1. Kas yra amoniakinis azotas?
Amoniakinis azotas reiškia amoniaką laisvo amoniako (arba nejoninio amoniako, NH3) arba joninio amoniako (NH4+) pavidalu.Didesnis pH ir didesnis laisvo amoniako kiekis;Priešingai, amonio druskos dalis yra didelė.
Amoniakinis azotas yra vandens maistinė medžiaga, galinti sukelti vandens eutrofikaciją, ir yra pagrindinis deguonį vartojantis vandens teršalas, kuris yra toksiškas žuvims ir kai kuriems vandens organizmams.
Pagrindinis žalingas amoniakinio azoto poveikis vandens organizmams yra laisvasis amoniakas, kurio toksiškumas yra keliasdešimt kartų didesnis nei amonio druskos ir didėja didėjant šarmingumui.Amoniako azoto toksiškumas yra glaudžiai susijęs su baseino vandens pH verte ir vandens temperatūra, apskritai kuo aukštesnė pH vertė ir vandens temperatūra, tuo toksiškumas stipresnis.
Du apytikslio jautrumo kolorimetriniai metodai, dažniausiai naudojami amoniakui nustatyti, yra klasikinis Neslerio reagento metodas ir fenolio-hipochlorito metodas.Titravimas ir elektriniai metodai taip pat dažniausiai naudojami amoniakui nustatyti;Kai amoniako azoto kiekis yra didelis, taip pat galima naudoti distiliavimo titravimo metodą.(Nacionaliniai standartai apima Nath reagento metodą, salicilo rūgšties spektrofotometriją, distiliavimo – titravimo metodą)
2.Fizinis ir cheminis azoto šalinimo procesas
① Cheminis nusodinimo metodas
Cheminis nusodinimo metodas, taip pat žinomas kaip MAP nusodinimo metodas, yra magnio ir fosforo rūgšties arba vandenilio fosfato pridėjimas į nuotekas, kuriose yra amoniakinio azoto, kad NH4+ nuotekose reaguotų su Mg+ ir PO4- vandeniniame tirpale ir susidarytų amonio magnio fosfato nusodinimas. , molekulinė formulė yra MgNH4P04.6H20, kad būtų pasiektas tikslas pašalinti amoniakinį azotą.Magnio amonio fosfatas, paprastai žinomas kaip struvitas, gali būti naudojamas kaip kompostas, dirvožemio priedas arba antipirenas statybinių konstrukcijų gaminiams.Reakcijos lygtis yra tokia:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos cheminių kritulių apdorojimo efektui, yra pH vertė, temperatūra, amoniakinio azoto koncentracija ir molinis santykis (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Rezultatai rodo, kad kai pH vertė yra 10, o magnio, azoto ir fosforo molinis santykis yra 1,2:1:1,2, gydymo efektas yra geresnis.
Naudojant magnio chloridą ir dinatrio vandenilio fosfatą kaip nusodinamąsias medžiagas, rezultatai rodo, kad apdorojimo efektas geresnis, kai pH yra 9,5, o magnio, azoto ir fosforo molinis santykis yra 1,2:1:1.
Rezultatai rodo, kad MgC12+Na3PO4.12H20 pranašesnis už kitus nusodinamų medžiagų derinius.Kai pH vertė 10,0, temperatūra 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, amoniakinio azoto masės koncentracija nuotekose po 30 min maišymo sumažėja nuo 222mg/l prieš gydymą iki 17mg/l, o pašalinimo greitis yra 92,3%.
Didelės koncentracijos pramoninėms amoniakinio azoto nuotekoms valyti buvo sujungtas cheminio nusodinimo metodas ir skystosios membranos metodas.Nusodinimo proceso optimizavimo sąlygomis amoniakinio azoto pašalinimo greitis siekė 98,1%, o vėliau apdorojant skystos plėvelės metodu amoniakinio azoto koncentracija sumažėjo iki 0,005 g/l, pasiekdama nacionalinį pirmos klasės emisijos standartą.
Ištirtas dvivalenčių metalų jonų (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+), išskyrus Mg+, pašalinimo poveikis amoniakiniam azotui veikiant fosfatui.Amonio sulfato nuotekoms buvo pasiūlytas naujas CaSO4 nusodinimo-MAP nusodinimo procesas.Rezultatai rodo, kad tradicinį NaOH reguliatorių galima pakeisti kalkėmis.
Cheminio nusodinimo metodo pranašumas yra tas, kad kai amoniakinio azoto nuotekų koncentracija yra didelė, kitų metodų taikymas yra ribotas, pavyzdžiui, biologinis metodas, lūžio taško chloravimo metodas, membranos atskyrimo metodas, jonų mainų metodas ir kt. pirminiam apdorojimui gali būti naudojamas cheminio nusodinimo metodas.Cheminio nusodinimo metodo pašalinimo efektyvumas yra geresnis, jo neriboja temperatūra, o operacija yra paprasta.Nusodintas dumblas, kuriame yra magnio amonio fosfato, gali būti naudojamas kaip sudėtinės trąšos atliekoms utilizuoti, taip kompensuojant dalį sąnaudų;Jei jis gali būti derinamas su kai kuriomis pramonės įmonėmis, gaminančiomis fosfato nuotekas, ir įmonėmis, gaminančiomis druskos sūrymą, tai gali sutaupyti farmacijos išlaidas ir palengvinti didelio masto naudojimą.
Cheminio nusodinimo metodo trūkumas yra tas, kad dėl amonio magnio fosfato tirpumo produkto apribojimo, kai amoniakinis azotas nuotekose pasiekia tam tikrą koncentraciją, pašalinimo efektas nėra akivaizdus, o sąnaudos labai padidėja.Todėl cheminio nusodinimo metodas turėtų būti naudojamas kartu su kitais metodais, tinkamais pažangiam gydymui.Naudojamo reagento kiekis yra didelis, susidaro didelis dumblas, o apdorojimo kaina yra didelė.Chlorido jonų ir liekamojo fosforo patekimas dozuojant chemines medžiagas gali lengvai sukelti antrinę taršą.
Didmeninė prekyba aliuminio sulfatu, gamintojas ir tiekėjas |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Didmeninė prekyba dvibaziu natrio fosfatu, gamintojas ir tiekėjas |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②išpūtimo metodas
Amoniako azoto pašalinimas pūtimo metodu yra pH vertės nustatymas į šarminį, kad nuotekose esantis amoniako jonas būtų paverstas amoniaku, kad jis daugiausia būtų laisvo amoniako pavidalu, o tada laisvasis amoniakas pašalinamas. nuotekų pernešimo dujas, kad būtų pasiektas tikslas pašalinti amoniakinį azotą.Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos pūtimo efektyvumui, yra pH vertė, temperatūra, dujų ir skysčio santykis, dujų srautas, pradinė koncentracija ir pan.Šiuo metu išpūtimo metodas plačiai naudojamas valant nuotekas, kuriose yra didelė amoniakinio azoto koncentracija.
Ištirtas amoniakinio azoto pašalinimas iš sąvartyno filtrato nupūtimo metodu.Nustatyta, kad pagrindiniai veiksniai, valdantys išpūtimo efektyvumą, buvo temperatūra, dujų ir skysčio santykis bei pH vertė.Kai vandens temperatūra yra didesnė nei 2590, dujų ir skysčio santykis yra apie 3500, o pH yra apie 10,5, šalinimo greitis gali siekti daugiau nei 90% sąvartyno filtrato, kurio amoniako azoto koncentracija yra net 2000-4000 mg / L.Rezultatai rodo, kad, kai pH = 11,5, džiovinimo temperatūra yra 80 cC, o nuėmimo laikas yra 120 min., amoniakinio azoto pašalinimo greitis nuotekose gali siekti 99,2%.
Didelės koncentracijos amoniakinio azoto nuotekų išpūtimo efektyvumas buvo atliktas priešsrovės pūtimo bokštu.Rezultatai parodė, kad išpūtimo efektyvumas didėjo didėjant pH vertei.Kuo didesnis dujų ir skysčio santykis, tuo didesnė amoniako pašalinimo masės perdavimo varomoji jėga, o pašalinimo efektyvumas taip pat didėja.
Amoniakinio azoto pašalinimas pūtimo būdu yra efektyvus, lengvai valdomas ir lengvai valdomas.Išpūstas amoniakinis azotas gali būti naudojamas kaip sieros rūgšties absorberis, o susidarę sieros rūgšties pinigai gali būti naudojami kaip trąšos.Išpūtimo metodas šiuo metu yra dažniausiai naudojama fizinio ir cheminio azoto pašalinimo technologija.Tačiau išpūtimo metodas turi tam tikrų trūkumų, tokių kaip dažnas apnašų susidarymas išpūtimo bokšte, mažas amoniako azoto šalinimo efektyvumas žemoje temperatūroje ir antrinė tarša, kurią sukelia išpūstos dujos.Išpūtimo metodas paprastai derinamas su kitais amoniakinio azoto nuotekų valymo metodais, kad būtų iš anksto apdorotos didelės koncentracijos amoniakinio azoto nuotekos.
③ Chloravimas lūžio taške
Amoniako pašalinimo lūžimo taško chloravimo būdu mechanizmas yra toks, kad chloro dujos reaguoja su amoniaku ir susidaro nekenksmingos azoto dujos, o N2 patenka į atmosferą, todėl reakcijos šaltinis tęsiasi dešinėje.Reakcijos formulė yra tokia:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Kai chloro dujos patenka į nuotekas iki tam tikro taško, laisvo chloro kiekis vandenyje yra mažas, o amoniako koncentracija lygi nuliui.Kai chloro dujų kiekis praeina pro tašką, laisvo chloro kiekis vandenyje padidės, todėl taškas vadinamas lūžio tašku, o chloravimas šioje būsenoje vadinamas lūžio taško chloravimu.
Chloravimo lūžio taško metodas naudojamas gręžimo nuotekoms valyti po amoniakinio azoto pūtimo, o valymo efektą tiesiogiai veikia išankstinis amoniako azoto pūtimo procesas.Kai 70 % amoniakinio azoto iš nuotekų pašalinama pučiant, o po to apdorojama lūžimo taško chloravimu, amoniakinio azoto masės koncentracija nuotekose yra mažesnė nei 15 mg/l.Zhang Shengli ir kt.tyrimo objektu paėmė imituotas amoniakinio azoto nuotekas, kurių masės koncentracija 100mg/L, o tyrimo rezultatai parodė, kad pagrindiniai ir antriniai veiksniai, turintys įtakos amoniakinio azoto pašalinimui oksiduojant natrio hipochloritą, buvo chloro ir amoniakinio azoto kiekio santykis, reakcijos laikas ir pH vertė.
Chloravimo lūžio taško metodas pasižymi dideliu azoto pašalinimo efektyvumu, pašalinimo greitis gali siekti 100%, o amoniako koncentraciją nuotekose galima sumažinti iki nulio.Poveikis yra stabilus ir jo neveikia temperatūra;Mažesnė investicijų įranga, greitas ir išsamus atsakas;Jis turi vandens telkinio sterilizavimo ir dezinfekcijos poveikį.Chloravimo lūžio taško metodo taikymo sritis yra ta, kad amoniakinio azoto nuotekų koncentracija yra mažesnė nei 40 mg/L, todėl lūžio taško chloravimo metodas dažniausiai naudojamas pažangiam amoniakinio azoto nuotekų valymui.Didelis saugaus naudojimo ir laikymo reikalavimas, didelės gydymo išlaidos, o šalutiniai produktai chloraminai ir chloruotos organinės medžiagos sukels antrinę taršą.
④ katalizinės oksidacijos metodas
Katalizinis oksidacijos metodas yra veikiant katalizatoriui, esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui, oksiduojant orą, organinės medžiagos ir amoniakas nuotekose gali būti oksiduojami ir suskaidomi į nekenksmingas medžiagas, tokias kaip CO2, N2 ir H2O, kad būtų pasiektas gryninimo tikslas.
Veiksniai, turintys įtakos katalizinės oksidacijos poveikiui, yra katalizatoriaus charakteristikos, temperatūra, reakcijos laikas, pH vertė, amoniako azoto koncentracija, slėgis, maišymo intensyvumas ir pan.
Ištirtas ozonuoto amoniakinio azoto skilimo procesas.Rezultatai parodė, kad padidėjus pH vertei, susidaro tam tikras H O radikalas, pasižymintis stipriu oksidaciniu gebėjimu, o oksidacijos greitis buvo žymiai pagreitintas.Tyrimai rodo, kad ozonas gali oksiduoti amoniakinį azotą į nitritus, o nitritus – į nitratus.Amoniakinio azoto koncentracija vandenyje bėgant laikui mažėja, o amoniakinio azoto pasišalinimo greitis siekia apie 82%.CuO-Mn02-Ce02 buvo naudojamas kaip sudėtinis katalizatorius amoniakinio azoto nuotekoms valyti.Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad naujai paruošto kompozitinio katalizatoriaus oksidacinis aktyvumas žymiai pagerėja, o tinkamos proceso sąlygos yra 255 ℃, 4,2 MPa ir pH=10,8.Valant amoniakinio azoto nuotekas, kurių pradinė koncentracija yra 1023mg/L, amoniakinio azoto pašalinimo greitis gali siekti 98% per 150min, pasiekdamas nacionalinį antrinio (50mg/l) išleidimo standartą.
Ceolito pagrindo TiO2 fotokatalizatoriaus katalizinės savybės buvo tiriamos tiriant amoniakinio azoto skilimo greitį sieros rūgšties tirpale.Rezultatai rodo, kad optimali Ti02/ceolito fotokatalizatoriaus dozė yra 1,5 g/l, o reakcijos laikas – 4 val. ultravioletiniu spinduliu.Amoniakinio azoto pašalinimo iš nuotekų greitis gali siekti 98,92%.Ištirtas didelio geležies ir nano-smakro dioksido pašalinimo poveikis fenoliui ir amoniakiniam azotui ultravioletinėje šviesoje.Rezultatai rodo, kad amoniakinio azoto pašalinimo greitis yra 97,5%, kai pH = 9,0 yra naudojamas amoniako azoto tirpalui, kurio koncentracija yra 50 mg/L, o tai yra 7,8% ir 22,5% didesnė nei vien tik geležies arba kininio dioksido.
Katalizinės oksidacijos metodas turi aukšto valymo efektyvumo, paprasto proceso, mažo dugno ploto ir kt. pranašumus ir dažnai naudojamas didelės koncentracijos amoniako azoto nuotekoms valyti.Taikymo sunkumas yra tai, kaip išvengti katalizatoriaus praradimo ir įrangos apsaugos nuo korozijos.
⑤elektrocheminis oksidacijos metodas
Elektrocheminis oksidacijos metodas reiškia teršalų pašalinimo iš vandens metodą, naudojant elektrooksidaciją su kataliziniu aktyvumu.Įtakos veiksniai yra srovės tankis, įleidimo srautas, išleidimo laikas ir taško tirpalo laikas.
Tirta amoniako-azoto nuotekų elektrocheminė oksidacija cirkuliacinio srauto elektrolitinėje kameroje, kur teigiama Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 tinklo elektra, o neigiama Ti tinklo elektra.Rezultatai rodo, kad kai chlorido jonų koncentracija yra 400mg/l, pradinė amoniakinio azoto koncentracija yra 40mg/l, įtekančio srauto greitis 600mL/min, srovės tankis 20mA/cm, o elektrolizės laikas 90min, amoniakas. azoto pašalinimo greitis yra 99,37%.Tai rodo, kad elektrolitinis amoniako ir azoto nuotekų oksidavimas turi gerą taikymo perspektyvą.
3. Biocheminis azoto šalinimo procesas
①visa nitrifikacija ir denitrifikacija
Viso proceso nitrifikacija ir denitrifikacija yra savotiškas biologinis metodas, kuris šiuo metu plačiai naudojamas ilgą laiką.Jis paverčia nuotekose esantį amoniakinį azotą į azotą per daugybę reakcijų, tokių kaip nitrifikacija ir denitrifikacija, veikiant įvairiems mikroorganizmams, kad būtų pasiektas nuotekų valymo tikslas.Nitrifikacijos ir denitrifikacijos procesas, siekiant pašalinti amoniakinį azotą, turi vykti dviem etapais:
Nitrifikacijos reakcija: Nitrifikacijos reakciją užbaigia aerobiniai autotrofiniai mikroorganizmai.Aerobinėje būsenoje neorganinis azotas naudojamas kaip azoto šaltinis NH4+ paversti NO2-, o vėliau oksiduojamas į NO3-.Nitrifikacijos procesą galima suskirstyti į du etapus.Antrame etape nitritus nitrifikuojančios bakterijos paverčia nitratais (NO3-), o nitrifikuojančios bakterijos nitritus paverčia nitratais (NO3-).
Denitrifikacijos reakcija: Denitrifikacijos reakcija yra procesas, kurio metu denitrifikuojančios bakterijos hipoksijos būsenoje redukuoja nitritinį azotą ir nitratinį azotą į dujinį azotą (N2).Denitrifikuojančios bakterijos yra heterotrofiniai mikroorganizmai, kurių dauguma priklauso amfikinėms bakterijoms.Hipoksijos būsenoje jie naudoja deguonį nitrate kaip elektronų akceptorių ir organines medžiagas (BDS komponentą nuotekose) kaip elektronų donorą, kad suteiktų energijos ir būtų oksiduojami bei stabilizuojami.
Viso proceso nitrifikacijos ir denitrifikacijos inžinerijos taikymas daugiausia apima AO, A2O, oksidacijos griovį ir kt., Kuris yra labiau subrendęs metodas, naudojamas biologinio azoto šalinimo pramonėje.
Visas nitrifikacijos ir denitrifikacijos metodas turi stabilaus poveikio, paprasto veikimo, antrinės taršos ir mažos kainos privalumus.Šis metodas taip pat turi tam tikrų trūkumų, pvz., anglies šaltinį reikia pridėti, kai nuotekų C/N santykis yra mažas, temperatūros reikalavimas yra gana griežtas, efektyvumas žemoje temperatūroje mažas, plotas didelis, deguonies poreikis. yra didelis, o kai kurios kenksmingos medžiagos, tokios kaip sunkiųjų metalų jonai, spaudžia mikroorganizmus, kuriuos reikia pašalinti prieš atliekant biologinį metodą.Be to, didelė amoniakinio azoto koncentracija nuotekose taip pat slopina nitrifikacijos procesą.Todėl prieš valant didelės koncentracijos amoniakinio azoto nuotekas reikia atlikti išankstinį apdorojimą, kad amoniakinio azoto nuotekų koncentracija būtų mažesnė nei 500 mg/l.Tradicinis biologinis metodas tinka mažos koncentracijos amoniakinio azoto nuotekoms, kuriose yra organinių medžiagų, valyti, pavyzdžiui, buitines, chemines nuotekas ir kt.
② Vienu metu vykstanti nitrifikacija ir denitrifikacija (SND)
Kai nitrifikacija ir denitrifikacija atliekamos kartu tame pačiame reaktoriuje, tai vadinama vienalaikio virškinimo denitrifikacija (SND).Ištirpusio deguonies kiekį nuotekose riboja difuzijos greitis, kad mikroaplinkos zonoje susidarytų ištirpusio deguonies gradientas ant mikrobinio floko arba bioplėvelės, dėl kurio ištirpusio deguonies gradientas ant išorinio mikrobinio floko arba bioplėvelės paviršiaus yra palankus augimui ir plitimui. aerobinių nitrifikuojančių ir amoniako bakterijų.Kuo giliau į floką ar membraną, tuo mažesnė ištirpusio deguonies koncentracija, todėl susidaro anoksinė zona, kurioje dominuoja denitrifikuojančios bakterijos.Taip formuojasi tuo pačiu metu virškinimo ir denitrifikacijos procesas.Veiksniai, įtakojantys tuo pačiu metu vykstantį virškinimą ir denitrifikaciją, yra PH vertė, temperatūra, šarmingumas, organinės anglies šaltinis, ištirpęs deguonis ir dumblo amžius.
Vienu metu vyko nitrifikacija/denitrifikacija Karuselės oksidacijos griovyje, o ištirpusio deguonies koncentracija tarp aeruojamo sparnuotės Carrousel oksidacijos griovyje palaipsniui mažėjo, o ištirpusio deguonies kiekis apatinėje Carrousel oksidacijos griovio dalyje buvo mažesnis nei viršutinėje dalyje. .Nitratinio azoto susidarymo ir suvartojimo greičiai kiekvienoje kanalo dalyje yra beveik vienodi, o amoniakinio azoto koncentracija kanale visada yra labai maža, o tai rodo, kad nitrifikacijos ir denitrifikacijos reakcijos Karuselės oksidacijos kanale vyksta vienu metu.
Buitinių nuotekų valymo tyrimas rodo, kad kuo didesnis CODCr, tuo pilnesnis denitrifikavimas ir geresnis TN pašalinimas.Ištirpusio deguonies poveikis vienu metu vykstančiai nitrifikacijai ir denitrifikacijai yra didelis.Kai ištirpusio deguonies kiekis reguliuojamas 0,5–2 mg/l, bendras azoto pašalinimo efektas yra geras.Tuo pačiu metu nitrifikacijos ir denitrifikacijos metodas taupo reaktorių, sutrumpina reakcijos laiką, sunaudoja mažai energijos, taupo investicijas, o pH vertę lengva išlaikyti stabilią.
③ Trumpojo nuotolio virškinimas ir denitrifikacija
Tame pačiame reaktoriuje amoniaką oksiduojančios bakterijos naudojamos amoniakui oksiduoti iki nitrito aerobinėmis sąlygomis, o po to nitritas tiesiogiai denitrifikuojamas, kad gautų azotą su organinėmis medžiagomis arba išoriniu anglies šaltiniu kaip elektronų donoru hipoksijos sąlygomis.Trumpojo nuotolio nitrifikacijos ir denitrifikacijos įtakos veiksniai yra temperatūra, laisvasis amoniakas, pH vertė ir ištirpęs deguonis.
Temperatūros įtaka trumpojo nuotolio komunalinių nuotekų be jūros vandens ir komunalinių nuotekų su 30% jūros vandens nitrifikacijai.Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad: komunalinėms nuotekoms be jūros vandens temperatūros didinimas yra palankus trumpojo nuotolio nitrifikacijai pasiekti.Kai jūros vandens dalis buitinėse nuotekose yra 30%, vidutinės temperatūros sąlygomis trumpojo nuotolio nitrifikacija gali būti geriau pasiekiama.Delfto technologijos universitetas sukūrė SHARON procesą, aukšta temperatūra (apie 30-4090) skatina nitritų bakterijų dauginimąsi, todėl nitritinės bakterijos praranda konkurenciją, o kontroliuojant dumblo amžių pašalinamos nitritinės bakterijos, todėl kad nitrifikacijos reakcija nitritinėje stadijoje.
Remiantis nitritinių ir nitritinių bakterijų giminingumo deguonimi skirtumu, Gent Microbial Ecology Laboratory sukūrė OLAND procesą, skirtą nitrito azoto kaupimui pasiekti kontroliuojant ištirpusį deguonį, kad būtų pašalintos nitritinės bakterijos.
Koksuojančių nuotekų valymo trumpojo nuotolio nitrifikacijos ir denitrifikacijos būdu bandomųjų bandymų rezultatai rodo, kad kai įtekančioje ChDS, amoniakinio azoto, TN ir fenolio koncentracijos yra 1201,6 510,4 540,1 ir 110,4 mg/L, vidutinis nutekamųjų vandenų COD, amoniako azotas. ,TN ir fenolio koncentracijos yra atitinkamai 197,1, 14,2, 181,5 ir 0,4 mg/l.Atitinkami pašalinimo rodikliai buvo atitinkamai 83,6%, 97,2%, 66,4% ir 99,6%.
Trumpojo nuotolio nitrifikacijos ir denitrifikacijos procesas nepereina nitratų etapo, taupant anglies šaltinį, reikalingą biologiniam azoto pašalinimui.Jis turi tam tikrų pranašumų amoniakinio azoto nuotekoms su mažu C/N santykiu.Trumpojo nuotolio nitrifikacija ir denitrifikacija turi mažiau dumblo, trumpą reakcijos laiką ir taupo reaktoriaus tūrį.Tačiau trumpojo nuotolio nitrifikacijai ir denitrifikacijai reikalingas stabilus ir ilgalaikis nitritų kaupimasis, todėl svarbiausia yra tai, kaip efektyviai slopinti nitrifikuojančių bakterijų veiklą.
④ Anaerobinė amoniako oksidacija
Anaerobinė amonioksidacija – tai autotrofinių bakterijų tiesioginio amoniakinio azoto oksidavimo į azotą procesas hipoksijos sąlygomis, naudojant azoto azotą arba azotą kaip elektronų akceptorių.
Buvo tiriamas temperatūros ir PH poveikis anammoX biologiniam aktyvumui.Rezultatai parodė, kad optimali reakcijos temperatūra buvo 30 ℃, o pH vertė – 7,8.Ištirtas anaerobinio ammoX reaktoriaus tinkamumas didelio druskingumo ir didelės koncentracijos azoto nuotekoms valyti.Rezultatai parodė, kad didelis druskingumas žymiai slopino anammoX aktyvumą ir šis slopinimas buvo grįžtamas.Neaklimatizuoto dumblo anaerobinis ammokso aktyvumas buvo 67,5% mažesnis nei kontrolinio dumblo, esant 30g.L-1(NaC1) druskingumui.Aklimatizuoto dumblo anammoX aktyvumas buvo 45,1% mažesnis nei kontrolinio.Kai aklimatizuotas dumblas buvo perkeltas iš didelio druskingumo aplinkos į mažo druskingumo aplinką (be sūrymo), anaerobinis šaudmenų aktyvumas padidėjo 43,1%.Tačiau reaktoriaus veikimas gali susilpnėti, kai jis ilgą laiką veikia esant dideliam druskingumui.
Palyginti su tradiciniu biologiniu procesu, anaerobinis ammoX yra ekonomiškesnė biologinio azoto šalinimo technologija, be papildomo anglies šaltinio, mažo deguonies poreikio, nereikalaujančių reagentų neutralizavimui ir mažesnės dumblo gamybos.Anaerobinio amokso trūkumai yra lėtas reakcijos greitis, didelis reaktoriaus tūris, o anglies šaltinis nepalankus anaerobiniam amMOX, o tai turi praktinę reikšmę sprendžiant prastai biologiškai skaidomoms amoniakinio azoto nuotekoms.
4.atskyrimo ir adsorbcijos azoto pašalinimo procesas
① membranos atskyrimo metodas
Membranos atskyrimo metodas yra naudoti selektyvų membranos pralaidumą, kad būtų galima pasirinktinai atskirti komponentus skystyje, kad būtų pasiektas amoniakinio azoto pašalinimo tikslas.Įskaitant atvirkštinį osmosą, nanofiltravimą, amoniako membraną ir elektrodializę.Veiksniai, turintys įtakos membranos atskyrimui, yra membranos charakteristikos, slėgis arba įtampa, pH vertė, temperatūra ir amoniakinio azoto koncentracija.
Pagal retųjų žemių lydyklos išleidžiamų amoniakinių azoto nuotekų vandens kokybę, buvo atliktas atvirkštinio osmoso eksperimentas su NH4C1 ir NaCI imituotomis nuotekomis.Nustatyta, kad tokiomis pačiomis sąlygomis atvirkštinio osmoso NaCI pašalinimo greitis didesnis, o NHCl – didesnis vandens gamybos greitis.NH4C1 pašalinimo greitis yra 77,3 % po apdorojimo atvirkštiniu osmosu, kuris gali būti naudojamas kaip išankstinis amoniakinio azoto nuotekų valymas.Atvirkštinio osmoso technologija gali taupyti energiją, gerą šiluminį stabilumą, tačiau atsparumas chlorui ir tarša yra prastas.
Sąvartyno filtratui apdoroti buvo taikomas biocheminis nanofiltravimo membraninis atskyrimo procesas, kad 85–90% pralaidžio skysčio buvo išleista pagal standartą, o tik 0–15% koncentruoto nuotekų skysčio ir purvo buvo grąžinta į šiukšlių bakas.Ozturki ir kt.apvalė Odayeri sąvartyno filtratą Turkijoje nanofiltravimo membrana, o amoniakinio azoto pašalinimo greitis siekė apie 72 proc.Nanofiltracinė membrana reikalauja mažesnio slėgio nei atvirkštinio osmoso membrana, ją lengva valdyti.
Amoniaką šalinanti membraninė sistema paprastai naudojama nuotekoms, kuriose yra daug amoniakinio azoto, valyti.Vandenyje esantis amoniakinis azotas turi tokį balansą: veikiant NH4- +OH-= NH3+H2O, amoniako turinčios nuotekos teka membranos modulio apvalkale, o rūgštį sugeriantis skystis teka membranos vamzdžiu. modulis.Padidėjus nuotekų pH arba pakilus temperatūrai, pusiausvyra pasislinks į dešinę, o amonio jonas NH4- virsta laisvu dujiniu NH3.Šiuo metu dujinis NH3 gali patekti į rūgštį sugeriančią skystąją fazę vamzdyje iš nuotekų fazės korpuse per tuščiavidurio pluošto paviršiuje esančias mikroporas, kurias sugeria rūgšties tirpalas ir iš karto tampa joniniu NH4-.Laikykite nuotekų pH aukštesnę nei 10, o temperatūrą aukštesnę nei 35 ° C (žemiau 50 ° C), kad nuotekų fazėje esantis NH4 nuolat taptų NH3 absorbcijos skysčio fazės migracijai.Dėl to amoniakinio azoto koncentracija nuotekų pusėje nuolat mažėjo.Rūgščių sugėrimo skystoji fazė, nes yra tik rūgštis ir NH4-, sudaro labai gryną amonio druską ir po nuolatinės cirkuliacijos pasiekia tam tikrą koncentraciją, kurią galima perdirbti.Viena vertus, šios technologijos naudojimas gali labai pagerinti amoniakinio azoto pašalinimo iš nuotekų greitį, kita vertus, sumažinti bendras nuotekų valymo sistemos eksploatavimo išlaidas.
②elektrodializės metodas
Elektrodializė yra ištirpusių kietųjų dalelių pašalinimo iš vandeninių tirpalų metodas, taikant įtampą tarp membranų porų.Veikiant įtampai, amoniako ir azoto nuotekose esantys amoniako jonai ir kiti jonai praturtinami per membraną amoniako turinčiame koncentruotame vandenyje, kad būtų pasiektas pašalinimo tikslas.
Elektrodializės metodu buvo išvalytos neorganinės nuotekos su didele amoniakinio azoto koncentracija ir pasiekta gerų rezultatų.2000–3000 mg / l amoniakinio azoto nuotekų amoniakinio azoto pašalinimo greitis gali būti didesnis nei 85%, o koncentruotas amoniakinis vanduo gali būti gaunamas 8,9%.Elektrodializės operacijos metu sunaudotas elektros kiekis yra proporcingas amoniakinio azoto kiekiui nuotekose.Elektrodializės nuotekų valymo neriboja pH vertė, temperatūra ir slėgis, jį lengva eksploatuoti.
Membraninio atskyrimo pranašumai yra didelis amoniakinio azoto regeneravimas, paprastas valdymas, stabilus apdorojimo efektas ir antrinės taršos nebuvimas.Tačiau valant didelės koncentracijos amoniakinio azoto nuotekas, išskyrus deammoniuotą membraną, kitos membranos lengvai pleiskanoja ir užsikemša, o regeneracija ir atgalinis plovimas yra dažnas, todėl padidėja valymo sąnaudos.Todėl šis metodas labiau tinka išankstiniam arba mažos koncentracijos amoniakinio azoto nuotekų valymui.
③ Jonų mainų metodas
Jonų mainų metodas – tai amoniakinio azoto pašalinimo iš nuotekų metodas, naudojant medžiagas, turinčias stiprią selektyvią amoniako jonų adsorbciją.Dažniausiai naudojamos adsorbcijos medžiagos yra aktyvuota anglis, ceolitas, montmorilonitas ir mainų derva.Ceolitas yra tam tikras silicio aliuminatas, turintis trimatę erdvinę struktūrą, taisyklingą porų struktūrą ir skyles, tarp kurių klinoptilolitas pasižymi stipriu selektyviu amoniako jonų adsorbcijos gebėjimu ir maža kaina, todėl dažniausiai naudojamas kaip amoniako azoto nuotekų adsorbcinė medžiaga. inžinerijoje.Klinoptilolito gydymo poveikį įtakojantys veiksniai yra dalelių dydis, įtekančio amoniako azoto koncentracija, kontakto laikas, pH vertė ir pan.
Akivaizdus ceolito adsorbcinis poveikis amoniakiniam azotui, po jo seka ranitas, o dirvožemio ir keramito poveikis silpnas.Pagrindinis būdas pašalinti amoniakinį azotą iš ceolito yra jonų mainai, o fizinės adsorbcijos efektas yra labai mažas.Keramito, dirvožemio ir ranito jonų mainų poveikis yra panašus į fizinį adsorbcijos efektą.Keturių užpildų adsorbcijos geba mažėjo kylant temperatūrai 15-35 ℃ intervale, o didėjo padidėjus pH vertei 3-9 intervale.Adsorbcijos pusiausvyra buvo pasiekta po 6 valandų virpesių.
Ištirtas amoniakinio azoto pašalinimo iš sąvartyno filtrato ceolito adsorbcijos būdu galimybė.Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad kiekvienas gramas ceolito turi ribotą 15,5 mg amoniakinio azoto adsorbcijos potencialą, kai ceolito dalelių dydis yra 30-16 akių, amoniakinio azoto pašalinimo greitis siekia 78,5%, o esant tokiai pat adsorbcijos trukmei, dozavimas ir ceolito dalelių dydis, kuo didesnė įtekančio amoniakinio azoto koncentracija, tuo didesnis adsorbcijos greitis, o ceolitas kaip adsorbentas gali pašalinti amoniakinį azotą iš filtrato.Kartu pažymima, kad ceolito amoniakinio azoto adsorbcijos greitis yra mažas, o praktiškai ceolitui sunku pasiekti soties adsorbcijos gebą.
Ištirtas biologinio ceolito sluoksnio šalinimo poveikis azotui, ChDS ir kitiems teršalams imituojamose kaimo nuotekose.Rezultatai rodo, kad amoniakinio azoto pašalinimo greitis biologiniu ceolito sluoksniu yra didesnis nei 95%, o nitratinio azoto pašalinimui didelę įtaką daro hidraulinio buvimo laikas.
Jonų mainų metodo privalumai yra mažos investicijos, paprastas procesas, patogus veikimas, nejautrumas nuodams ir temperatūrai bei pakartotinis ceolito panaudojimas regeneruojant.Tačiau valant didelės koncentracijos amoniakinio azoto nuotekas, regeneracija yra dažna, o tai sukelia nepatogumų darbui, todėl jį reikia derinti su kitais amoniakinio azoto valymo būdais arba naudoti mažos koncentracijos amoniakinio azoto nuotekoms valyti.
Didmeninė prekyba 4A ceolitu, gamintojas ir tiekėjas |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Paskelbimo laikas: 2024-07-10
