta' preċipitazzjoni kimika, magħruf ukoll bħala l-metodu ta' preċipitazzjoni MAP, huwa li żżid manjesju u aċidu fosforiku jew fosfat tal-idroġenu mal-ilma tad-drenaġġ li fih in-nitroġenu tal-ammonja, sabiex NH4+ fl-ilma tad-drenaġġ jirreaġixxi ma' Mg+ u PO4- f'soluzzjoni akwea biex jiġġenera preċipitazzjoni tal-fosfat tal-ammonja u l-manjeżju, il-formula molekulari hija MgNH4P04.6H20, sabiex jinkiseb l-iskop li jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja. Il-fosfat tal-ammonja u l-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 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, in-nitroġenu u l-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 titħawwad għal 30 minuta 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 ikkombinati għat-trattament ta' ilma mormi b'nitroġenu tal-ammonja industrijali b'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 ta' emissjoni tal-ewwel klassi.

Ġie investigat 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 propost proċess ġdid ta' preċipitazzjoni CaSO4-preċipitazzjoni MAP għall-ilma tad-drenaġġ tas-sulfat tal-ammonju. Ir-riżultati juru li r-regolatur tradizzjonali 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 tkun għolja, l-applikazzjoni ta' metodi oħra hija limitata, bħal metodu bijoloġiku, metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur, metodu ta' separazzjoni tal-membrana, metodu ta' skambju joniku, eċċ. F'dan il-ħin, il-metodu ta' preċipitazzjoni kimika jista' jintuża għat-trattament minn qabel. L-effiċjenza tat-tneħħija tal-metodu ta' preċipitazzjoni kimika hija aħjar, u mhijiex limitata mit-temperatura, u l-operazzjoni hija sempliċi. Il-ħama preċipitata li fiha l-fosfat tal-manjeżju u l-ammonju tista' tintuża bħala fertilizzant kompost biex tirrealizza l-użu tal-iskart, u b'hekk tikkumpensa parti mill-ispiża; Jekk tista' tiġi kkombinata ma' xi intrapriżi industrijali li jipproduċu ilma mormi tal-fosfat u intrapriżi li jipproduċu ilma mielaħ tal-melħ, tista' tiffranka l-ispejjeż farmaċewtiċi u tiffaċilita l-applikazzjoni fuq skala kbira.

L-iżvantaġġ tal-metodu ta' preċipitazzjoni kimika huwa li minħabba r-restrizzjoni tal-prodott tas-solubbiltà tal-fosfat tal-manjeżju tal-ammonju, wara li n-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ jilħaq ċerta konċentrazzjoni, l-effett tat-tneħħija mhux 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 tal-kimiċi tista' faċilment tikkawża tniġġis sekondarju.

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

Manifattur u Fornitur bl-ingrossa ta' Fosfat tas-Sodju Dibażiku | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②metodu ta' tneħħija tal-arja

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja permezz tal-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 mill-ilma tad-drenaġġ permezz tal-gass trasportatur, sabiex jintlaħaq l-iskop li jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja. Il-fatturi ewlenin li jaffettwaw l-effiċjenza tan-nfiħ huma l-valur tal-pH, it-temperatura, il-proporzjon gass-likwidu, ir-rata tal-fluss tal-gass, il-konċentrazzjoni inizjali, eċċ. Fil-preżent, il-metodu ta' nfiħ jintuża ħafna fit-trattament tal-ilma tad-drenaġġ b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja.

Ġiet studjata t-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mil-lissijata tal-miżbla permezz tal-metodu ta' tneħħija blow-off. Instab li l-fatturi ewlenin li jikkontrollaw l-effiċjenza tal-tneħħija blow-off kienu t-temperatura, il-proporzjon gass-likwidu u l-valur tal-pH. Meta t-temperatura tal-ilma tkun akbar minn 2590, il-proporzjon gass-likwidu jkun madwar 3500, u l-pH ikun madwar 10.5, ir-rata ta' tneħħija tista' tilħaq aktar minn 90% għal-lissijata tal-miżbla b'konċentrazzjoni ta' nitroġenu tal-ammonja għolja daqs 2000-4000mg/L. Ir-riżultati juru li meta pH=11.5, it-temperatura tat-tneħħija tkun 80cC u l-ħin tat-tneħħija jkun 120min, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ tista' tilħaq 99.2%.

L-effiċjenza tat-tneħħija tal-ilma mormi b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja twettqet permezz ta' torri ta' tneħħija tal-kontrokurrent. Ir-riżultati wrew li l-effiċjenza tat-tneħħija tal-ilma żdiedet biż-żieda tal-valur tal-pH. Iktar ma jkun kbir il-proporzjon gass-likwidu, iktar tkun kbira l-forza li tmexxi t-trasferiment tal-massa tat-tneħħija tal-ammonja, u l-effiċjenza tat-tneħħija tiżdied ukoll.

It-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja permezz tal-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 ġġenerati jistgħu jintużaw bħala fertilizzant. Il-metodu ta' blow-off huwa teknoloġija komunement użata għat-tneħħija fiżika u kimika tan-nitroġenu fil-preżent. Madankollu, il-metodu ta' blow-off għandu xi żvantaġġi, bħal skalar frekwenti fit-torri ta' blow-off, effiċjenza baxxa fit-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja f'temperatura baxxa, u tniġġis sekondarju kkawżat mill-gass ta' blow-off. Il-metodu ta' blow-off ġeneralment jiġi kkombinat ma' metodi oħra ta' trattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja biex jiġi pproċessat minn qabel ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni għolja.

③Klorinazzjoni tal-punt ta' ksur

Il-mekkaniżmu tat-tneħħija tal-ammonja permezz tal-klorinazzjoni tal-punt ta' ksur huwa li l-gass tal-kloru jirreaġixxi mal-ammonja biex jipproduċi gass tan-nitroġenu li ma jagħmilx ħsara, u N2 jaħrab fl-atmosfera, u b'hekk is-sors tar-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' kloru ħieles fl-ilma jkun baxx, u l-konċentrazzjoni tal-ammonja tkun żero. Meta l-ammont ta' gass tal-kloru jgħaddi minn dan il-punt, l-ammont ta' kloru ħieles fl-ilma jiżdied, għalhekk, dan il-punt jissejjaħ il-punt ta' ksur, u l-klorinazzjoni f'dan l-istat tissejjaħ il-klorinazzjoni tal-punt ta' ksur.

Il-metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur jintuża biex jiġi ttrattat l-ilma tad-drenaġġ tat-tħaffir wara n-nefħa tan-nitroġenu tal-ammonja, u l-effett tat-trattament huwa affettwat direttament mill-proċess ta' nfiħ tan-nitroġenu tal-ammonja minn qabel it-trattament. Meta 70% tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ jitneħħa permezz tal-proċess ta' nfiħ u mbagħad jiġi ttrattat permezz ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur, il-konċentrazzjoni tal-massa tan-nitroġenu tal-ammonja fl-effluwent hija inqas minn 15mg/L. Zhang Shengli et al. ħadu ilma tad-drenaġġ simulat tan-nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni tal-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 permezz tal-ossidazzjoni tal-ipoklorit tas-sodju kienu l-proporzjon tal-kwantità tal-kloru għan-nitroġenu tal-ammonja, il-ħin tar-reazzjoni, u l-valur tal-pH.

Il-metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur għandu effiċjenza għolja fit-tneħħija tan-nitroġenu, ir-rata ta' tneħħija tista' tilħaq il-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-ġisem tal-ilma. L-ambitu tal-applikazzjoni tal-metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur huwa li l-konċentrazzjoni tal-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja hija inqas minn 40mg/L, għalhekk il-metodu ta' klorinazzjoni tal-punt ta' ksur jintuża l-aktar għat-trattament avvanzat tal-ilma 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.

④metodu ta' ossidazzjoni katalitika

Il-metodu ta' ossidazzjoni katalitika huwa permezz tal-azzjoni ta' katalist, taħt ċerta temperatura u pressjoni, permezz tal-ossidazzjoni tal-arja, il-materja organika u l-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 l-karatteristiċi tal-katalist, it-temperatura, il-ħin tar-reazzjoni, il-valur tal-pH, il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja, il-pressjoni, l-intensità tat-taħwid u oħrajn.

Ġie studjat il-proċess ta' degradazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja ożonat. Ir-riżultati wrew li meta l-valur tal-pH jiżdied, jiġi 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 għal nitrit u n-nitrit għal nitrat. Il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tonqos maż-żieda tal-ħin, u r-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija ta' madwar 82%. CuO-Mn02-Ce02 intuża bħala katalist kompost biex jittratta l-ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja. Ir-riżultati sperimentali juru li l-attività ta' ossidazzjoni tal-katalist kompost li għadu kif ġie ppreparat hija mtejba b'mod sinifikanti, u l-kundizzjonijiet xierqa tal-proċess huma 255℃, 4.2MPa u pH=10.8. Fit-trattament tal-ilma mormi 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-fotokatalist TiO2 appoġġjat minn żeolit ​​ġiet investigata billi ġie studjat ir-rata ta' degradazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja f'soluzzjoni ta' aċidu sulfuriku. Ir-riżultati juru li d-dożaġġ ottimali ta' TiO2/fotokatalist żeolit ​​huwa 1.5g/L u l-ħin ta' reazzjoni huwa 4 sigħat taħt irradjazzjoni ultravjola. Ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mill-ilma tad-drenaġġ tista' tilħaq 98.92%. Ġie studjat l-effett tat-tneħħija ta' dijossidu tal-ħadid għoli u nano-ċin taħt dawl ultravjola fuq in-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 b'konċentrazzjoni ta' 50mg/L, li hija 7.8% u 22.5% ogħla minn dik ta' ħadid għoli jew dijossidu taċ-ċin waħedhom.

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 ta' nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni għolja. Id-diffikultà tal-applikazzjoni hija kif jiġi evitat it-telf tal-katalist u l-protezzjoni kontra l-korrużjoni tat-tagħmir.

⑤metodu ta' ossidazzjoni elettrokimika

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

Ġiet studjata l-ossidazzjoni elettrokimika tal-ilma tad-drenaġġ ammonja-nitroġenu f'ċellula elettrolitika ta' 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, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja hija 99.37%. Dan juri li l-ossidazzjoni elettrolitika tal-ilma tad-drenaġġ ammonja-nitroġenu għandha prospett tajjeb ta' applikazzjoni.

3. Proċess ta' tneħħija tan-nitroġenu bijokimiku

①in-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni kollha

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

Reazzjoni ta' nitrifikazzjoni: Ir-reazzjoni ta' nitrifikazzjoni titlesta minn mikro-organiżmi awtotrofiċi aerobiċi. 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-nitrit jiġi kkonvertit għal nitrat (NO3-) minn batterji nitrifikanti, u n-nitrit jiġi kkonvertit għal nitrat (NO3-) minn batterji nitrifikanti.

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

L-applikazzjonijiet tal-inġinerija tan-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni tal-proċess kollu jinkludu prinċipalment AO, A2O, foss tal-ossidazzjoni, eċċ., Li huwa metodu aktar matur użat fl-industrija tat-tneħħija bijoloġika tan-nitroġenu.

Il-metodu kollu tan-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni għandu l-vantaġġi ta' effett stabbli, tħaddim sempliċi, l-ebda tniġġis sekondarju u spiża baxxa. Dan il-metodu għandu wkoll xi żvantaġġi, bħal meta l-proporzjon C/N fl-ilma tad-drenaġġ ikun baxx irid jiżdied sors ta' karbonju, 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-metalli tqal għandhom effett ta' pressjoni fuq il-mikro-organiżmi, li jeħtieġ li jitneħħew qabel ma jitwettaq il-metodu bijoloġiku. Barra minn hekk, il-konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja fl-ilma tad-drenaġġ għandha wkoll effett inibitorju fuq il-proċess ta' nitrifikazzjoni. Għalhekk, it-trattament minn qabel għandu jsir qabel it-trattament ta' ilma tad-drenaġġ b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja sabiex il-konċentrazzjoni ta' ilma tad-drenaġġ b'nitroġenu tal-ammonja tkun inqas minn 500mg/L. Il-metodu bijoloġiku tradizzjonali huwa adattat għat-trattament ta' ilma tad-drenaġġ b'konċentrazzjoni baxxa ta' nitroġenu tal-ammonja li fih materja organika, bħal drenaġġ domestiku, ilma tad-drenaġġ kimiku, eċċ.

②Nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni simultanja (SND)

Meta n-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni jitwettqu flimkien fl-istess reattur, dan jissejjaħ denitrifikazzjoni ta' diġestjoni simultanja (SND). L-ossiġnu maħlul fl-ilma tad-drenaġġ huwa limitat mir-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' ossiġnu maħlul fuq il-wiċċ ta' barra tal-floc mikrobjali jew tal-bijofilm li jwassal għat-tkabbir u l-propagazzjoni ta' batterji nitrifikanti aerobiċi u batterji ammonjanti. Iktar ma jkun fil-fond fil-floc jew fil-membrana, iktar tkun baxxa l-konċentrazzjoni ta' ossiġnu maħlul, li tirriżulta f'żona anossika fejn jiddominaw il-batterji denitrifikanti. B'hekk jiffurmaw proċess simultanju ta' diġestjoni u denitrifikazzjoni. Il-fatturi li jaffettwaw id-diġestjoni u d-denitrifikazzjoni simultanji 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 eżistiet fil-foss tal-ossidazzjoni Carrousel, u l-konċentrazzjoni tal-ossiġnu maħlul bejn l-impeller arjat fil-foss tal-ossidazzjoni Carrousel naqset gradwalment, u l-ossiġnu maħlul fil-parti t'isfel tal-foss tal-ossidazzjoni Carrousel kien aktar baxx minn dak fil-parti ta' fuq. Ir-rati ta' formazzjoni u konsum tan-nitroġenu tan-nitrat f'kull parti tal-kanal huma kważi ugwali, u l-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja fil-kanal hija dejjem baxxa ħafna, li jindika li r-reazzjonijiet ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni jseħħu simultanjament fil-kanal tal-ossidazzjoni Carrousel.

L-istudju dwar it-trattament tad-drenaġġ domestiku juri li iktar ma jkun għoli s-CODCr, iktar tkun kompluta d-denitrifikazzjoni u aħjar tkun it-tneħħija tat-TN. L-effett tal-ossiġnu maħlul fuq in-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni simultanji huwa kbir. Meta l-ossiġnu maħlul jiġi kkontrollat ​​għal 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 tar-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 ta' żmien

Fl-istess reattur, batterji li jossidaw l-ammonja jintużaw biex jossidizzaw l-ammonja għal nitrit taħt kundizzjonijiet aerobiċi, u mbagħad in-nitrit jiġi denitrifikat direttament biex jipproduċi nitroġenu b'materja organika jew sors estern ta' karbonju bħala donatur ta' elettroni taħt kundizzjonijiet ta' ipoksja. Il-fatturi ta' influwenza tan-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni fuq medda qasira ta' żmien huma t-temperatura, l-ammonja ħielsa, il-valur tal-pH u l-ossiġnu maħlul.

Effett tat-temperatura fuq in-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 hija favorevoli biex tinkiseb nitrifikazzjoni fuq medda qasira. Meta l-proporzjon ta' ilma baħar fid-drenaġġ domestiku huwa ta' 30%, in-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) huwa favorevoli għall-proliferazzjoni tal-batterji tan-nitriti, sabiex il-batterji tan-nitriti jitilfu l-kompetizzjoni, filwaqt li billi tikkontrolla l-età tal-ħama biex telimina l-batterji tan-nitriti, sabiex ir-reazzjoni ta' nitrifikazzjoni fl-istadju tan-nitriti sseħħ.

Abbażi tad-differenza fl-affinità tal-ossiġnu bejn il-batterji tan-nitriti u l-batterji tan-nitriti, il-Laboratorju tal-Ekoloġija Mikrobjali ta' Gent żviluppa l-proċess OLAND biex jikseb l-akkumulazzjoni tan-nitroġenu tan-nitriti billi jikkontrolla l-ossiġnu maħlul biex jelimina l-batterji tan-nitriti.

Ir-riżultati tat-test pilota tat-trattament tal-ilma tad-drenaġġ tal-kokk permezz ta' nitrifikazzjoni u denitrifikazzjoni fuq medda qasira juru li meta l-konċentrazzjonijiet tal-COD, in-nitroġenu tal-ammonja, it-TN u l-fenol fl-influwenti huma 1201.6, 510.4, 540.1 u 110.4mg/L, il-konċentrazzjonijiet medji tal-COD, in-nitroġenu tal-ammonja, it-TN u l-fenol fl-effluwenti 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 b'hekk jiffranka s-sors tal-karbonju meħtieġ għat-tneħħija bijoloġika tan-nitroġenu. Għandu ċerti vantaġġi għall-ilma mormi tan-nitroġenu tal-ammonja b'proporzjon baxx ta' C/N. In-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni fuq medda qasira għandhom il-vantaġġi ta' inqas ħama, ħin ta' reazzjoni qasir u ffrankar tal-volum tar-reattur. Madankollu, in-nitrifikazzjoni u d-denitrifikazzjoni fuq medda qasira jeħtieġu akkumulazzjoni stabbli u dejjiema ta' nitrit, għalhekk kif tinibixxi b'mod effettiv l-attività tal-batterji nitrifikanti ssir iċ-ċavetta.

④ Ossidazzjoni anerobika tal-ammonja

L-ammossidazzjoni anerobika hija proċess ta' ossidazzjoni diretta tan-nitroġenu tal-ammonja għal nitroġenu minn batterji awtotrofiċi taħt il-kundizzjoni ta' ipoksja, bin-nitroġenu nitruż jew in-nitroġenu nitruż bħala aċċettur tal-elettroni.

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

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

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

① metodu ta' separazzjoni bil-membrana

Il-metodu ta' separazzjoni tal-membrana huwa li juża l-permeabilità selettiva tal-membrana biex jissepara b'mod selettiv il-komponenti fil-likwidu, sabiex jinkiseb l-iskop tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja. Inklużi l-osmosi inversa, in-nanofiltrazzjoni, il-membrana tad-deamonja u l-elettrodijalisi. 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 tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja skarikat minn impjant tat-tidwib tad-dinja rari, l-esperiment tar-reverse osmosis twettaq b'NH4C1 u drenaġġ simulat ta' NaCI. Instab li taħt l-istess kundizzjonijiet, ir-reverse osmosis għandha rata ogħla ta' tneħħija ta' NaCI, filwaqt li NHCl għandha rata ogħla ta' produzzjoni tal-ilma. Ir-rata ta' tneħħija ta' NH4C1 hija ta' 77.3% wara t-trattament tar-reverse osmosis, li tista' tintuża bħala pretrattament tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja. It-teknoloġija tar-reverse osmosis tista' tiffranka l-enerġija, stabbiltà termali tajba, iżda reżistenza għall-kloru, reżistenza għat-tniġġis hija fqira.

Intuża proċess ta' separazzjoni permezz ta' membrana ta' nanofiltrazzjoni bijokimika biex jiġi ttrattat il-lissijata tal-miżbla, sabiex 85%~90% tal-likwidu permeabbli jiġi skarikat skont l-istandard, u 0%~15% biss tal-likwidu tad-drenaġġ ikkonċentrat u t-tajn jiġu rritornati fit-tank taż-żibel. Ozturki et al. ittrattaw il-lissijata tal-miżbla ta' Odayeri fit-Turkija b'membrana ta' nanofiltrazzjoni, u r-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja kienet ta' madwar 72%. Il-membrana ta' nanofiltrazzjoni teħtieġ pressjoni aktar baxxa mill-membrana tal-osmosi inversa, faċli biex topera.

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

②metodu ta' elettrodijalisi

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

Il-metodu tal-elettrodijalisi ntuża biex jiġi ttrattat ilma tad-drenaġġ inorganiku b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja u kiseb riżultati tajbin. Għal ilma tad-drenaġġ ta' nitroġenu tal-ammonja ta' 2000-3000mg/L, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tista' tkun aktar minn 85%, u l-ilma tal-ammonja kkonċentrat 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 mill-valur tal-pH, it-temperatura u l-pressjoni, u huwa faċli biex jitħaddem.

Il-vantaġġi tas-separazzjoni bil-membrana huma rkupru għoli tan-nitroġenu tal-ammonja, tħaddim sempliċi, effett ta' trattament stabbli u l-ebda tniġġis sekondarju. Madankollu, fit-trattament ta' ilma mormi b'konċentrazzjoni għolja ta' nitroġenu tal-ammonja, ħlief għall-membrana deammonjata, membrani oħra huma faċli biex jitqaxxru u jimblukkaw, u r-riġenerazzjoni u l-ħasil b'lura huma frekwenti, u dan iżid l-ispiża tat-trattament. Għalhekk, dan il-metodu huwa aktar adattat għal pretrattament jew ilma mormi b'konċentrazzjoni baxxa ta' nitroġenu tal-ammonja.

③ Metodu ta' skambju ta' joni

Il-metodu ta' skambju joniku huwa metodu biex jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja mill-ilma tad-drenaġġ billi jintużaw materjali b'assorbiment selettiv qawwi ta' joni tal-ammonja. Il-materjali ta' assorbiment użati b'mod komuni huma l-karbonju attivat, iż-żeolit, il-montmorillonit u r-reżina tal-iskambju. Iż-żeolit ​​huwa tip ta' siliko-aluminat bi struttura spazjali tridimensjonali, struttura regolari tal-pori u toqob, fosthom il-klinoptilolit għandu kapaċità qawwija ta' assorbiment selettiv għall-joni tal-ammonja u prezz baxx, għalhekk huwa komunement użat bħala materjal ta' assorbiment għall-ilma tad-drenaġġ tan-nitroġenu tal-ammonja fl-inġinerija. Il-fatturi li jaffettwaw l-effett tat-trattament tal-klinoptilolit jinkludu d-daqs tal-partiċelli, il-konċentrazzjoni tan-nitroġenu tal-ammonja influwenti, il-ħin ta' kuntatt, il-valur tal-pH u l-bqija.

L-effett ta' adsorbiment taż-żeolit ​​fuq in-nitroġenu tal-ammonja huwa ovvju, segwit mir-ranite, u l-effett tal-ħamrija u ċ-ċeramiti huwa fqir. Il-mod ewlieni biex jitneħħa n-nitroġenu tal-ammonja miż-żeolit ​​huwa l-iskambju tal-joni, u l-effett ta' adsorbiment fiżiku huwa żgħir ħafna. L-effett ta' skambju tal-joni taċ-ċeramiti, il-ħamrija u r-ranite huwa simili għall-effett ta' adsorbiment fiżiku. Il-kapaċità ta' adsorbiment tal-erba' fillers 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 tal-adsorbiment intlaħaq wara oscillazzjoni ta' 6 sigħat.

Ġiet studjata l-fattibbiltà tat-tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mil-lixkjat tal-miżbla permezz tal-assorbiment taż-żeolit. Ir-riżultati sperimentali juru li kull gramma ta' żeolit ​​għandha potenzjal limitat ta' assorbiment ta' 15.5mg nitroġenu tal-ammonja, meta d-daqs tal-partiċelli taż-żeolit ​​ikun 30-16-il malja, ir-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja tilħaq it-78.5%, u taħt l-istess ħin ta' assorbiment, dożaġġ u 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 assorbent li jneħħi n-nitroġenu tal-ammonja mil-lixkjat. Fl-istess ħin, huwa rrimarkat li r-rata ta' assorbiment tan-nitroġenu tal-ammonja miż-żeolit ​​hija baxxa, u huwa diffiċli għaż-żeolit ​​li tilħaq kapaċità ta' assorbiment ta' saturazzjoni f'operazzjoni prattika.

Ġie studjat l-effett tat-tneħħija tas-sodda bijoloġika taż-żeolit ​​fuq in-nitroġenu, is-COD u sustanzi niġġiesa oħra fid-drenaġġ simulat tal-villaġġ. Ir-riżultati juru li r-rata ta' tneħħija tan-nitroġenu tal-ammonja mis-sodda bijoloġika taż-żeolit ​​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 użu mill-ġdid taż-żeolit ​​permezz ta' riġenerazzjoni. Madankollu, meta jiġi ttrattat ilma mormi ta' nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni għolja, ir-riġenerazzjoni hija frekwenti, u dan iġib inkonvenjent għall-operazzjoni, għalhekk jeħtieġ li jiġi kkombinat ma' metodi oħra ta' trattament tan-nitroġenu tal-ammonja, jew użat biex jiġi ttrattat ilma mormi ta' nitroġenu tal-ammonja b'konċentrazzjoni baxxa.

Manifattur u Fornitur ta' Żeolit ​​4A bl-ingrossa | EVERBRIGHT (cnchemist.com)