1. Kas ir amonjaka slāpeklis?
Amonjaka slāpeklis attiecas uz amonjaku brīva amonjaka (vai nejonu amonjaka, NH3) vai jonu amonjaka (NH4+) formā.Augstāks pH līmenis un lielāks brīvā amonjaka īpatsvars;Gluži pretēji, amonija sāls īpatsvars ir augsts.
Amonjaka slāpeklis ir barības viela ūdenī, kas var izraisīt ūdens eitrofikāciju, un ir galvenais skābekli patērējošais piesārņotājs ūdenī, kas ir toksisks zivīm un dažiem ūdens organismiem.
Amonjaka slāpekļa galvenā kaitīgā ietekme uz ūdens organismiem ir brīvais amonjaks, kura toksicitāte ir desmitiem reižu lielāka nekā amonija sālim un palielinās, palielinoties sārmainībai.Amonjaka slāpekļa toksicitāte ir cieši saistīta ar baseina ūdens pH vērtību un ūdens temperatūru, kopumā, jo augstāka ir pH vērtība un ūdens temperatūra, jo spēcīgāka ir toksicitāte.
Divas aptuvenās jutības kolorimetriskās metodes, ko parasti izmanto amonjaka noteikšanai, ir klasiskā Neslera reaģenta metode un fenola-hipohlorīta metode.Amonjaka noteikšanai parasti izmanto arī titrēšanu un elektriskās metodes;Ja amonjaka slāpekļa saturs ir augsts, var izmantot arī destilācijas titrēšanas metodi.(Valsts standarti ietver Nath reaģenta metodi, salicilskābes spektrofotometriju, destilācijas – titrēšanas metodi)
2.Fizikālais un ķīmiskais slāpekļa atdalīšanas process
① Ķīmiskā izgulsnēšanas metode
Ķīmiskā izgulsnēšanas metode, kas pazīstama arī kā MAP izgulsnēšanas metode, ir magnija un fosforskābes vai hidrogēnfosfāta pievienošana notekūdeņiem, kas satur amonjaka slāpekli, lai NH4+ notekūdeņos reaģē ar Mg+ un PO4- ūdens šķīdumā, veidojot amonija magnija fosfāta nogulsnes. , molekulārā formula ir MgNH4P04.6H20, lai sasniegtu amonjaka slāpekļa atdalīšanas mērķi.Magnija amonija fosfātu, ko parasti sauc par struvītu, var izmantot kā kompostu, augsnes piedevu vai antipirēnu ēku konstrukciju izstrādājumiem.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 liecina, ka, ja pH vērtība ir 10 un magnija, slāpekļa un fosfora molārā attiecība ir 1,2:1:1,2, ārstēšanas efekts ir labāks.
Izmantojot magnija hlorīdu un dinātrija hidrogēnfosfātu kā izgulsnēšanas līdzekļus, rezultāti liecina, ka apstrādes efekts ir labāks, ja pH vērtība ir 9,5 un magnija, slāpekļa un fosfora molārā attiecība ir 1,2:1:1.
Rezultāti liecina, ka MgC12+Na3PO4.12H20 ir pārāks par citām izgulsnētāju 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 30 minūšu maisīšanas samazinās. no 222 mg/l pirms ārstēšanas līdz 17 mg/l, un izņemšanas ātrums ir 92,3%.
Augstas koncentrācijas rūpniecisko amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanai tika apvienota ķīmiskā izgulsnēšanas metode un šķidrās membrānas metode.Nokrišņu procesa optimizācijas apstākļos amonjaka slāpekļa atdalīšanas 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 pētīta divvērtīgo metālu jonu (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+), izņemot Mg+, atdalīšanas ietekme uz amonjaka slāpekli fosfāta iedarbībā.Amonija sulfāta notekūdeņiem tika ierosināts jauns CaSO4 izgulsnēšanas-MAP izgulsnēšanas process.Rezultāti liecina, ka tradicionālo NaOH regulatoru var aizstāt ar kaļķi.
Ķīmiskās nogulsnēšanas metodes priekšrocība ir tāda, ka, ja amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija ir augsta, citu metožu pielietošana ir ierobežota, piemēram, bioloģiskā metode, hlorēšanas pārtraukuma metode, membrānas atdalīšanas metode, jonu apmaiņas metode utt. pirmapstrādei var izmantot ķīmiskās izgulsnēšanas metodi.Ķīmiskās nogulsnēšanas metodes noņemšanas efektivitāte ir labāka, un to neierobežo temperatūra, un darbība ir vienkārša.Nogulsnētās dūņas, kas satur magnija amonija fosfātu, var izmantot kā salikto mēslojumu, lai realizētu atkritumu utilizāciju, tādējādi kompensējot daļu no izmaksām;Ja to var apvienot ar dažiem rūpniecības uzņēmumiem, kas ražo fosfātu notekūdeņus, un uzņēmumiem, kas ražo sāls sālījumu, tas var ietaupīt farmācijas izmaksas un atvieglot liela mēroga pielietojumu.
Ķīmiskās nogulsnēšanas metodes trūkums ir tāds, ka amonija magnija fosfāta šķīdības produkta ierobežojuma dēļ pēc tam, kad amonjaka slāpeklis notekūdeņos sasniedz noteiktu koncentrāciju, noņemšanas efekts nav acīmredzams un ievērojami palielinās ievades izmaksas.Tāpēc ķīmiskās nogulsnēšanas metode ir jāizmanto kombinācijā ar citām metodēm, kas piemērotas progresīvai apstrādei.Izmantotā reaģenta daudzums ir liels, saražotās dūņas ir lielas, un apstrādes izmaksas ir augstas.Hlorīda jonu un atlikušā fosfora ievadīšana ķīmisko vielu dozēšanas laikā var viegli izraisīt sekundāru piesārņojumu.
Alumīnija sulfāta vairumtirdzniecība ražotājs un piegādātājs |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Dibāziskā nātrija fosfāta vairumtirdzniecība, ražotājs un piegādātājs |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②izpūšanas metode
Amonjaka slāpekļa noņemšana ar pūšanas metodi ir pH vērtības noregulēšana uz sārmainu, lai amonjaka jons notekūdeņos tiktu pārvērsts par amonjaku, lai tas galvenokārt eksistētu brīvā amonjaka veidā, un pēc tam brīvais amonjaks tiek izņemts. notekūdeņu izvadīšana caur nesējgāzi, lai sasniegtu amonjaka slāpekļa atdalīšanas mērķi.Galvenie faktori, kas ietekmē pūšanas efektivitāti, ir pH vērtība, temperatūra, gāzes un šķidruma attiecība, gāzes plūsmas ātrums, sākotnējā koncentrācija un tā tālāk.Pašlaik izplūdes metode tiek plaši izmantota notekūdeņu attīrīšanā ar augstu amonjaka slāpekļa koncentrāciju.
Tika pētīta amonjaka slāpekļa atdalīšana no poligona infiltrāta ar izpūšanas metodi.Tika konstatēts, ka galvenie faktori, kas kontrolē izpūšanas efektivitāti, ir temperatūra, gāzes un šķidruma attiecība un pH vērtība.Ja ūdens temperatūra ir augstāka par 2590, gāzes un šķidruma attiecība ir aptuveni 3500 un pH ir aptuveni 10,5, izskalošanās ātrums var sasniegt vairāk nekā 90% poligona izskalojumam ar amonjaka slāpekļa koncentrāciju līdz 2000-4000 mg / L.Rezultāti rāda, ka, ja pH=11,5, atdalīšanas temperatūra ir 80cC un atdalīšanas laiks ir 120min, amonjaka slāpekļa izvadīšanas ātrums notekūdeņos var sasniegt 99,2%.
Augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu izpūšanas efektivitāte tika veikta ar pretstrāvas nopūšanas torni.Rezultāti parādīja, ka, palielinoties pH vērtībai, palielinājās izpūšanas efektivitāte.Jo lielāka ir gāzes un šķidruma attiecība, jo lielāks ir amonjaka atdalīšanas masas pārneses dzinējspēks, un palielinās arī atdalīšanas efektivitāte.
Amonjaka slāpekļa noņemšana ar pūšanas metodi ir efektīva, viegli lietojama un viegli kontrolējama.Izpūsto amonjaka slāpekli var izmantot kā sērskābes absorbētāju, un iegūto sērskābes naudu var izmantot kā mēslojumu.Izpūšanas metode pašlaik ir plaši izmantota slāpekļa fizikālās un ķīmiskās atdalīšanas tehnoloģija.Tomēr izpūšanas metodei ir daži trūkumi, piemēram, bieža mērogošana izplūdes tornī, zema amonjaka slāpekļa atdalīšanas efektivitāte zemā temperatūrā un sekundārais piesārņojums, ko izraisa izplūdes gāze.Izplūdes metode parasti tiek kombinēta ar citām amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanas metodēm, lai iepriekš apstrādātu augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus.
③ Hlorēšana lūzuma punktā
Amonjaka atdalīšanas mehānisms, hlorējot pārtraukuma punktu, ir tāds, ka hlora gāze reaģē ar amonjaku, veidojot 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 līdz noteiktam punktam, brīvā hlora saturs ūdenī ir zems un amonjaka koncentrācija ir nulle.Kad hlora gāzes daudzums šķērso punktu, brīvā hlora daudzums ūdenī palielināsies, tāpēc punktu sauc par pārtraukuma punktu, un hlorēšanu šajā stāvoklī sauc par pārtraukuma punkta hlorēšanu.
Pārtraukuma punkta hlorēšanas metodi izmanto, lai attīrītu urbšanas notekūdeņus pēc amonjaka slāpekļa pūšanas, un attīrīšanas efektu tieši ietekmē pirmapstrādes amonjaka slāpekļa pūšanas process.Kad 70% no notekūdeņos esošā amonjaka slāpekļa tiek noņemti ar pūšanas procesu un pēc tam apstrādāti ar hlorēšanas pārtraukuma punktu, amonjaka slāpekļa masas koncentrācija notekūdeņos ir mazāka par 15 mg/l.Džans Šengli et al.par pētījuma objektu tika ņemti simulēti amonjaka slāpekļa notekūdeņi ar masas koncentrāciju 100mg/L, un pētījuma rezultāti parādīja, ka galvenie un sekundārie faktori, kas ietekmē amonjaka slāpekļa atdalīšanu, oksidējot nātrija hipohlorītu, bija hlora daudzuma attiecība pret amonjaka slāpekli, reakcijas laiks un pH vērtība.
Pārtraukuma punkta hlorēšanas metodei ir augsta slāpekļa atdalīšanas efektivitāte, noņemšanas ātrums var sasniegt 100%, un amonjaka koncentrāciju notekūdeņos var samazināt līdz nullei.Efekts ir stabils un to neietekmē temperatūra;Mazāks investīciju aprīkojums, ātra un pilnīga reakcija;Tam ir ūdenstilpes sterilizācijas un dezinfekcijas efekts.Lūzuma punkta hlorēšanas metodes piemērošanas joma ir tāda, ka amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija ir mazāka par 40 mg / l, tāpēc pārtraukuma punkta hlorēšanas metodi galvenokārt izmanto amonjaka slāpekļa notekūdeņu progresīvai attīrīšanai.Drošas lietošanas un uzglabāšanas prasības ir augstas, apstrādes izmaksas ir augstas, un blakusprodukti hloramīni un hlororganiskās vielas radīs sekundāru piesārņojumu.
④ katalītiskās oksidācijas metode
Katalītiskās oksidācijas metode tiek veikta, iedarbojoties katalizatoram, noteiktā temperatūrā un spiedienā, oksidējot gaisu, organiskās vielas un amonjaku notekūdeņos var oksidēt un sadalīties nekaitīgās vielās, piemēram, CO2, N2 un H2O, lai sasniegtu attīrīšanas mērķi.
Faktori, kas ietekmē katalītiskās oksidācijas efektu, ir katalizatora raksturlielumi, temperatūra, reakcijas laiks, pH vērtība, amonjaka slāpekļa koncentrācija, spiediens, maisīšanas intensitāte un tā tālāk.
Tika pētīts ozonētā amonjaka slāpekļa sadalīšanās process.Rezultāti parādīja, ka, palielinoties pH vērtībai, tika izveidots sava veida H O radikālis ar spēcīgu oksidācijas spēju, un oksidācijas ātrums tika ievērojami paātrināts.Pētījumi liecina, ka ozons var oksidēt amonjaka slāpekli par nitrītu un nitrītu par nitrātu.Amonjaka slāpekļa koncentrācija ūdenī samazinās, palielinoties laikam, un amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums ir aptuveni 82%.CuO-Mn02-Ce02 tika izmantots kā salikts katalizators amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanai.Eksperimentālie rezultāti liecina, ka jaunizveidotā kompozītmateriāla katalizatora oksidācijas aktivitāte ir ievērojami uzlabojusies, un piemēroti procesa apstākļi ir 255℃, 4,2 MPa un pH=10,8.Apstrādājot amonjaka slāpekļa notekūdeņus ar sākotnējo koncentrāciju 1023mg/L, amonjaka slāpekļa izvadīšanas ātrums var sasniegt 98% 150min laikā, sasniedzot valsts sekundāro (50mg/L) izplūdes standartu.
Ceolīta TiO2 fotokatalizatora katalītiskā veiktspēja tika pētīta, pētot amonjaka slāpekļa noārdīšanās ātrumu sērskābes šķīdumā.Rezultāti liecina, ka optimālā Ti02/ceolīta fotokatalizatora deva ir 1,5 g/l un reakcijas laiks ir 4h ultravioletā starojuma apstākļos.Amonjaka slāpekļa izvadīšanas ātrums no notekūdeņiem var sasniegt 98,92%.Tika pētīta augsta dzelzs un nanozoda dioksīda atdalīšanas ietekme uz fenolu un amonjaka slāpekli ultravioletajā gaismā.Rezultāti liecina, ka amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums ir 97,5%, ja pH = 9,0 tiek uzklāts amonjaka slāpekļa šķīdumam ar koncentrāciju 50 mg/L, kas ir par 7,8% un 22,5% augstāks nekā tikai ar augstu dzelzs daudzumu vai ķīnisko dioksīdu.
Katalītiskās oksidācijas metodes priekšrocības ir augsta attīrīšanas efektivitāte, vienkāršs process, mazs grunts laukums utt., Un to bieži izmanto augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanai.Lietošanas grūtības ir tādas, kā novērst katalizatora zudumu un aprīkojuma aizsardzību pret koroziju.
⑤elektroķīmiskās oksidācijas metode
Elektroķīmiskās oksidācijas metode attiecas uz piesārņojošo vielu atdalīšanas metodi ūdenī, izmantojot elektrooksidāciju ar katalītisko aktivitāti.Ietekmējošie faktori ir strāvas blīvums, ieplūdes plūsmas ātrums, izplūdes laiks un punkta šķīduma laiks.
Tika pētīta amonjaka-slāpekļa notekūdeņu elektroķīmiskā oksidēšanās cirkulācijas plūsmas elektrolītiskajā šūnā, kur pozitīvais ir Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 tīkla elektrība un negatīvais ir Ti tīkla elektrība.Rezultāti liecina, ka, ja hlorīda jonu koncentrācija ir 400mg/l, sākotnējā amonjaka slāpekļa koncentrācija ir 40mg/l, ieplūdes plūsmas ātrums ir 600mL/min, strāvas blīvums ir 20mA/cm un elektrolītiskais laiks ir 90min, amonjaks. slāpekļa atdalīšanas ātrums ir 99,37%.Tas parāda, ka amonjaka-slāpekļa notekūdeņu elektrolītiskajai oksidēšanai ir labas pielietojuma perspektīvas.
3. Bioķīmiskais slāpekļa atdalīšanas process
①visa nitrifikācija un denitrifikācija
Visa procesa nitrifikācija un denitrifikācija ir sava veida bioloģiska metode, kas šobrīd tiek plaši izmantota jau ilgu laiku.Tas pārvērš notekūdeņos esošo amonjaka slāpekli slāpeklī, izmantojot vairākas reakcijas, piemēram, nitrifikācija un denitrifikācija dažādu mikroorganismu ietekmē, lai sasniegtu notekūdeņu attīrīšanas mērķi.Nitrifikācijas un denitrifikācijas procesam, lai atdalītu amonjaka slāpekli, ir jāiziet divi posmi:
Nitrifikācijas reakcija: Nitrifikācijas reakciju pabeidz aerobi autotrofiski mikroorganismi.Aerobā stāvoklī neorganiskais slāpeklis tiek izmantots kā slāpekļa avots, lai NH4+ pārvērstu par NO2-, un pēc tam tas tiek oksidēts par NO3-.Nitrifikācijas procesu var iedalīt divos posmos.Otrajā posmā nitrificējošās baktērijas nitrītu pārvērš par nitrātu (NO3-), bet nitrificējošās baktērijas nitrītu pārvērš par nitrātu (NO3-).
Denitrifikācijas reakcija: Denitrifikācijas reakcija ir process, kurā denitrifikācijas baktērijas hipoksijas stāvoklī samazina nitrītu slāpekli un nitrātu slāpekli par gāzveida slāpekli (N2).Denitrificējošās baktērijas ir heterotrofiski mikroorganismi, no kuriem lielākā daļa pieder pie amfaktiskajām baktērijām.Hipoksijas stāvoklī viņi izmanto skābekli nitrātos kā elektronu akceptoru un organisko vielu (BOD komponentu notekūdeņos) kā elektronu donoru, lai nodrošinātu enerģiju un oksidētu un stabilizētu.
Visa procesa nitrifikācijas un denitrifikācijas inženierijas pielietojums galvenokārt ietver AO, A2O, oksidācijas grāvjus utt., Kas ir nobriedušāka metode, ko izmanto bioloģiskajā slāpekļa atdalīšanas nozarē.
Visai nitrifikācijas un denitrifikācijas metodei ir priekšrocības: stabils efekts, vienkārša darbība, bez sekundāra piesārņojuma un zemas izmaksas.Šai metodei ir arī daži trūkumi, piemēram, oglekļa avots ir jāpievieno, ja C/N attiecība notekūdeņos ir zema, temperatūras prasības ir salīdzinoši stingras, efektivitāte ir zema zemā temperatūrā, platība ir liela, skābekļa patēriņš. ir liels, un dažām kaitīgām vielām, piemēram, smago metālu joniem, ir spiedoša ietekme uz mikroorganismiem, kas pirms bioloģiskās metodes veikšanas ir jānoņem.Turklāt augstajai amonjaka slāpekļa koncentrācijai notekūdeņos ir arī inhibējoša ietekme uz nitrifikācijas procesu.Tāpēc pirms augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanas jāveic pirmapstrāde, lai amonjaka slāpekļa notekūdeņu koncentrācija būtu mazāka par 500 mg/l.Tradicionālā bioloģiskā metode ir piemērota zemas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu, kas satur organiskas vielas, attīrīšanai, piemēram, sadzīves notekūdeņi, ķīmiskie notekūdeņi u.c.
② Vienlaicīga nitrifikācija un denitrifikācija (SND)
Ja nitrifikāciju un denitrifikāciju veic kopā vienā reaktorā, to sauc par vienlaicīgu fermentācijas denitrifikāciju (SND).Izšķīdušo skābekli notekūdeņos ierobežo difūzijas ātrums, veidojot izšķīdušā skābekļa gradientu mikrovides apgabalā uz mikrobu floka vai bioplēves, kas padara izšķīdušā skābekļa gradientu uz mikrobu floka vai bioplēves ārējās virsmas, kas veicina augšanu un izplatīšanos. aerobās nitrificējošās baktērijas un amonija baktērijas.Jo dziļāk flokā vai membrānā, jo zemāka ir izšķīdušā skābekļa koncentrācija, kā rezultātā veidojas anoksiskā zona, kurā dominē denitrificējošās baktērijas.Tādējādi veidojot vienlaicīgu gremošanas un denitrifikācijas procesu.Faktori, kas ietekmē vienlaicīgu šķelšanu un denitrifikāciju, ir PH vērtība, temperatūra, sārmainība, organiskā oglekļa avots, izšķīdušais skābeklis un dūņu vecums.
Vienlaicīga nitrifikācija/denitrifikācija pastāvēja Karuseļa oksidācijas grāvī, un izšķīdušā skābekļa koncentrācija starp aerēto lāpstiņriteni Karuseļa oksidācijas grāvī pakāpeniski samazinājās, un izšķīdušais skābeklis Karuseļa oksidācijas grāvja apakšējā daļā bija zemāks nekā augšējā daļā. .Nitrātu slāpekļa veidošanās un patēriņa rādītāji katrā kanāla daļā ir gandrīz vienādi, un amonjaka slāpekļa koncentrācija kanālā vienmēr ir ļoti zema, kas liecina, ka nitrifikācijas un denitrifikācijas reakcijas Karuseļa oksidācijas kanālā notiek vienlaikus.
Pētījums par sadzīves notekūdeņu attīrīšanu liecina, ka jo augstāks ir CODCr, jo pilnīgāka ir denitrifikācija un labāka TN noņemšana.Izšķīdušā skābekļa ietekme uz vienlaicīgu nitrifikāciju un denitrifikāciju ir lieliska.Ja izšķīdušo skābekli kontrolē 0,5–2 mg / l, kopējais slāpekļa noņemšanas efekts ir labs.Tajā pašā laikā nitrifikācijas un denitrifikācijas metode ietaupa reaktoru, saīsina reakcijas laiku, ir zems enerģijas patēriņš, ietaupa ieguldījumus un ir viegli uzturēt stabilu pH vērtību.
③ Tuva diapazona gremošana un denitrifikācija
Tajā pašā reaktorā amonjaku oksidējošās baktērijas izmanto, lai oksidētu amonjaku par nitrītu aerobos apstākļos, un pēc tam nitrītu tieši denitrizē, lai hipoksijas apstākļos ražotu slāpekli ar organisko vielu vai ārēju oglekļa avotu kā elektronu donoru.Tuva diapazona nitrifikācijas un denitrifikācijas ietekmes faktori ir temperatūra, brīvais amonjaks, pH vērtība un izšķīdušais skābeklis.
Temperatūras ietekme uz komunālo notekūdeņu bez jūras ūdens un sadzīves notekūdeņu ar 30% jūras ūdens nitrifikāciju.Eksperimentālie rezultāti liecina, ka: komunālajiem notekūdeņiem bez jūras ūdens temperatūras paaugstināšana ir labvēlīga nitrifikācijas panākšanai nelielā diapazonā.Ja jūras ūdens īpatsvars sadzīves notekūdeņos ir 30%, vidējas temperatūras apstākļos var labāk panākt nitrifikāciju nelielā diapazonā.Delftas Tehnoloģiju universitāte izstrādāja SHARON procesu, augstas temperatūras (apmēram 30-4090) izmantošana veicina nitrītu baktēriju vairošanos, lai nitrītu baktērijas zaudētu konkurenci, savukārt, kontrolējot dūņu vecumu, lai likvidētu nitrītu baktērijas, tāpēc ka nitrifikācijas reakcija nitrītu stadijā.
Pamatojoties uz atšķirību skābekļa afinitātē starp nitrītu baktērijām un nitrītu baktērijām, Gent Microbial Ecology Laboratory izstrādāja OLAND procesu, lai panāktu nitrītu slāpekļa uzkrāšanos, kontrolējot izšķīdušo skābekli, lai likvidētu nitrītu baktērijas.
Koksēšanas notekūdeņu attīrīšanas ar maza diapazona nitrifikāciju un denitrifikāciju izmēģinājuma testa rezultāti liecina, ka, ja ieplūstošā ĶSP, amonjaka slāpekļa, TN un fenola koncentrācija ir 1201,6 510,4 540,1 un 110,4 mg/L, vidējais izplūdes ĶSP, amonjaka slāpeklis. ,TN un fenola koncentrācija ir attiecīgi 197,1, 14,2, 181,5 un 0,4 mg/l.Attiecīgie noņemšanas rādītāji bija attiecīgi 83,6%, 97,2%, 66,4% un 99,6%.
Neliela diapazona nitrifikācijas un denitrifikācijas process neiziet cauri nitrātu stadijai, ietaupot oglekļa avotu, kas nepieciešams bioloģiskajai slāpekļa atdalīšanai.Tam ir noteiktas priekšrocības attiecībā uz amonjaka slāpekļa notekūdeņiem ar zemu C/N attiecību.Īsa diapazona nitrifikācijai un denitrifikācijai ir mazāk dūņu, īss reakcijas laiks un reaktora tilpuma taupīšana.Tomēr neliela diapazona nitrifikācijai un denitrifikācijai ir nepieciešama stabila un ilgstoša nitrītu uzkrāšanās, tāpēc galvenais ir tas, kā efektīvi kavēt nitrificējošo baktēriju darbību.
④ Anaerobā amonjaka oksidēšana
Anaerobā ammoksidācija ir amonjaka slāpekļa tiešas oksidācijas process par slāpekli, ko veic autotrofiskas baktērijas hipoksijas apstākļos, izmantojot slāpekļa slāpekli vai slāpekļa slāpekli 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 ammoX reaktora iespēja attīrīt augsta sāļuma un augstas koncentrācijas slāpekļa notekūdeņus.Rezultāti parādīja, ka augsts sāļums ievērojami kavē anammoX aktivitāti, un šī kavēšana bija atgriezeniska.Neaklimatizēto dūņu anaerobā amoksa aktivitāte bija par 67,5% zemāka nekā kontroles dūņām pie 30g.L-1(NaC1) sāļuma.Aklimatizēto dūņu anammoX aktivitāte bija par 45,1% zemāka nekā kontrolei.Kad aklimatizētās dūņas no augsta sāļuma vides tika pārvietotas uz vidi ar zemu sāļumu (bez sālījuma), anaerobā ammoX aktivitāte palielinājās par 43,1%.Tomēr reaktoram ir tendence pasliktināties, ja tas ilgstoši darbojas ar augstu sāļumu.
Salīdzinot ar tradicionālo bioloģisko procesu, anaerobā ammoX ir ekonomiskāka bioloģiskā slāpekļa noņemšanas tehnoloģija bez papildu oglekļa avota, zema skābekļa patēriņa, nav nepieciešami reaģenti, lai neitralizētu, un mazāka nogulšņu ražošana.Anaerobā amoksa trūkumi ir tādi, ka reakcijas ātrums ir lēns, reaktora tilpums ir liels, un oglekļa avots ir nelabvēlīgs anaerobajam amMOX, kam ir praktiska nozīme amonjaka slāpekļa notekūdeņu ar sliktu bioloģisko noārdīšanos atrisināšanā.
4.atdalīšanas un adsorbcijas slāpekļa atdalīšanas process
① membrānas atdalīšanas metode
Membrānas atdalīšanas metode ir izmantot membrānas selektīvo caurlaidību, lai selektīvi atdalītu komponentus šķidrumā, lai sasniegtu amonjaka slāpekļa noņemšanas mērķi.Ieskaitot reverso osmozi, nanofiltrāciju, deammoniācijas membrānu un elektrodialīzi.Faktori, kas ietekmē membrānas atdalīšanu, ir membrānas īpašības, spiediens vai spriegums, pH vērtība, temperatūra un amonjaka slāpekļa koncentrācija.
Atbilstoši retzemju kausēšanas iekārtu novadīto amonjaka slāpekļa notekūdeņu ūdens kvalitātei reversās osmozes eksperiments tika veikts ar NH4C1 un NaCI imitētiem notekūdeņiem.Tika konstatēts, ka tādos pašos apstākļos reversajā osmozē ir lielāks NaCI noņemšanas ātrums, bet NHCl ir lielāks ūdens ražošanas ātrums.NH4C1 izvadīšanas ātrums ir 77,3% pēc apstrādes ar reverso osmozi, ko var izmantot kā amonjaka slāpekļa notekūdeņu pirmapstrādi.Reversās osmozes tehnoloģija var ietaupīt enerģiju, labu termisko stabilitāti, bet hlorizturība un piesārņojuma izturība ir slikta.
Poligona izskalojuma attīrīšanai tika izmantots bioķīmiskās nanofiltrācijas membrānas separācijas process, lai 85% ~ 90% caurlaidīgā šķidruma tiktu izvadīti atbilstoši standartam un tikai 0% ~ 15% koncentrētā notekūdeņu šķidruma un dubļu tiktu atgriezti atpakaļ uz atkritumu poligonu. atkritumu tvertne.Ozturki et al.apstrādāja Odayeri poligona izskalojumu Turcijā ar nanofiltrācijas membrānu, un amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums bija aptuveni 72%.Nanofiltrācijas membrānai nepieciešams zemāks spiediens nekā reversās osmozes membrānai, viegli lietojama.
Amonjaka noņemšanas membrānas sistēmu parasti izmanto notekūdeņu attīrīšanā ar augstu amonjaka slāpekļa saturu.Amonjaka slāpeklim ūdenī ir šāds līdzsvars: NH4- +OH-= NH3+H2O ekspluatācijā, amonjaku saturošie notekūdeņi plūst membrānas moduļa apvalkā, bet skābi absorbējošais šķidrums plūst membrānas caurulē. modulis.Palielinoties notekūdeņu PH vai paaugstinoties temperatūrai, līdzsvars nobīdīsies pa labi, un amonija jons NH4- kļūst par brīvo gāzveida NH3.Šajā laikā gāzveida NH3 var iekļūt skābes absorbcijas šķidrajā fāzē caurulē no notekūdeņu fāzes apvalkā caur mikroporām uz dobās šķiedras virsmas, ko absorbē skābes šķīdums un nekavējoties kļūst par jonu NH4-.Saglabājiet notekūdeņu PH virs 10 un temperatūru virs 35 ° C (zem 50 ° C), lai NH4 notekūdeņu fāzē nepārtraukti kļūtu par NH3 absorbcijas šķidruma fāzes migrācijas procesā.Rezultātā amonjaka slāpekļa koncentrācija notekūdeņu pusē nepārtraukti samazinājās.Skābes absorbcijas šķidrā fāze, jo tajā ir tikai skābe un NH4-, veido ļoti tīru amonija sāli un pēc nepārtrauktas cirkulācijas sasniedz noteiktu koncentrāciju, ko var pārstrādāt.No vienas puses, šīs tehnoloģijas izmantošana var ievērojami uzlabot amonjaka slāpekļa izvadīšanas ātrumu notekūdeņos, un, no otras puses, tā var samazināt notekūdeņu attīrīšanas sistēmas kopējās ekspluatācijas izmaksas.
②elektrodialīzes metode
Elektrodialīze ir metode izšķīdušo cieto vielu atdalīšanai no ūdens šķīdumiem, pieliekot spriegumu starp membrānu pāriem.Sprieguma ietekmē amonjaka-slāpekļa notekūdeņos esošie amonjaka joni un citi joni tiek bagātināti caur membrānu amonjaku saturošā koncentrētā ūdenī, lai sasniegtu izvadīšanas mērķi.
Elektrodialīzes metode tika izmantota neorganisko notekūdeņu attīrīšanai ar augstu amonjaka slāpekļa koncentrāciju un sasniegti labi rezultāti.2000–3000 mg / l amonjaka slāpekļa notekūdeņiem amonjaka slāpekļa noņemšanas ātrums var būt lielāks par 85%, un koncentrēto amonjaka ūdeni var iegūt par 8,9%.Elektrodialīzes darbības laikā patērētais elektroenerģijas daudzums ir proporcionāls amonjaka slāpekļa daudzumam notekūdeņos.Notekūdeņu elektrodialīzes attīrīšanu neierobežo pH vērtība, temperatūra un spiediens, un to ir viegli izmantot.
Membrānas atdalīšanas priekšrocības ir augsta amonjaka slāpekļa atgūšana, vienkārša darbība, stabils apstrādes efekts un sekundāra piesārņojuma trūkums.Tomēr, apstrādājot augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus, izņemot deamonizēto membrānu, citas membrānas ir viegli nogulsnējas un aizsērē, un reģenerācija un pretskalošana notiek bieži, palielinot attīrīšanas izmaksas.Tāpēc šī metode ir piemērotāka pirmapstrādei 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 aktīvā ogle, ceolīts, montmorilonīts un apmaiņas sveķi.Ceolīts ir sava veida silīcija-alumināts ar trīsdimensiju telpisku struktūru, regulāru poru struktūru un caurumiem, starp kuriem klinoptilolītam ir spēcīga selektīva amonjaka jonu adsorbcijas spēja un zema cena, tāpēc to parasti izmanto kā adsorbcijas materiālu amonjaka slāpekļa notekūdeņiem. inženierzinātnēs.Faktori, kas ietekmē klinoptilolīta apstrādes efektu, ietver daļiņu izmēru, ieplūstošā amonjaka slāpekļa koncentrāciju, saskares laiku, pH vērtību un tā tālāk.
Ceolīta adsorbcijas efekts uz amonjaka slāpekli ir acīmredzams, kam seko ranīts, un augsnes un keramīta iedarbība ir vāja.Galvenais veids, kā noņemt amonjaka slāpekli no ceolīta, ir jonu apmaiņa, un fiziskās adsorbcijas efekts ir ļoti mazs.Keramīta, augsnes un ranīta jonu apmaiņas efekts ir līdzīgs fiziskās adsorbcijas efektam.Četru pildvielu adsorbcijas spēja samazinājās, paaugstinoties temperatūrai diapazonā no 15-35℃, un palielinājās, palielinoties pH vērtībai diapazonā no 3-9.Adsorbcijas līdzsvars tika sasniegts pēc 6 stundu svārstībām.
Tika pētīta amonjaka slāpekļa atdalīšanas iespēja no poligona izskalojuma ar ceolīta adsorbciju.Eksperimentālie rezultāti liecina, ka katram ceolīta gramam ir ierobežots adsorbcijas potenciāls 15,5 mg amonjaka slāpekļa, ja ceolīta daļiņu izmērs ir 30-16 acs, amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums sasniedz 78,5%, un pie tāda paša adsorbcijas laika, devas un ceolīta daļiņu izmērs, jo augstāka ir ieplūstošā amonjaka slāpekļa koncentrācija, jo augstāks ir adsorbcijas ātrums, un ceolītam kā adsorbentam ir iespējams atdalīt amonjaka slāpekli no izskalojuma.Vienlaikus tiek norādīts, ka ceolīta amonjaka slāpekļa adsorbcijas ātrums ir zems, un ceolītam praktiski ir grūti sasniegt piesātinājuma adsorbcijas spēju.
Tika pētīta bioloģiskā ceolīta slāņa noņemšanas ietekme uz slāpekli, ĶSP un citiem piesārņotājiem imitētajos ciemata notekūdeņos.Rezultāti liecina, ka amonjaka slāpekļa atdalīšanas ātrums ar bioloģiskā ceolīta slāni ir vairāk nekā 95%, un nitrātu slāpekļa izvadīšanu lielā mērā ietekmē hidrauliskais uzturēšanās laiks.
Jonu apmaiņas metodes priekšrocības ir nelielas investīcijas, vienkāršs process, ērta darbība, nejutīgums pret indēm un temperatūru, kā arī ceolīta atkārtota izmantošana reģenerācijas ceļā.Taču, attīrot augstas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņus, reģenerācija ir bieža, kas rada neērtības darbam, tāpēc to nepieciešams kombinēt ar citām amonjaka slāpekļa attīrīšanas metodēm vai izmantot zemas koncentrācijas amonjaka slāpekļa notekūdeņu attīrīšanai.
Vairumtirdzniecība 4A ceolīta ražotājs un piegādātājs |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Izlikšanas laiks: 10. jūlijs 2024. gada laikā
