1.Kas ir amonjaka slāpeklis?
Amonjaka slāpeklis attiecas uz amonjaku brīva amonjaka (vai nejonu amonjaka, NH3) vai jonu amonjaka (NH4+) veidā. Lielāks pH un lielāks brīvā amonjaka īpatsvars; Gluži pretēji, amonija sāls īpatsvars ir augsts.
Amonjaka slāpeklis ir ūdens barības viela, kas var izraisīt ūdens eitrofikāciju, un tas ir galvenais skābeklis, kas patērē piesārņotāju ūdenī, kas ir toksisks zivīm un dažiem ūdens organismiem.
Galvenā amonjaka slāpekļa kaitīgā ietekme uz ūdens organismiem ir brīva amonjaks, kura toksicitāte ir desmitiem reižu lielāka nekā amonija sāls, un tā palielinās, palielinoties sārmainībai. Amonjaka slāpekļa toksicitāte ir cieši saistīta ar baseina ūdens pH vērtību un ūdens temperatūru, jo augstāka ir pH vērtība un ūdens temperatūra, jo spēcīgāka ir toksicitāte.
Divas aptuvenās jutības kolorimetriskās metodes, ko parasti izmanto amonjaka noteikšanai, ir klasiskā Nessler reaģenta metode un fenola-hipohlorīta metode. Titrēšanas un elektriskās metodes parasti izmanto arī amonjaka noteikšanai; Kad amonjaka slāpekļa saturs ir augsts, var izmantot arī destilācijas titrēšanas metodi. (Valsts standartos ietilpst Nath reaģenta metode, salicilskābes spektrofotometrija, destilācija - titrēšanas metode)
2. Fiziskā un ķīmiskā slāpekļa noņemšanas process
① Ķīmisko nokrišņu metode
Chemical precipitation method, also known as MAP precipitation method, is to add magnesium and phosphoric acid or hydrogen phosphate to the wastewater containing ammonia nitrogen, so that NH4+ in the wastewater reacts with Mg+ and PO4- in an aqueous solution to generate ammonium magnesium phosphate precipitation, the molecular formula is MgNH4P04.6H20, so as to achieve the purpose of removing ammonia slāpeklis. Magnija amonija fosfātu, ko parasti sauc par struvītu, var izmantot kā kompostu, augsnes piedevu vai ugunsdzēsēju strukturālos izstrādājumus. Reakcijas vienādojums ir šāds:
Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04
Galvenie faktori, kas ietekmē ķīmisko nokrišņu apstrādes efektu, ir pH vērtība, temperatūra, amonjaka slāpekļa koncentrācija un molārā attiecība (N (mg+): N (NH4+): N (P04-)). Rezultāti rāda, ka tad, kad pH vērtība ir 10 un molārā magnija attiecība, slāpeklis un fosfors ir 1,2: 1: 1,2, ārstēšanas efekts ir labāks.
Izmantojot magnija hlorīda un Disodium ūdeņraža fosfātu kā izgulsnējošus līdzekļus, rezultāti parāda, ka apstrādes efekts ir labāks, ja pH vērtība ir 9,5, un magnija, slāpekļa un fosfora molārā attiecība ir 1,2: 1: 1.
Rezultāti rāda, ka MGC12+NA3PO4.12H20 ir pārāka par citām nogulsnējošu līdzekļu kombinācijām. Kad pH vērtība ir 10,0, temperatūra ir 30 ℃, N (mg+): N (NH4+): N (P04-) = 1: 1: 1, amonjaka slāpekļa masas koncentrācija notekūdeņos pēc maisīšanas 30 minūšu samazināšanai ir samazināta no 222 mg/L pirms apstrādes līdz 17 mg/l, bet pārņemšana ir 92,3%.
Ķīmisko nokrišņu metode un šķidrās membrānas metode tika apvienota, lai apstrādātu augstu koncentrācijas rūpniecisko amonjaka slāpekļa notekūdeņu apstrādi. Nokrišņu procesa optimizācijas apstākļos amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums sasniedza 98,1%, un pēc tam turpmāka apstrāde ar šķidrās plēves metodi samazināja amonjaka slāpekļa koncentrāciju līdz 0,005 g/L, sasniedzot valsts pirmās klases emisijas standartu.
Tika izpētīta divvērtīgu metāla jonu (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) izņemšanas efekts, izņemot mg+uz amonjaka slāpekļa, izmantojot fosfāta iedarbību. Amonija sulfāta notekūdeņu izvadīšanas CASO4 nokrišņu nokrišņu process tika ierosināts. Rezultāti rāda, ka tradicionālo NAOH regulatoru var aizstāt ar kaļķi.
Ķīmisko nokrišņu metodes priekšrocība ir tā, ka, ja amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija ir augsta, citu metožu pielietošana ir ierobežota, piemēram, bioloģiskā metode, pārtraukuma punkta hlorēšanas metode, membrānas atdalīšanas metode, jonu apmaiņas metode utt. Šajā laikā iepriekš apstrādei var izmantot ķīmisko nokrišņu metodi. Ķīmisko nokrišņu metodes noņemšanas efektivitāte ir labāka, un to neierobežo temperatūra, un darbība ir vienkārša. Izgulsnētās dūņas, kas satur magnija amonija fosfātu, var izmantot kā saliktu mēslojumu, lai realizētu atkritumu izmantošanu, tādējādi kompensējot daļu no izmaksām; Ja to var apvienot ar dažiem rūpnieciskiem uzņēmumiem, kas ražo fosfātu notekūdeņus un uzņēmumus, kas ražo sāls sālījumu, tas var ietaupīt farmaceitiskās izmaksas un atvieglot liela mēroga pielietojumu.
Ķīmisko nokrišņu metodes trūkums ir tāds, ka amonija magnija fosfāta šķīdības produkta ierobežojuma dēļ notekūdeņos amonjaka slāpeklis sasniedz noteiktu koncentrāciju, noņemšanas efekts nav acīmredzams un ieejas izmaksas ir ievērojami palielinātas. Tāpēc ķīmisko nokrišņu metode jāizmanto kombinācijā ar citām metodēm, kas piemērotas progresējai apstrādei. Izmantotā reaģenta daudzums ir liels, saražotās dūņas ir lielas, un ārstēšanas izmaksas ir augstas. Hlorīda jonu un atlikušā fosfora ieviešana ķīmisko vielu dozēšanas laikā var viegli izraisīt sekundāru piesārņojumu.
Vairumtirdzniecības alumīnija sulfātu ražotājs un piegādātājs | Everbright (cnchemist.com)
Vairumtirdzniecības Dibasic nātrija fosfātu ražotājs un piegādātājs | Everbright (cnchemist.com)
② Blow Off metode
Amonjaka slāpekļa noņemšana ar pūšanas metodi ir pielāgot pH vērtību uz sārmainu, lai amonjaka jons notekūdeņos tiktu pārveidots par amonjaku tā, ka tas galvenokārt pastāv brīvas amonjaka formā, un pēc tam brīvo amonjaku no notekūdeņiem caur nesējgāzi panākt, lai sasniegtu amonjaka nitrogēnu. Galvenie faktori, kas ietekmē pūšanas efektivitāti, ir pH vērtība, temperatūra, gāzes un šķidruma attiecība, gāzes plūsmas ātrums, sākotnējā koncentrācija un tā tālāk. Pašlaik izplūdes metodi plaši izmanto notekūdeņu attīrīšanā ar augstu amonjaka slāpekļa koncentrāciju.
Tika pētīta amonjaka slāpekļa noņemšana no poligona izskalojuma ar izpūtēju metodi. Tika konstatēts, ka galvenie faktori, kas kontrolē izpūtēju efektivitāti, bija temperatūra, gāzes un šķidruma attiecība un pH vērtība. Kad ūdens temperatūra ir lielāka par 2590, gāzes un šķidruma attiecība ir aptuveni 3500, un pH ir aptuveni 10,5, noņemšanas ātrums var sasniegt vairāk nekā 90%, ja poligons izskalojas ar amonjaka slāpekļa koncentrāciju līdz 2000–4000 mg/L. Rezultāti rāda, ka tad, kad pH = 11,5, noņemšanas temperatūra ir 80cc un noņemšanas laiks ir 120 minūtes, amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums notekūdeņos var sasniegt 99,2%.
Augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu efektivitāte tika veikta, veicot pretplūdu pūtēju torni. Rezultāti parādīja, ka izpūtēšanas efektivitāte palielinājās, palielinoties pH vērtībai. Jo lielāka ir gāzes un šķidruma attiecība, jo lielāks ir amonjaka noņemšanas masas pārnešanas virzītājspēks, un palielinās arī noņemšanas efektivitāte.
Amonjaka slāpekļa noņemšana ar pūšanas metodi ir efektīva, viegli darbināma un viegli kontrolējama. Izpūsto amonjaka slāpekli var izmantot kā absorbētāju ar sērskābi, un ģenerēto sērskābes naudu var izmantot kā mēslojumu. Izpūtēšanas metode šobrīd ir parasti izmantota tehnoloģija fizikālas un ķīmiskas slāpekļa noņemšanai. Tomēr trieciena metodei ir daži trūkumi, piemēram, bieža mērogošana trieciena tornī, zema amonjaka slāpekļa noņemšanas efektivitāte zemā temperatūrā un sekundārais piesārņojums, ko izraisa izplūdes gāze. Izpūtēšanas metodi parasti apvieno ar citām amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanas metodēm, lai iepriekš apstrādātu augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus.
③ Break Point hlorēšana
Amonjaka noņemšanas mehānisms ar pārtraukuma punkta hlorēšanu ir tāds, ka hlora gāze reaģē ar amonjaku, lai iegūtu nekaitīgu slāpekļa gāzi, un N2 izplūst atmosfērā, liekot reakcijas avotam turpināties pa labi. Reakcijas formula ir:
HOCL NH4 + + 1,5 -> 0,5 N2 H20 H ++ CL - 1,5 + 2,5 + 1,5)
Kad hlora gāze tiek pārnesta notekūdeņos uz noteiktu punktu, brīvā hlora saturs ūdenī ir zems, un amonjaka koncentrācija ir nulle. Kad hlora gāzes daudzums pārsniedz punktu, palielināsies brīvā hlora daudzums ūdenī, tāpēc punktu sauc par pārtraukuma punktu, un hlorēšanu šajā stāvoklī sauc par pārtraukuma punkta hlorēšanu.
Pārrāvuma punkta hlorēšanas metodi izmanto urbšanas notekūdeņu apstrādei pēc amonjaka slāpekļa pūšanas, un apstrādes efektu tieši ietekmē amonjaka slāpekļa pūšanas process. Kad 70% amonjaka slāpekļa notekūdeņos noņem, pūšot procesā un pēc tam apstrādājot ar pārtraukuma punkta hlorēšanu, amonjaka slāpekļa masas koncentrācija notekūdeņos ir mazāka par 15 mg/L. Zhang Shengli et al. Paņēma modelētus amonjaka slāpekļa notekūdeņus ar masas koncentrāciju 100 mg/L kā pētījuma objektu, un pētījumu rezultāti parādīja, ka galvenie un sekundārie faktori, kas ietekmē amonjaka slāpekļa noņemšanu, oksidējot nātrija hipohlorītu, bija hlora daudzuma attiecība pret amonjaka slāpekli, reakcijas laiku un pH vērtību.
Pārtraukuma punkta hlorēšanas metodei ir augsta slāpekļa noņemšanas efektivitāte, noņemšanas ātrums var sasniegt 100%, un amonjaka koncentrāciju notekūdeņos var samazināt līdz nullei. Efekts ir stabils, un temperatūra to neietekmē; Mazāks ieguldījumu aprīkojums, ātra un pilnīga reakcija; Tas ietekmē sterilizāciju un dezinfekciju uz ūdens ķermeni. Punkta hlorēšanas metodes pielietošanas joma ir tāda, ka amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija ir mazāka par 40 mg/L, tāpēc pārtraukuma punkta hlorēšanas metodi galvenokārt izmanto amonjaka slāpekļa notekūdeņu uzlabotai apstrādei. Drošas lietošanas un uzglabāšanas prasība ir augsta, ārstēšanas izmaksas ir augstas, un blakusprodukti hloramīni un hlorētās organiskās vielas izraisīs sekundāru piesārņojumu.
④catalītiskā oksidācijas metode
Katalītiskās oksidācijas metode notiek, izmantojot katalizatoru, noteiktā temperatūrā un spiedienā, ar gaisa oksidāciju, organiskās vielas un amonjaku notekūdeņos var oksidēt un sadalīt nekaitīgās vielās, piemēram, CO2, N2 un H2O, lai sasniegtu attīrīšanas mērķi.
Faktori, kas ietekmē katalītiskās oksidācijas ietekmi, ir katalizatora raksturlielumi, temperatūra, reakcijas laiks, pH vērtība, amonjaka slāpekļa koncentrācija, spiediens, maisīšanas intensitāte un tā tālāk.
Tika pētīts ozonēta amonjaka slāpekļa sadalīšanās process. Rezultāti parādīja, ka, palielinoties pH vērtībai, tika radīta sava veida HO radikāļa ar spēcīgu oksidācijas spēju, un oksidācijas ātrums tika ievērojami paātrināts. Pētījumi rāda, ka ozons var oksidēt amonjaka slāpekli uz nitrītu un nitrītu līdz nitrātam. Amonjaka slāpekļa koncentrācija ūdenī samazinās, palielinoties laika posmam, un amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums ir aptuveni 82%. Cuo-MN02-CE02 tika izmantots kā salikts katalizators amonjaka slāpekļa notekūdeņu ārstēšanai. Eksperimentālie rezultāti parāda, ka jaunat sagatavotā kompozītmateriāla katalizatora oksidācijas aktivitāte ir ievērojami uzlabota, un piemērotie procesa apstākļi ir 255 ℃, 4,2MPa un pH = 10,8. Apstrādājot amonjaka slāpekļa notekūdeņus ar sākotnējo koncentrāciju 1023 mg/L, amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums 150 minūšu laikā var sasniegt 98%, sasniedzot valsts sekundāro (50 mg/L) izlādes standartu.
Zeolīta katalītiskā veiktspēja atbalstīja TiO2 fotokatalizatoru, pētot amonjaka slāpekļa sadalīšanās ātrumu sērskābes šķīdumā. Rezultāti rāda, ka Ti02/ ceolīta fotokatalizatora optimālā deva ir 1,5 g/ L, un reakcijas laiks ir 4H ultravioletā apstarošana. Amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums no notekūdeņiem var sasniegt 98,92%. Tika pētīta augstas dzelzs un nano-chin dioksīda noņemšanas efekts ultravioletā gaismā uz fenola un amonjaka slāpekļa. Rezultāti rāda, ka amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums ir 97,5%, ja pH = 9,0 tiek pielietots amonjaka slāpekļa šķīdumā ar koncentrāciju 50 mg/L, kas ir 7,8% un 22,5% augstāks nekā augsta dzelzs vai chine dioksīda vien.
Katalītiskās oksidācijas metodei ir augstas attīrīšanas efektivitātes, vienkārša procesa, maza apakšējā platības utt. Priekšrocības, un to bieži izmanto, lai ārstētu augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus. Pielietojuma grūtības ir tas, kā novērst katalizatora zaudēšanu un aprīkojuma aizsardzību pret koroziju.
⑤elektroķīmiskās oksidācijas metode
Elektroķīmiskās oksidācijas metode norāda uz piesārņotāju noņemšanas metodi ūdenī, izmantojot elektrolooksidāciju ar katalītisko aktivitāti. Ietekmējošie faktori ir pašreizējais blīvums, ieplūdes plūsmas ātrums, izejas laiks un punkta šķīduma laiks.
Tika pētīta amonjaka-slāpekļa notekūdeņu elektroķīmiskā oksidācija cirkulējošā plūsmas elektrolītiskajā šūnā, kur pozitīvs ir Ti/Ru02-Tio2-IR02-SNO2 tīkla elektrība un negatīvā ir Ti tīkla elektrība. Rezultāti rāda, ka tad, kad hlorīda jonu koncentrācija ir 400 mg/L, sākotnējā amonjaka slāpekļa koncentrācija ir 40 mg/L, ietekmīgā plūsmas ātrums ir 600 ml/min, strāvas blīvums ir 20 mA/cm, un elektrolītiskais laiks ir 90 min, amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums ir 99,37%. Tas parāda, ka amonjaka-slāpekļa notekūdeņu elektrolītiskā oksidācija ir laba piemērošanas perspektīva.
3. Bioķīmiskais slāpekļa noņemšanas process
① Visa nitrifikācija un denitrifikācija
Visa procesa nitrifikācija un denitrifikācija ir sava veida bioloģiskā metode, kas šobrīd tiek plaši izmantota ilgu laiku. Tas pārveido amonjaka slāpekli notekūdeņos slāpeklī, izmantojot virkni reakciju, piemēram, nitrifikācijas un denitrifikācijas, dažādu mikroorganismu darbībā, lai sasniegtu notekūdeņu attīrīšanas mērķi. Nitrifikācijas un denitrifikācijas procesam, lai noņemtu amonjaka slāpekli, jāiet cauri diviem posmiem:
Nitrifikācijas reakcija: nitrifikācijas reakciju aizpilda ar aerobiem autotrofiskiem mikroorganismiem. Aerobā stāvoklī neorganisko slāpekli izmanto kā slāpekļa avotu, lai pārveidotu NH4+ NO2-, un pēc tam tas tiek oksidēts uz NO3-. Nitrifikācijas procesu var iedalīt divos posmos. Otrajā posmā nitrite tiek pārveidots par nitrātu (NO3-) ar nitrificējošām baktērijām, un nitrite tiek pārveidots par nitrātu (NO3-), ar nitrificējošām baktērijām.
Denitrifikācijas reakcija: denitrifikācijas reakcija ir process, kurā denitrificējošās baktērijas samazina nitrītu slāpekļa un nitrātu slāpekli līdz gāzveida slāpeklim (N2) hipoksijas stāvoklī. Denitrificējošās baktērijas ir heterotrofiski mikroorganismi, no kuriem lielākā daļa pieder amfiktiskām baktērijām. Hipoksijas stāvoklī viņi izmanto skābekli nitrātā kā elektronu akceptoru un organiskās vielas (BSP komponents notekūdeņos) kā elektronu donoru, lai nodrošinātu enerģiju un oksidētu un stabilizētu.
Visā procesa nitrifikācijas un denitrifikācijas inženierijas lietojumprogrammās galvenokārt ietilpst AO, A2O, oksidācijas grāvis utt., Kas ir nobriedušāka metode, ko izmanto bioloģiskā slāpekļa noņemšanas nozarē.
Visai nitrifikācijas un denitrifikācijas metodei ir stabila efekta, vienkāršas darbības, sekundārā piesārņojuma un zemu izmaksu priekšrocības. Šai metodei ir arī daži trūkumi, piemēram, oglekļa avots jāpievieno, ja C/N attiecība notekūdeņos ir zema, temperatūras prasība ir samērā stingra, efektivitāte ir zema zemā temperatūrā, laukums ir liels, skābekļa pieprasījums ir liels, un dažas kaitīgas vielas, piemēram, smago metālu joniem, ir stresa ietekme uz mikroorganismiem, kas ir jāizdara bioloģiskā metode. Turklāt augstajai amonjaka slāpekļa koncentrācijai notekūdeņos ir arī inhibējoša ietekme uz nitrifikācijas procesu. Tāpēc pirms apstrādes ar augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu apstrādi jāveic iepriekšēja apstrāde tā, lai amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija būtu mazāka par 500 mg/L. Tradicionālā bioloģiskā metode ir piemērota zemas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu apstrādei, kas satur organiskas vielas, piemēram, sadzīves notekūdeņi, ķīmiskie notekūdeņi utt.
② vienlaicīga nitrifikācija un denitrifikācija (SND)
Kad nitrifikācija un denitrifikācija tiek veikta kopā tajā pašā reaktorā, to sauc par vienlaicīgu gremošanu denitrifikāciju (SND). Izšķīdušo skābekli notekūdeņos ierobežo difūzijas ātrums, lai iegūtu izšķīdinātu skābekļa gradientu mikrovides apgabalā uz mikrobu floku vai bioplēvi, kas padara izšķīdušo skābekļa gradientu uz mikrobu floka vai biofilmas, kas kondicējoša baktērijā, ārējās virsmas un aerobiskās nitrifiskās baktērijas un ammonu. Jo dziļāk atrodas flokā vai membrānā, jo zemāka ir izšķīdušā skābekļa koncentrācija, kā rezultātā rodas anoksiska zona, kur dominē denitrificējošās baktērijas. Tādējādi veidojot vienlaicīgu gremošanas un denitrifikācijas procesu. Faktori, kas ietekmē vienlaicīgu gremošanu un denitrifikāciju, ir pH vērtība, temperatūra, sārmainība, organiskā oglekļa avots, izšķīdušais skābeklis un dūņu vecums.
Vienlaicīga nitrifikācija/denitrifikācija pastāvēja plašu oksidācijas grāvī, un izšķīdušā skābekļa koncentrācija starp gāzēto lāpstiņriteni karuseļa oksidācijas grāvī pakāpeniski samazinājās, un izšķīdušais skābeklis krūzes oksidācijas grāvja apakšējā daļā bija zemāks nekā augšējā daļā. Nitrātu slāpekļa veidošanās un patēriņa ātrumi katrā kanāla daļā ir gandrīz vienādi, un amonjaka slāpekļa koncentrācija kanālā vienmēr ir ļoti zema, kas norāda, ka nitrifikācijas un denitrifikācijas reakcijas rodas vienlaicīgi karuseļa oksidācijas kanālā.
Pētījums par sadzīves notekūdeņu apstrādi parāda, ka jo augstāks CODCR, jo pilnīgāks ir denitrifikācija un jo labāka TN noņemšana. Izšķīdušā skābekļa ietekme uz vienlaicīgu nitrifikāciju un denitrifikāciju ir lieliska. Kad izšķīdušo skābekli kontrolē ar 0,5 ~ 2 mg/L, kopējais slāpekļa noņemšanas efekts ir labs. Tajā pašā laikā nitrifikācijas un denitrifikācijas metode ietaupa reaktoru, krasteriem reakcijas laikā ir mazs enerģijas patēriņš, ietaupa ieguldījumu un ir viegli saglabāt pH vērtību stabilu.
③ SHORT RANGE gremošana un denitrifikācija
Tajā pašā reaktorā amonjaka oksidējošās baktērijas tiek izmantotas, lai oksidētu amonjaku pret nitrītu aerobos apstākļos, un pēc tam nitrīti tiek tieši denitrificēti, lai iegūtu slāpekli ar organiskām vielām vai ārēju oglekļa avotu kā elektronu donoru hipoksijas apstākļos. Īstnieka nitrifikācijas un denitrifikācijas ietekmes faktori ir temperatūra, brīvais amonjaks, pH vērtība un izšķīdušais skābeklis.
Temperatūras ietekme uz pašvaldību notekūdeņu maza attāluma nitrifikāciju bez jūras ūdens un sadzīves notekūdeņiem ar 30% jūras ūdens. Eksperimentālie rezultāti rāda, ka: pašvaldību notekūdeņiem bez jūras ūdens temperatūras paaugstināšanās veicina maza attāluma nitrifikācijas sasniegšanu. Ja jūras ūdens īpatsvars sadzīves notekūdeņos ir 30%, vidējā temperatūras apstākļos labāk var sasniegt maza attāluma nitrifikāciju. Delftas Tehnoloģiju universitāte izstrādāja Šaronas procesu, augstas temperatūras izmantošana (apmēram 30–4090) veicina nitrītu baktēriju proliferāciju tā, ka nitrītu baktērijas zaudē konkurenci, vienlaikus kontrolējot dūņu vecumu, lai novērstu nitrītu baktērijas, tā ka nitrifikācijas reakciju nitrīta stadijā.
Balstoties uz atšķirībām skābekļa afinitātē starp nitrītu baktērijām un nitrītu baktērijām, mentikoloģijas ekoloģijas laboratorija izstrādāja Olanda procesu, lai panāktu nitrītu slāpekļa uzkrāšanos, kontrolējot izšķīdušo skābekli, lai izvadītu nitrītu baktērijas.
Koksēšanas notekūdeņu attīrīšanas rezultāti ar maza diapazona nitrifikāciju un denitrifikāciju rāda, ka tad, kad ietekmīgā menca, amonjaka slāpeklis, TN un fenola koncentrācija ir 1201,6,510,4,540,1 un 110,4 mg/L, vidējā notekūdeņu kodība, amonjaka nitrogēns, TN un fenolm. attiecīgi. Atbilstošie noņemšanas rādītāji bija attiecīgi 83,6%, 97,2%, 66,4%un 99,6%.
Īstnieka nitrifikācijas un denitrifikācijas process neiet cauri nitrātu stadijai, ietaupot oglekļa avotu, kas nepieciešams bioloģiskai slāpekļa noņemšanai. Tam ir noteiktas priekšrocības amonjaka slāpekļa notekūdeņiem ar zemu C/N attiecību. Īstnieka nitrifikācijai un denitrifikācijai ir mazāk dūņu, īsa reakcijas laika un reaktora tilpuma taupīšanas priekšrocības. Tomēr maza attāluma nitrifikācijai un denitrifikācijai ir nepieciešama stabila un ilgstoša nitrīta uzkrāšanās, tāpēc par galveno kļūst par to, kā efektīvi kavēt nitrificējošo baktēriju aktivitāti.
④ anaerobā amonjaka oksidācija
Anaerobā ammoksidācija ir amonjaka slāpekļa tiešas oksidācijas process ar slāpekli ar autotrofiskām baktērijām hipoksijas stāvoklī ar slāpekļa slāpekļa vai slāpekļa slāpekļa stāvokli kā elektronu akceptoru.
Tika pētīta temperatūras un pH ietekme uz anammox bioloģisko aktivitāti. Rezultāti parādīja, ka optimālā reakcijas temperatūra bija 30 ℃ un pH vērtība bija 7,8. Tika pētīta anaerobā ammoksa reaktora iespējamība augsta sāļuma un augstas koncentrācijas slāpekļa notekūdeņu ārstēšanai. Rezultāti parādīja, ka augsts sāļums ievērojami kavē anammox aktivitāti, un šī kavēšana bija atgriezeniska. Neaklimēto dūņu anaerobā ammox aktivitāte bija par 67,5% zemāka nekā kontroles dūņām zem sāļuma 30 g.l-1 (NAC1). Aclimatēto dūņu anammox aktivitāte bija par 45,1% zemāka nekā kontrolē. Kad aklimatizētās dūņas tika pārnestas no augsta sāļuma vides uz zemu sāļuma vidi (bez sālījuma), anaerobā MMOX aktivitāte tika palielināta par 43,1%. Tomēr reaktoram ir tendence uz funkciju samazināties, ja tas ilgu laiku darbojas ar augstu sāļumu.
Salīdzinot ar tradicionālo bioloģisko procesu, anaerobais mmox ir ekonomiskāka bioloģiskā slāpekļa noņemšanas tehnoloģija, kurai nav papildu oglekļa avota, zems skābekļa pieprasījums, nav nepieciešami reaģenti, lai neitralizētu, un mazāk dūņu veidošanās. Anaerobā mMMOX trūkumi ir tādi, ka reakcijas ātrums ir lēns, reaktora tilpums ir liels, un oglekļa avots ir nelabvēlīgs anaerobiem mMMOX, kam ir praktiska nozīme amonjaka slāpekļa notekūdeņu risināšanai ar sliktu bioloģisko sadalāmību.
4. Slāpekļa noņemšanas process un adsorbcijas slāpekļa noņemšanas process
① Membrānas atdalīšanas metode
Membrānas atdalīšanas metode ir membrānas selektīvās caurlaidības izmantošana, lai selektīvi atdalītu šķidruma komponentus, lai sasniegtu amonjaka slāpekļa noņemšanas mērķi. Ieskaitot reverso osmozi, nanofiltrāciju, membrānu un elektrodialīzi. Faktori, kas ietekmē membrānas atdalīšanu, ir membrānas raksturlielumi, spiediens vai spriegums, pH vērtība, temperatūra un amonjaka slāpekļa koncentrācija.
Saskaņā ar amonjaka slāpekļa notekūdeņu ūdens kvalitāti, kas izvadīti ar retzemju kausētiem, reversās osmozes eksperiments tika veikts ar NH4C1 un NACI imitētiem notekūdeņiem. Tika konstatēts, ka tādos pašos apstākļos reversajai osmozei ir augstāks NACI noņemšanas ātrums, savukārt NHCL ir augstāks ūdens ražošanas ātrums. NH4C1 noņemšanas ātrums ir 77,3% pēc reversās osmozes apstrādes, ko var izmantot kā amonjaka slāpekļa notekūdeņu pirmapstrādi. Reversās osmozes tehnoloģija var ietaupīt enerģiju, labu termisko stabilitāti, bet hlora izturība, piesārņojuma rezistence ir slikta.
Poligona izskalojuma ārstēšanai tika izmantots bioķīmiskās nanofiltrācijas membrānas atdalīšanas process, tāpēc 85% ~ 90% no caurlaidīgā šķidruma tika izvadīti atbilstoši standartam, un tikai 0% ~ 15% no koncentrētā notekūdeņu šķidruma un dubļiem tika atdoti atkritumu tvertnē. Ozturki et al. apstrādāja Odayeri atkritumu poligona izskalojumu Turcijā ar nanofiltrācijas membrānu, un amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums bija aptuveni 72%. Nanofiltrācijas membrānai ir nepieciešams zemāks spiediens nekā reversās osmozes membrāna, kas ir viegli darbināma.
Amonjaka noņemšanas membrānas sistēmu parasti izmanto notekūdeņu attīrīšanā ar augstu amonjaka slāpekli. Amonjaka slāpeklim ūdenī ir šāds līdzsvars: NH4- +OH- = NH3 +H2O darbojas, membrānas moduļa apvalkā plūst amonjaku saturoši notekūdeņi, un ar skābi absorbējošais šķidrums plūst membrānas moduļa caurulē. Kad notekūdeņu pH paaugstinās vai paaugstinās temperatūra, līdzsvars mainīsies pa labi, un amonija jonu NH4- kļūst par brīvu gāzveida NH3. Šajā laikā gāzveida NH3 var iekļūt skābes absorbcijas šķidruma fāzē caurulē no notekūdeņu fāzes apvalkā caur mikroporām uz dobās šķiedras virsmas, kuru absorbē skābes šķīdums un šajā gadījumā nekavējoties kļūst par jonu NH4-. Notekūdeņu pH ir virs 10, un temperatūru virs 35 ° C (zem 50 ° C), lai NH4 notekūdeņu fāzē nepārtraukti kļūtu NH3 līdz absorbcijas šķidruma fāzes migrācijai. Tā rezultātā amonjaka slāpekļa koncentrācija notekūdeņu pusē nepārtraukti samazinājās. Skābes absorbcijas šķidruma fāze, jo ir tikai skābe un NH4-, veido ļoti tīru amonija sāli un pēc nepārtrauktas cirkulācijas sasniedz noteiktu koncentrāciju, kuru var pārstrādāt. No vienas puses, šīs tehnoloģijas izmantošana var ievērojami uzlabot amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrumu notekūdeņos, un, no otras puses, tas var samazināt notekūdeņu attīrīšanas sistēmas kopējās darbības izmaksas.
②elektrodialīzes metode
Elektrodialīze ir metode izšķīdušo cietvielu noņemšanai no ūdens šķīdumiem, piemērojot spriegumu starp membrānas pāriem. Sprieguma darbībā amonjaka joni un citi joni amonjaka-slāpekļa notekūdeņos tiek bagātināti caur membrānu amonjaku saturošā koncentrētā ūdenī, lai sasniegtu noņemšanas mērķi.
Elektrodialīzes metode tika izmantota neorganisko notekūdeņu ārstēšanai ar augstu amonjaka slāpekļa koncentrāciju un sasniedza labus rezultātus. 2000-3000 mg /L amonjaka slāpekļa notekūdeņiem amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums var būt vairāk nekā 85%, un koncentrēto amonjaka ūdeni var iegūt par 8,9%. Elektrodialīzes darbības laikā patērētais elektrības daudzums ir proporcionāls amonjaka slāpekļa daudzumam notekūdeņos. Notekūdeņu elektrodialīzes apstrādi neierobežo pH vērtība, temperatūra un spiediens, un to ir viegli darbināt.
Membrānas atdalīšanas priekšrocības ir augstas amonjaka slāpekļa atveseļošanās, vienkārša darbība, stabila ārstēšanas efekts un nav sekundāra piesārņojuma. Tomēr, apstrādājot augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus, izņemot deammonizēto membrānu, citas membrānas ir viegli mērogot un aizsērēt, kā arī reģenerācija un muguras mazgāšana, palielinot apstrādes izmaksas. Tāpēc šī metode ir piemērotāka pirmapstrādes vai zemas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņiem.
③ jonu apmaiņas metode
Jonu apmaiņas metode ir metode amonjaka slāpekļa noņemšanai no notekūdeņiem, izmantojot materiālus ar spēcīgu selektīvu amonjaka jonu adsorbciju. Parasti izmantotie adsorbcijas materiāli ir aktivizēti oglekļa, ceolīta, montmorilonīta un apmaiņas sveķi. Zeolīts ir sava veida silīcija alumināts ar trīsdimensiju telpisko struktūru, parasto poru struktūru un caurumiem, starp kuriem klinoptilolītam ir spēcīga selektīva adsorbcijas spēja amonjaka joniem un zema cena, tāpēc to parasti izmanto kā adsorbcijas materiālu amonjaka slāpekļa notekūdeņiem inženierijā. Faktori, kas ietekmē klinoptilolīta ārstēšanas efektu, ir daļiņu lielums, ietekmīgā amonjaka slāpekļa koncentrācija, kontakta laiks, pH vērtība un tā tālāk.
Zeolīta adsorbcijas ietekme uz amonjaka slāpekli ir acīmredzama, kam seko Ranite, un augsnes un keramisīta ietekme ir slikta. Galvenais veids, kā noņemt amonjaka slāpekli no ceolīta, ir jonu apmaiņa, un fiziskā adsorbcijas efekts ir ļoti mazs. Keramīta, augsnes un randes jonu apmaiņas efekts ir līdzīgs fiziskajai adsorbcijas efektam. Četru pildvielu adsorbcijas spēja samazinājās, paaugstinoties temperatūrai diapazonā no 15 līdz 35 ℃, un palielinājās, palielinoties pH vērtībai diapazonā no 3-9. Adsorbcijas līdzsvars tika sasniegts pēc 6 stundu svārstībām.
Tika pētīta amonjaka slāpekļa noņemšanas iespējamība no poligona izskalojuma ar ceolīta adsorbciju. The experimental results show that each gram of zeolite has a limited adsorption potential of 15.5mg ammonia nitrogen, when the zeolite particle size is 30-16 mesh, the removal rate of ammonia nitrogen reaches 78.5%, and under the same adsorption time, dosage and zeolite particle size, the higher the influent ammonia nitrogen concentration, the higher the adsorption rate, and it ir iespējama ceolītam kā adsorbentam, lai no izskalojuma noņemtu amonjaka slāpekli. Tajā pašā laikā tiek norādīts, ka amonjaka slāpekļa adsorbcijas ātrums ar ceolītu ir zems, un ceolītam ir grūti sasniegt piesātinājuma adsorbcijas spēju praktiskā darbībā.
Tika pētīta bioloģiskā ceolīta gultnes noņemšanas ietekme uz slāpekli, mencu un citiem piesārņotājiem modelētajos ciemata notekūdeņos. Rezultāti rāda, ka amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums ar bioloģisko ceolīta gultni ir vairāk nekā 95%, un hidrauliskās uzturēšanās laiks ļoti ietekmē nitrātu slāpekļa noņemšanu.
Jonu apmaiņas metodei ir nelielu ieguldījumu, vienkārša procesa, ērtas darbības, nejutīguma pret indes un temperatūras priekšrocībām un ceolīta atkārtotu izmantošanu ar reģenerāciju. Tomēr, apstrādājot augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus, reģenerācija notiek bieži, kas operācijai rada neērtības, tāpēc tā ir jāapvieno ar citām amonjaka slāpekļa apstrādes metodēm vai jāizmanto zemas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu ārstēšanai.
Vairumtirdzniecības 4A ceolīta ražotājs un piegādātājs | Everbright (cnchemist.com)
Pasta laiks: jūlijs-10-2024
