Kemikal at proseso para sa pag -alis ng ammonia nitrogen mula sa tubig

1.Ano ang ammonia nitrogen?

Ang ammonia nitrogen ay tumutukoy sa ammonia sa anyo ng libreng ammonia (o non-ionic ammonia, NH3) o ionic ammonia (NH4+). Mas mataas na pH at mas mataas na proporsyon ng libreng ammonia; Sa kabilang banda, ang proporsyon ng ammonium salt ay mataas.

Ang ammonia nitrogen ay isang nutrisyon sa tubig, na maaaring humantong sa eutrophication ng tubig, at ito ang pangunahing oxygen na kumonsumo ng pollutant sa tubig, na nakakalason sa mga isda at ilang mga nabubuong organismo.

Ang pangunahing nakakapinsalang epekto ng ammonia nitrogen sa mga nabubuong organismo ay libreng ammonia, na ang pagkakalason ay dose -dosenang mga beses na mas malaki kaysa sa ammonium salt, at tumataas sa pagtaas ng alkalinity. Ang ammonia nitrogen toxicity ay malapit na nauugnay sa halaga ng pH at temperatura ng tubig ng tubig sa pool, sa pangkalahatan, mas mataas ang halaga ng pH at temperatura ng tubig, mas malakas ang pagkakalason.

Dalawang tinatayang mga pamamaraan ng sensitivity colorimetric na karaniwang ginagamit upang matukoy ang ammonia ay ang klasikal na pamamaraan ng reagent ng Nessler at ang pamamaraan ng phenol-hypochlorite. Ang mga titrations at elektrikal na pamamaraan ay karaniwang ginagamit upang matukoy ang ammonia; Kapag mataas ang nilalaman ng ammonia nitrogen, maaari ring magamit ang paraan ng distillation titration. (Ang mga pamantayang pambansa ay kasama ang reagent na pamamaraan ni Nath, Salicylic Acid Spectrophotometry, Distillation - Paraan ng Titration)

2.Physical at kemikal na proseso ng pag -alis ng nitrogen

① Paraan ng pag -ulan ng kemikal

Ang pamamaraan ng pag-ulan ng kemikal, na kilala rin bilang paraan ng pag-ulan ng mapa, ay upang magdagdag ng magnesium at posporiko acid o hydrogen phosphate sa wastewater na naglalaman ng ammonia nitrogen, upang ang NH4+ sa wastewater ay nag-reaksyon sa Mg+ at PO4- sa isang may tubig na solusyon upang makabuo ng ammonium magnesium phosphate na pag-ulan, ang molekular na formula ay mgnh4p04.6H20, Layunin ng pag -alis ng ammonia nitrogen. Ang magnesium ammonium phosphate, na karaniwang kilala bilang struvite, ay maaaring magamit bilang compost, additive ng lupa o retardant ng sunog para sa pagbuo ng mga produktong istruktura. Ang equation ng reaksyon ay ang mga sumusunod:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = mgnh4p04

Ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaapekto sa epekto ng paggamot ng pag-ulan ng kemikal ay halaga ng pH, temperatura, konsentrasyon ng ammonia nitrogen at molar ratio (N (Mg+): N (NH4+): N (p04-)). Ang mga resulta ay nagpapakita na kapag ang halaga ng pH ay 10 at molar ratio ng magnesium, nitrogen at posporus ay 1.2: 1: 1.2, mas mahusay ang epekto ng paggamot.

Gamit ang magnesium chloride at disodium hydrogen phosphate bilang mga ahente ng pag -ubos, ipinapakita ng mga resulta na ang epekto ng paggamot ay mas mahusay kapag ang halaga ng pH ay 9.5 at ang molar ratio ng magnesium, nitrogen at posporus ay 1.2: 1: 1.

Ipinapakita ng mga resulta na ang MGC12+NA3PO4.12H20 ay higit sa iba pang mga kumbinasyon ng ahente. Kapag ang halaga ng pH ay 10.0, ang temperatura ay 30 ℃, n (mg+): n (NH4+): n (p04-) = 1: 1: 1, ang konsentrasyon ng masa ng ammonia nitrogen sa wastewater pagkatapos ng pagpapakilos para sa 30min ay nabawasan mula sa 222mg/L bago ang paggamot sa 17mg/l, at ang rate ng pagtanggal ay 92.3%.

Ang pamamaraan ng pag -ulan ng kemikal at pamamaraan ng likidong lamad ay pinagsama para sa paggamot ng mataas na konsentrasyon na pang -industriya na ammonia nitrogen wastewater. Sa ilalim ng mga kondisyon ng pag-optimize ng proseso ng pag-ulan, ang rate ng pag-alis ng ammonia nitrogen ay umabot sa 98.1%, at pagkatapos ay ang karagdagang paggamot na may paraan ng likidong pelikula ay nabawasan ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa 0.005G/L, na umaabot sa pambansang pamantayang paglabas ng first-class.

Ang pag -alis ng epekto ng mga divalent metal ion (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) maliban sa Mg+sa ammonia nitrogen sa ilalim ng pagkilos ng pospeyt ay sinisiyasat. Ang isang bagong proseso ng pag-ulan ng pag-ulan ng CASO4 ay iminungkahi para sa ammonium sulfate wastewater. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang tradisyunal na regulator ng NaOH ay maaaring mapalitan ng dayap.

Ang bentahe ng pamamaraan ng pag-ulan ng kemikal ay kapag ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater ay mataas, ang aplikasyon ng iba pang mga pamamaraan ay limitado, tulad ng biological na pamamaraan, pamamaraan ng break point chlorination, pamamaraan ng paghihiwalay ng lamad, paraan ng pagpapalitan ng ion, atbp Sa oras na ito, ang pamamaraan ng pag-ulan ng kemikal ay maaaring magamit para sa pre-paggamot. Ang kahusayan ng pag -alis ng pamamaraan ng pag -ulan ng kemikal ay mas mahusay, at hindi ito limitado sa pamamagitan ng temperatura, at ang operasyon ay simple. Ang pinalamig na putik na naglalaman ng magnesium ammonium phosphate ay maaaring magamit bilang isang pinagsama -samang pataba upang mapagtanto ang paggamit ng basura, sa gayon ang pag -offset ng bahagi ng gastos; Kung maaari itong pagsamahin sa ilang mga pang-industriya na negosyo na gumagawa ng pospeyt wastewater at mga negosyo na gumagawa ng asin brine, maaari itong makatipid ng mga gastos sa parmasyutiko at mapadali ang aplikasyon ng malakihan.

Ang kawalan ng pamamaraan ng pag -ulan ng kemikal ay dahil sa paghihigpit ng produkto ng solubility ng ammonium magnesium phosphate, pagkatapos ng ammonia nitrogen sa wastewater ay umabot sa isang tiyak na konsentrasyon, ang epekto ng pag -alis ay hindi halata at ang gastos sa pag -input ay lubos na nadagdagan. Samakatuwid, ang pamamaraan ng pag -ulan ng kemikal ay dapat gamitin kasama ang iba pang mga pamamaraan na angkop para sa advanced na paggamot. Malaki ang halaga ng reagent na ginamit, malaki ang putik na ginawa, at mataas ang gastos sa paggamot. Ang pagpapakilala ng mga ion ng klorido at natitirang posporus sa panahon ng dosis ng mga kemikal ay madaling maging sanhi ng pangalawang polusyon.

Pakyawan aluminyo sulfate tagagawa at tagapagtustos | Everbright (cnchemist.com)

Pakyawan na dibasic sodium phosphate tagagawa at tagapagtustos | Everbright (cnchemist.com)

②blow off na pamamaraan

Ang pag -alis ng ammonia nitrogen sa pamamagitan ng pamumulaklak ay upang ayusin ang halaga ng pH sa alkalina, upang ang ammonia ion sa wastewater ay na -convert sa ammonia, kaya't ito ay pangunahing umiiral sa anyo ng libreng ammonia, at pagkatapos ay ang libreng ammonia ay kinuha sa labas ng wastewater sa pamamagitan ng carrier gas, upang makamit ang layunin ng pag -alis ng ammonia nitrogen. Ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaapekto sa kahusayan ng pamumulaklak ay ang halaga ng pH, temperatura, ratio ng gas-likido, rate ng daloy ng gas, paunang konsentrasyon at iba pa. Sa kasalukuyan, ang pamamaraan ng blow-off ay malawakang ginagamit sa paggamot ng wastewater na may mataas na konsentrasyon ng ammonia nitrogen.

Ang pag-alis ng ammonia nitrogen mula sa landfill leachate sa pamamagitan ng blow-off na pamamaraan ay pinag-aralan. Napag-alaman na ang mga pangunahing kadahilanan na kumokontrol sa kahusayan ng blow-off ay temperatura, ratio ng gas-likido at halaga ng pH. Kapag ang temperatura ng tubig ay mas malaki kaysa sa 2590, ang ratio ng gas-likido ay halos 3500, at ang pH ay halos 10.5, ang rate ng pag-alis ay maaaring umabot ng higit sa 90% para sa landfill leachate na may konsentrasyon ng ammonia nitrogen na kasing taas ng 2000-4000mg/L. Ang mga resulta ay nagpapakita na kapag ang pH = 11.5, ang temperatura ng pagtanggal ay 80cc at ang oras ng pagtanggal ay 120min, ang rate ng pag -alis ng ammonia nitrogen sa wastewater ay maaaring umabot sa 99.2%.

Ang blowing-off na kahusayan ng mataas na konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater ay isinasagawa ng countercurrent blowing-off tower. Ang mga resulta ay nagpakita na ang kahusayan ng pamumulaklak ay nadagdagan sa pagtaas ng halaga ng pH. Ang mas malaki ang ratio ng gas-likido ay, mas malaki ang lakas ng pagmamaneho ng paglipat ng masa ng ammonia, at tumataas din ang kahusayan ng pagtanggal.

Ang pag -alis ng ammonia nitrogen sa pamamagitan ng pamumulaklak ay epektibo, madaling mapatakbo at madaling kontrolin. Ang hinipan na ammonia nitrogen ay maaaring magamit bilang isang sumisipsip na may sulpuriko acid, at ang nabuong pera ng sulfuric acid ay maaaring magamit bilang pataba. Ang pamamaraan ng pagsabog ay isang karaniwang ginagamit na teknolohiya para sa pagtanggal ng pisikal at kemikal na nitrogen sa kasalukuyan. Gayunpaman, ang pamamaraan ng blow-off ay may ilang mga kawalan, tulad ng madalas na pag-scale sa blow-off tower, mababang kahusayan sa pag-alis ng ammonia nitrogen sa mababang temperatura, at pangalawang polusyon na dulot ng blow-off gas. Ang pamamaraan ng blow-off ay karaniwang pinagsama sa iba pang mga pamamaraan ng paggamot ng wastewater ng ammonia upang magpanggap ng mataas na konsentrasyon na ammonia nitrogen wastewater.

③Break point chlorination

Ang mekanismo ng pag -alis ng ammonia sa pamamagitan ng break point chlorination ay ang reaksyon ng chlorine gas na may ammonia upang makagawa ng hindi nakakapinsalang gasolina, at ang N2 ay nakatakas sa kapaligiran, na ginagawang tama ang reaksyon. Ang formula ng reaksyon ay:

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

Kapag ang chlorine gas ay inilipat sa wastewater sa isang tiyak na punto, ang nilalaman ng libreng klorin sa tubig ay mababa, at ang konsentrasyon ng ammonia ay zero. Kapag ang halaga ng gas ng chlorine ay pumasa sa punto, ang halaga ng libreng klorin sa tubig ay tataas, samakatuwid, ang punto ay tinatawag na break point, at ang klorasyon sa estado na ito ay tinatawag na break point chlorination.

Ang paraan ng break point chlorination ay ginagamit upang gamutin ang pagbabarena ng basura pagkatapos ng pamumulaklak ng ammonia nitrogen, at ang epekto ng paggamot ay direktang apektado ng proseso ng pagpapanggap na ammonia nitrogen blowing. Kapag ang 70% ng ammonia nitrogen sa wastewater ay tinanggal sa pamamagitan ng proseso ng pamumulaklak at pagkatapos ay ginagamot ng break point chlorination, ang masa na konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa effluent ay mas mababa sa 15mg/L. Zhang Shengli et al. Kinuha ang simulate na ammonia nitrogen wastewater na may masa na konsentrasyon ng 100mg/L bilang object ng pananaliksik, at ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpakita na ang pangunahing at pangalawang mga kadahilanan na nakakaapekto sa pag -alis ng ammonia nitrogen sa pamamagitan ng oksihenasyon ng sodium hypochlorite ay ang dami ng ratio ng chlorine sa ammonia nitrogen, oras ng reaksyon, at halaga ng pH.

Ang paraan ng break point chlorination ay may mataas na kahusayan sa pag -alis ng nitrogen, ang rate ng pag -alis ay maaaring umabot sa 100%, at ang konsentrasyon ng ammonia sa wastewater ay maaaring mabawasan sa zero. Ang epekto ay matatag at hindi apektado ng temperatura; Mas kaunting kagamitan sa pamumuhunan, mabilis at kumpletong tugon; Mayroon itong epekto ng isterilisasyon at pagdidisimpekta sa katawan ng tubig. Ang saklaw ng aplikasyon ng paraan ng break point chlorination ay ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater ay mas mababa sa 40mg/L, kaya ang paraan ng break point chlorination ay kadalasang ginagamit para sa advanced na paggamot ng ammonia nitrogen wastewater. Ang kahilingan ng ligtas na paggamit at imbakan ay mataas, ang gastos ng paggamot ay mataas, at ang mga by-product chloramines at chlorinated organics ay magiging sanhi ng pangalawang polusyon.

④Catalytic Oxidation Paraan

Ang pamamaraan ng catalytic oxidation ay sa pamamagitan ng pagkilos ng katalista, sa ilalim ng isang tiyak na temperatura at presyon, sa pamamagitan ng air oxidation, organikong bagay at ammonia sa dumi sa alkantarilya ay maaaring ma -oxidized at mabulok sa mga hindi nakakapinsalang sangkap tulad ng CO2, N2 at H2O, upang makamit ang layunin ng paglilinis.

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa epekto ng catalytic oxidation ay mga katangian ng katalista, temperatura, oras ng reaksyon, halaga ng pH, konsentrasyon ng ammonia nitrogen, presyon, pagpapakilos ng intensity at iba pa.

Ang proseso ng marawal na kalagayan ng ozonated ammonia nitrogen ay pinag -aralan. Ang mga resulta ay nagpakita na kapag tumaas ang halaga ng pH, isang uri ng HO radical na may malakas na kakayahan sa oksihenasyon ay ginawa, at ang rate ng oksihenasyon ay makabuluhang pinabilis. Ipinapakita ng mga pag -aaral na ang osono ay maaaring mag -oxidize ng ammonia nitrogen sa nitrite at nitrite upang nitrate. Ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa tubig ay bumababa sa pagtaas ng oras, at ang rate ng pag -alis ng ammonia nitrogen ay halos 82%. Ang CUO-MN02-CE02 ay ginamit bilang isang composite catalyst upang gamutin ang ammonia nitrogen wastewater. Ang mga pang -eksperimentong resulta ay nagpapakita na ang aktibidad ng oksihenasyon ng bagong inihanda na composite catalyst ay makabuluhang napabuti, at ang angkop na mga kondisyon ng proseso ay 255 ℃, 4.2MPa at pH = 10.8. Sa paggamot ng ammonia nitrogen wastewater na may paunang konsentrasyon ng 1023mg/L, ang pag -alis ng rate ng ammonia nitrogen ay maaaring umabot sa 98% sa loob ng 150min, na umaabot sa pambansang pangalawang (50mg/L) na pamantayang paglabas.

Ang catalytic na pagganap ng zeolite na suportado ng TiO2 photocatalyst ay sinisiyasat sa pamamagitan ng pag -aaral ng rate ng marawal na kalagayan ng ammonia nitrogen sa solusyon ng sulfuric acid. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang pinakamainam na dosis ng Ti02/ zeolite photocatalyst ay 1.5g/ L at ang oras ng reaksyon ay 4H sa ilalim ng pag -iilaw ng ultraviolet. Ang pag -alis ng rate ng ammonia nitrogen mula sa wastewater ay maaaring umabot sa 98.92%. Ang pag-alis ng epekto ng mataas na bakal at nano-chin dioxide sa ilalim ng ilaw ng ultraviolet sa phenol at ammonia nitrogen ay pinag-aralan. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang pag -alis ng rate ng ammonia nitrogen ay 97.5% kapag ang pH = 9.0 ay inilalapat sa solusyon ng ammonia nitrogen na may konsentrasyon ng 50mg/L, na 7.8% at 22.5% na mas mataas kaysa sa mataas na bakal o chine dioxide lamang.

Ang pamamaraan ng catalytic oksihenasyon ay may mga pakinabang ng mataas na kahusayan ng paglilinis, simpleng proseso, maliit na ilalim na lugar, atbp, at madalas na ginagamit upang gamutin ang mataas na konsentrasyon na ammonia nitrogen wastewater. Ang kahirapan sa application ay kung paano maiwasan ang pagkawala ng katalista at proteksyon ng kaagnasan ng kagamitan.

⑤Electrochemical na pamamaraan ng oksihenasyon

Ang pamamaraan ng electrochemical oxidation ay tumutukoy sa pamamaraan ng pag -alis ng mga pollutant sa tubig sa pamamagitan ng paggamit ng electrooxidation na may aktibidad na catalytic. Ang mga nakakaimpluwensyang kadahilanan ay kasalukuyang density, rate ng daloy ng inlet, oras ng outlet at oras ng solusyon sa point.

Ang electrochemical oxidation ng ammonia-nitrogen wastewater sa isang nagpapalipat-lipat na daloy ng electrolytic cell ay pinag-aralan, kung saan ang positibo ay TI/RU02-TiO2-IR02-SNO2 network ng kuryente at ang negatibo ay ang kuryente ng network ng TI. Ang mga resulta ay nagpapakita na kapag ang konsentrasyon ng chloride ion ay 400mg/L, ang paunang konsentrasyon ng ammonia nitrogen ay 40mg/L, ang maimpluwensyang rate ng daloy ay 600ml/min, ang kasalukuyang density ay 20mA/cm, at ang oras ng electrolytic ay 90min, ang rate ng pag -alis ng ammonia nitrogen ay 99.37%. Ipinapakita nito na ang electrolytic oxidation ng ammonia-nitrogen wastewater ay may isang mahusay na prospect ng aplikasyon.

3. Proseso ng pag -alis ng biochemical nitrogen

①Ang buong nitrification at denitrification

Ang buong-proseso ng nitrification at denitrification ay isang uri ng biological na pamamaraan na malawakang ginagamit sa loob ng mahabang panahon sa kasalukuyan. Nag -convert ito ng ammonia nitrogen sa wastewater sa nitrogen sa pamamagitan ng isang serye ng mga reaksyon tulad ng nitrification at denitrification sa ilalim ng pagkilos ng iba't ibang mga microorganism, upang makamit ang layunin ng paggamot ng wastewater. Ang proseso ng nitrification at denitrification upang alisin ang ammonia nitrogen ay kailangang dumaan sa dalawang yugto:

Reaksyon ng Nitrification: Ang reaksyon ng nitrification ay nakumpleto ng aerobic autotrophic microorganism. Sa estado ng aerobic, ang hindi organikong nitrogen ay ginagamit bilang mapagkukunan ng nitrogen upang mai-convert ang NH4+ sa NO2-, at pagkatapos ay na-oxidized ito sa NO3-. Ang proseso ng nitrification ay maaaring nahahati sa dalawang yugto. Sa ikalawang yugto, ang nitrite ay na-convert sa nitrate (NO3-) sa pamamagitan ng nitrifying bacteria, at ang nitrite ay na-convert sa nitrate (NO3-) sa pamamagitan ng nitrifying bacteria.

Reaksyon ng Denitrification: Ang reaksyon ng denitrification ay ang proseso kung saan binabawasan ang bakterya ng denitrifying nitrite nitrogen at nitrate nitrogen sa gaseous nitrogen (N2) sa estado ng hypoxia. Ang mga bakterya ng denitrifying ay mga heterotrophic microorganism, na karamihan sa mga ito ay kabilang sa mga bakterya na may amphictic. Sa estado ng hypoxia, gumagamit sila ng oxygen sa nitrate bilang tumatanggap ng elektron at organikong bagay (sangkap ng BOD sa dumi sa alkantarilya) bilang donor ng elektron upang magbigay ng enerhiya at maging oxidized at nagpapatatag.

Ang buong proseso ng mga aplikasyon ng nitrification at denitrification engineering higit sa lahat ay kasama ang AO, A2O, ditch ng oksihenasyon, atbp, na kung saan ay isang mas mature na pamamaraan na ginagamit sa industriya ng pag -alis ng biological nitrogen.

Ang buong pamamaraan ng nitrification at denitrification ay may pakinabang ng matatag na epekto, simpleng operasyon, walang pangalawang polusyon at mababang gastos. Ang pamamaraang ito ay mayroon ding ilang mga drawbacks, tulad ng mapagkukunan ng carbon ay dapat na maidagdag kapag ang C/N ratio sa wastewater ay mababa, ang kinakailangan ng temperatura ay medyo mahigpit, ang kahusayan ay mababa sa mababang temperatura, ang lugar ay malaki, ang demand ng oxygen ay malaki, at ang ilang mga nakakapinsalang sangkap tulad ng mabibigat na mga ion ng metal ay may isang pagpindot na epekto sa mga microorganism, na kailangang alisin bago ang biological na pamamaraan ay isinasagawa. Bilang karagdagan, ang mataas na konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa wastewater ay mayroon ding epekto ng pagbawalan sa proseso ng nitrification. Samakatuwid, ang pagpapanggap ay dapat isagawa bago ang paggamot ng high-concentration ammonia nitrogen wastewater upang ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater ay mas mababa sa 500mg/L. Ang tradisyunal na pamamaraan ng biological ay angkop para sa paggamot ng mababang konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater na naglalaman ng organikong bagay, tulad ng domestic sewage, kemikal na wastewater, atbp.

②Simulante nitrification at denitrification (SND)

Kapag ang nitrification at denitrification ay isinasagawa nang magkasama sa parehong reaktor, ito ay tinatawag na sabay -sabay na pagtunaw ng denitrification (SND). Ang natunaw na oxygen sa wastewater ay limitado ng rate ng pagsasabog upang makabuo ng isang natunaw na gradient ng oxygen sa microenvironment na lugar sa microbial floc o biofilm, na ginagawang ang natunaw na oxygen gradient sa panlabas na ibabaw ng microbial floc o biofilm na nakakagulat sa paglaki at pagpapalaganap ng aerobic nitrifying bacteria at ammoniating bacteria. Ang mas malalim sa floc o lamad, mas mababa ang konsentrasyon ng natunaw na oxygen, na nagreresulta sa anoxic zone kung saan ang denitrifying bacteria ay nangingibabaw. Sa gayon bumubuo ng sabay -sabay na proseso ng pagtunaw at denitrification. Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa sabay -sabay na panunaw at denitrification ay halaga ng pH, temperatura, alkalinity, organikong mapagkukunan ng carbon, natunaw na oxygen at sludge age.

Ang sabay -sabay na nitrification/denitrification ay umiiral sa carrousel oxidation ditch, at ang konsentrasyon ng natunaw na oxygen sa pagitan ng aerated impeller sa carrousel oxidation ditch ay unti -unting nabawasan, at ang natunaw na oxygen sa ibabang bahagi ng carrousel oxidation ditch ay mas mababa kaysa sa itaas na bahagi. Ang mga rate ng pagbuo at pagkonsumo ng nitrate nitrogen sa bawat bahagi ng channel ay halos pantay, at ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa channel ay palaging napakababa, na nagpapahiwatig na ang mga reaksyon ng nitrification at denitrification ay nangyayari nang sabay -sabay sa carrousel oxidation channel.

Ang pag -aaral sa paggamot ng domestic sewage ay nagpapakita na ang mas mataas na CODCR, mas kumpleto ang denitrification at mas mahusay ang pagtanggal ng TN. Ang epekto ng natunaw na oxygen sa sabay -sabay na nitrification at denitrification ay mahusay. Kapag ang natunaw na oxygen ay kinokontrol sa 0.5 ~ 2mg/L, ang kabuuang epekto ng pag -alis ng nitrogen ay mabuti. Kasabay nito, ang pamamaraan ng nitrification at denitrification ay nakakatipid sa reaktor, pinaikling ang oras ng reaksyon, may mababang pagkonsumo ng enerhiya, makatipid ng pamumuhunan, at madaling panatilihing matatag ang halaga ng pH.

③Short-range digestion at denitrification

Sa parehong reaktor, ang ammonia oxidizing bacteria ay ginagamit upang i -oxidize ang ammonia upang nitrite sa ilalim ng mga kondisyon ng aerobic, at pagkatapos ay ang nitrite ay direktang denitrified upang makabuo ng nitrogen na may organikong bagay o panlabas na mapagkukunan ng carbon bilang electron donor sa ilalim ng mga kondisyon ng hypoxia. Ang impluwensya ng mga kadahilanan ng short-range nitrification at denitrification ay temperatura, libreng ammonia, pH halaga at natunaw na oxygen.

Epekto ng temperatura sa short-range nitrification ng munisipal na dumi sa alkantarilya na walang tubig sa dagat at dumi sa alkantarilya na may 30% na tubig sa dagat. Ang mga pang-eksperimentong resulta ay nagpapakita na: Para sa munisipal na dumi sa alkantarilya nang walang tubig sa dagat, ang pagtaas ng temperatura ay kaaya-aya sa pagkamit ng maikling saklaw na nitrification. Kapag ang proporsyon ng tubig sa dagat sa domestic sewage ay 30%, ang short-range nitrification ay maaaring makamit nang mas mahusay sa ilalim ng mga kondisyon ng temperatura. Ang Delft University of Technology na binuo ang proseso ng Sharon, ang paggamit ng mataas na temperatura (tungkol sa 30-4090) ay naaayon sa paglaganap ng mga bakterya ng nitrite, upang ang mga bakterya ng nitrite ay mawalan ng kumpetisyon, habang sa pamamagitan ng pagkontrol sa edad ng putik upang maalis ang bakterya ng nitrite, upang ang reaksyon ng nitrification sa yugto ng nitrite.

Batay sa pagkakaiba sa pagkakaugnay ng oxygen sa pagitan ng bakterya ng nitrite at bakterya ng nitrite, binuo ng gent microbial ecology laboratory ang proseso ng oland upang makamit ang akumulasyon ng nitrite nitrogen sa pamamagitan ng pagkontrol sa natunaw na oxygen upang maalis ang mga bakterya ng nitrite.

Ang mga resulta ng pagsubok ng pilot ng paggamot ng coking wastewater sa pamamagitan ng short-range nitrification at denitrification ay nagpapakita na kapag ang impluwensyang COD, ammonia nitrogen, TN at phenol concentrations ay 1201.6,510.4,540.1 at 110.4mg/L, ang average na effluent cod, ammonia nitrogen, TN at phenol concent 0.4mg/L, ayon sa pagkakabanggit. Ang kaukulang mga rate ng pag -alis ay 83.6%, 97.2%, 66.4%at 99.6%, ayon sa pagkakabanggit.

Ang short-range na nitrification at denitrification na proseso ay hindi dumadaan sa yugto ng nitrate, na nai-save ang mapagkukunan ng carbon na kinakailangan para sa pagtanggal ng biological nitrogen. Mayroon itong ilang mga pakinabang para sa ammonia nitrogen wastewater na may mababang C/N ratio. Ang short-range nitrification at denitrification ay may mga pakinabang ng mas kaunting putik, maikling oras ng reaksyon at pag-save ng dami ng reaktor. Gayunpaman, ang short-range nitrification at denitrification ay nangangailangan ng matatag at pangmatagalang akumulasyon ng nitrite, kaya kung paano epektibong mapigilan ang aktibidad ng nitrifying bacteria ay nagiging susi.

④ anaerobic ammonia oksihenasyon

Ang anaerobic ammoxidation ay isang proseso ng direktang oksihenasyon ng ammonia nitrogen sa nitrogen sa pamamagitan ng autotrophic bacteria sa ilalim ng kondisyon ng hypoxia, na may nitrous nitrogen o nitrous nitrogen bilang tumatanggap ng elektron.

Ang mga epekto ng temperatura at pH sa biological na aktibidad ng anammox ay pinag -aralan. Ang mga resulta ay nagpakita na ang pinakamainam na temperatura ng reaksyon ay 30 ℃ at ang halaga ng pH ay 7.8. Ang pagiging posible ng anaerobic ammox reaktor para sa pagpapagamot ng mataas na kaasinan at mataas na konsentrasyon ng nitrogen wastewater ay pinag -aralan. Ang mga resulta ay nagpakita na ang mataas na kaasinan ay makabuluhang hinarang ang aktibidad ng anammox, at ang pagsugpo na ito ay mababalik. Ang anaerobic ammox na aktibidad ng unacclimated sludge ay 67.5% na mas mababa kaysa sa control sludge sa ilalim ng kaasinan ng 30G.L-1 (NAC1). Ang aktibidad ng anammox ng acclimated sludge ay 45.1% na mas mababa kaysa sa kontrol. Kapag ang acclimated sludge ay inilipat mula sa isang mataas na kapaligiran ng kaasinan sa isang mababang kapaligiran ng kaasinan (walang brine), ang aktibidad ng anaerobic ammox ay nadagdagan ng 43.1%. Gayunpaman, ang reaktor ay madaling kapitan ng pag -andar ng pagtanggi kapag tumatakbo ito sa mataas na kaasinan sa loob ng mahabang panahon.

Kung ikukumpara sa tradisyunal na biological na proseso, ang anaerobic ammox ay isang mas matipid na teknolohiyang pag -alis ng biological nitrogen na walang karagdagang mapagkukunan ng carbon, mababang demand na oxygen, hindi na kailangan para sa reagents na neutralisahin, at hindi gaanong produksyon ng putik. Ang mga kawalan ng anaerobic ammox ay ang bilis ng reaksyon ay mabagal, ang dami ng reaktor ay malaki, at ang mapagkukunan ng carbon ay hindi kanais -nais sa anaerobic ammox, na may praktikal na kabuluhan para sa paglutas ng ammonia nitrogen wastewater na may mahinang biodegradability.

4. Paghahiwalay at proseso ng pag -alis ng nitrogen ng adsorption

① Paraan ng paghihiwalay ng lamad

Ang pamamaraan ng paghihiwalay ng lamad ay ang paggamit ng pumipili pagkamatagusin ng lamad upang piliin ang paghiwalayin ang mga sangkap sa likido, upang makamit ang layunin ng pag -alis ng ammonia nitrogen. Kabilang ang reverse osmosis, nanofiltration, deammoniating lamad at electrodialysis. Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa paghihiwalay ng lamad ay mga katangian ng lamad, presyon o boltahe, halaga ng pH, temperatura at konsentrasyon ng ammonia nitrogen.

Ayon sa kalidad ng tubig ng ammonia nitrogen wastewater na pinalabas ng bihirang lupa smelter, ang reverse osmosis na eksperimento ay isinasagawa kasama ang NH4C1 at NACI simulated wastewater. Napag -alaman na sa ilalim ng parehong mga kondisyon, ang reverse osmosis ay may mas mataas na rate ng pag -alis ng NACI, habang ang NHCL ay may mas mataas na rate ng paggawa ng tubig. Ang pag -alis ng rate ng NH4C1 ay 77.3% pagkatapos ng reverse osmosis na paggamot, na maaaring magamit bilang pagpapanggap ng ammonia nitrogen wastewater. Ang reverse osmosis na teknolohiya ay maaaring makatipid ng enerhiya, mahusay na thermal katatagan, ngunit ang paglaban ng klorin, ang paglaban sa polusyon ay mahirap.

Ang isang biochemical nanofiltration membrane na proseso ng paghihiwalay ay ginamit upang gamutin ang landfill leachate, upang ang 85% ~ 90% ng natagusan na likido ay pinalabas ayon sa pamantayan, at 0% ~ 15% lamang ng puro na dumi sa dumi sa alkantarilya at ang putik ay naibalik sa tangke ng basura. Ozturki et al. ginagamot ang landfill leachate ng Odayeri sa Turkey na may nanofiltration membrane, at ang pag -alis ng rate ng ammonia nitrogen ay halos 72%. Ang nanofiltration membrane ay nangangailangan ng mas mababang presyon kaysa sa reverse osmosis membrane, madaling mapatakbo.

Ang ammonia-removing membrane system ay karaniwang ginagamit sa paggamot ng wastewater na may mataas na ammonia nitrogen. Ang ammonia nitrogen sa tubig ay may sumusunod na balanse: NH4- +OH- = NH3 +H2O sa pagpapatakbo, ang ammonia na naglalaman ng wastewater ay dumadaloy sa shell ng lamad ng lamad, at ang likidong sumisipsip ng acid sa pipe ng lamad module. Kapag ang pH ng wastewater ay nagdaragdag o tumataas ang temperatura, ang balanse ay lilipat sa kanan, at ang ammonium ion NH4- ay nagiging libreng gas na NH3. Sa oras na ito, ang gas na NH3 ay maaaring makapasok sa phase ng pagsipsip ng acid sa pipe mula sa phase ng basurang tubig sa shell sa pamamagitan ng mga micropores sa ibabaw ng guwang na hibla, na kung saan ay hinihigop ng solusyon ng acid at agad na nagiging ionic NH4-. Panatilihin ang pH ng wastewater sa itaas ng 10, at ang temperatura sa itaas ng 35 ° C (sa ibaba 50 ° C), upang ang NH4 sa phase ng wastewater ay patuloy na magiging NH3 sa paglipat ng phase ng pagsipsip ng likido. Bilang isang resulta, ang konsentrasyon ng ammonia nitrogen sa bahagi ng wastewater ay patuloy na bumababa. Ang phase ng pagsipsip ng acid, dahil mayroon lamang acid at NH4-, ay bumubuo ng isang napaka-purong ammonium salt, at umabot sa isang tiyak na konsentrasyon pagkatapos ng patuloy na sirkulasyon, na maaaring mai-recycle. Sa isang banda, ang paggamit ng teknolohiyang ito ay maaaring mapabuti ang rate ng pag -alis ng ammonia nitrogen sa wastewater, at sa kabilang banda, maaari itong mabawasan ang kabuuang operating cost ng sistema ng paggamot ng wastewater.

Paraan ng ②Electrodialysis

Ang electrodialysis ay isang paraan ng pag -alis ng mga natunaw na solido mula sa may tubig na solusyon sa pamamagitan ng pag -apply ng isang boltahe sa pagitan ng mga pares ng lamad. Sa ilalim ng pagkilos ng boltahe, ang mga ammonia ion at iba pang mga ions sa ammonia-nitrogen wastewater ay pinayaman sa pamamagitan ng lamad sa tubig na naglalaman ng ammonia, upang makamit ang layunin ng pag-alis.

Ang pamamaraan ng electrodialysis ay ginamit upang gamutin ang mga inorganic wastewater na may mataas na konsentrasyon ng ammonia nitrogen at nakamit ang magagandang resulta. Para sa 2000-3000mg /L ammonia nitrogen wastewater, ang pag-alis ng rate ng ammonia nitrogen ay maaaring higit sa 85%, at ang puro na ammonia na tubig ay maaaring makuha ng 8.9%. Ang halaga ng kuryente na natupok sa panahon ng pagpapatakbo ng electrodialysis ay proporsyonal sa dami ng ammonia nitrogen sa wastewater. Ang paggamot ng electrodialysis ng wastewater ay hindi limitado sa halaga ng pH, temperatura at presyon, at madaling mapatakbo.

Ang mga bentahe ng paghihiwalay ng lamad ay mataas na pagbawi ng ammonia nitrogen, simpleng operasyon, matatag na epekto ng paggamot at walang pangalawang polusyon. Gayunpaman, sa paggamot ng high-concentration ammonia nitrogen wastewater, maliban sa deammoniated membrane, ang iba pang mga lamad ay madaling masukat at clog, at ang pagbabagong-buhay at pag-backwash ay madalas, ang pagtaas ng gastos sa paggamot. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ay mas angkop para sa pagpapanggap o mababang-konsentrasyon na ammonia nitrogen wastewater.

③ Paraan ng pagpapalitan ng ion

Ang paraan ng pagpapalitan ng ion ay isang pamamaraan upang alisin ang ammonia nitrogen mula sa wastewater sa pamamagitan ng paggamit ng mga materyales na may malakas na selective adsorption ng mga ammonia ion. Ang mga karaniwang ginagamit na materyales sa adsorption ay isinaaktibo ang carbon, zeolite, montmorillonite at resin resin. Ang Zeolite ay isang uri ng silico-aluminate na may three-dimensional spatial na istraktura, regular na istraktura ng butas at butas, na kung saan ang clinoptilolite ay may isang malakas na pumipili na kapasidad ng adsorption para sa mga ammonia ions at mababang presyo, kaya karaniwang ginagamit bilang isang materyal na adsorption para sa ammonia nitrogen wastewater sa engineering. Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa epekto ng paggamot ng clinoptilolite ay may kasamang laki ng butil, maimpluwensyang konsentrasyon ng ammonia nitrogen, oras ng pakikipag -ugnay, halaga ng pH at iba pa.

Ang epekto ng adsorption ng zeolite sa ammonia nitrogen ay halata, na sinusundan ng ranite, at ang epekto ng lupa at keramisite ay mahirap. Ang pangunahing paraan upang alisin ang ammonia nitrogen mula sa zeolite ay ang pagpapalitan ng ion, at ang pisikal na epekto ng adsorption ay napakaliit. Ang epekto ng pagpapalitan ng ion ng ceramite, lupa at ranite ay katulad ng pisikal na epekto ng adsorption. Ang kapasidad ng adsorption ng apat na tagapuno ay nabawasan sa pagtaas ng temperatura sa saklaw ng 15-35 ℃, at nadagdagan sa pagtaas ng halaga ng pH sa saklaw ng 3-9. Ang balanse ng adsorption ay naabot pagkatapos ng 6h oscillation.

Ang pagiging posible ng pag -alis ng ammonia nitrogen mula sa landfill leachate ng zeolite adsorption ay pinag -aralan. Ang mga pang-eksperimentong resulta ay nagpapakita na ang bawat gramo ng zeolite ay may isang limitadong potensyal na adsorption na 15.5mg ammonia nitrogen, kapag ang zeolite na laki ay magagawa para sa zeolite bilang isang adsorbent upang alisin ang ammonia nitrogen mula sa leachate. Kasabay nito, itinuturo na ang rate ng adsorption ng ammonia nitrogen sa pamamagitan ng zeolite ay mababa, at mahirap para sa zeolite na maabot ang kapasidad ng saturation adsorption sa praktikal na operasyon.

Ang pag -alis ng epekto ng biological zeolite bed sa nitrogen, COD at iba pang mga pollutant sa simulated nayon na dumi sa alkantarilya ay pinag -aralan. Ang mga resulta ay nagpapakita na ang rate ng pag -alis ng ammonia nitrogen sa pamamagitan ng biological zeolite bed ay higit sa 95%, at ang pag -alis ng nitrate nitrogen ay lubos na naapektuhan ng oras ng paninirahan ng haydroliko.

Ang paraan ng pagpapalitan ng ion ay may mga pakinabang ng maliit na pamumuhunan, simpleng proseso, maginhawang operasyon, insensitivity sa lason at temperatura, at muling paggamit ng zeolite sa pamamagitan ng pagbabagong -buhay. Gayunpaman, kapag ang pagpapagamot ng mataas na konsentrasyon ng ammonia nitrogen wastewater, ang pagbabagong-buhay ay madalas, na nagdudulot ng abala sa operasyon, kaya kailangan itong pagsamahin sa iba pang mga pamamaraan ng paggamot ng ammonia nitrogen, o ginamit upang gamutin ang mababang-konsentrasyon na ammonia nitrogen wastewater.

Pakyawan 4A zeolite tagagawa at tagapagtustos | Everbright (cnchemist.com)