شیمیایی و فرآیند برای از بین بردن نیتروژن آمونیاک از آب

1. نیتروژن آمونیاک چیست؟

نیتروژن آمونیاک به آمونیاک به شکل آمونیاک آزاد (یا آمونیاک غیر یونی ، NH3) یا آمونیاک یونی (NH4+) اشاره دارد. pH بالاتر و نسبت بالاتر آمونیاک آزاد ؛ در مقابل ، نسبت نمک آمونیوم زیاد است.

نیتروژن آمونیاک یک ماده مغذی در آب است که می تواند منجر به اکتشاف آب شود و اصلی ترین آلاینده های مصرف کننده اکسیژن در آب است که برای ماهی و برخی از موجودات آبزی سمی است.

اثر مضر اصلی نیتروژن آمونیاک بر موجودات آبزی آمونیاک آزاد است که سمیت آن ده ها برابر بیشتر از نمک آمونیوم است و با افزایش قلیایی افزایش می یابد. سمیت نیتروژن آمونیاک ارتباط نزدیکی با مقدار pH و دمای آب آب استخر دارد ، به طور کلی هرچه مقدار pH و دمای آب بیشتر باشد ، سمیت قوی تر می شود.

دو روش رنگی حساسیت تقریبی که معمولاً برای تعیین آمونیاک استفاده می شود ، روش معرف کلاسیک نسلر و روش فنل-هیپکلریت است. تیتراسیون ها و روش های الکتریکی نیز معمولاً برای تعیین آمونیاک استفاده می شوند. هنگامی که میزان نیتروژن آمونیاک زیاد است ، می توان از روش تیتراسیون تقطیر نیز استفاده کرد. (استانداردهای ملی شامل روش معرف نات ، اسپکتروفتومتری اسید سالیسیلیک ، تقطیر - روش تیتراسیون)

2. فرآیند حذف نیتروژن جسمی و شیمیایی

① روش بارش شیمیایی

روش بارش شیمیایی ، همچنین به عنوان روش بارش نقشه شناخته می شود ، اضافه کردن منیزیم و اسید فسفریک یا فسفات هیدروژن به فاضلاب حاوی نیتروژن آمونیاک است ، به طوری که NH4+ در فاضلاب با Mg+ و PO4- در محلول آبی برای تولید آشنایی آمونیوم منیزیم فسفات ، به عنوان رسوب فسفات ، به عنوان شکل MELECULARES MELECULARES MELECULAR RECORESIOULSIOM MEMONIUM REACHIOULAL MEMONIUM RECORSH204. نیتروژن فسفات آمونیوم منیزیم ، که معمولاً به عنوان struvite شناخته می شود ، می تواند به عنوان کمپوست ، افزودنی خاک یا آتش سوزی برای ساخت محصولات ساختاری استفاده شود. معادله واکنش به شرح زیر است:

میلی گرم ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

عوامل اصلی مؤثر بر اثر درمان بارش شیمیایی عبارتند از: pH ، دما ، غلظت نیتروژن آمونیاک و نسبت مولی (N (mg+): N (NH4+): N (P04-)). نتایج نشان می دهد که وقتی مقدار pH 10 و نسبت مولی منیزیم ، نیتروژن و فسفر 1.2: 1: 1.2 است ، اثر درمانی بهتر است.

با استفاده از کلرید منیزیم و فسفات هیدروژن دیودیوم به عنوان عوامل رسوب ، نتایج نشان می دهد که وقتی مقدار pH 9.5 و نسبت مولی منیزیم ، نیتروژن و فسفر 1.2: 1: 1 باشد ، اثر درمانی بهتر است.

نتایج نشان می دهد که MGC12+NA3PO4.12H20 از سایر ترکیبات عامل رسوب برتر است. هنگامی که مقدار pH 10.0 باشد ، درجه حرارت 30 ℃ ، n (mg+) است: n (nh4+): n (p04-) = 1: 1: 1 ، غلظت جرم نیتروژن آمونیاک در فاضلاب پس از هم زدن به مدت 30 دقیقه از 222mg/l قبل از درمان تا 17mg/l کاهش می یابد ، و میزان برداشت آن 92.3 ٪ است.

روش بارش شیمیایی و روش غشای مایع برای تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک صنعتی غلظت بالا ترکیب شدند. در شرایط بهینه سازی فرآیند بارش ، میزان حذف نیتروژن آمونیاک به 98.1 ٪ رسید و سپس درمان بیشتر با روش فیلم مایع غلظت نیتروژن آمونیاک را به 0.005 گرم در لیتر کاهش داد و به استاندارد انتشار درجه یک ملی رسید.

اثر حذف یونهای فلزی دوتایی (Ni+، Mn+، Zn+، Cu+، Fe+) به غیر از MG+بر نیتروژن آمونیاک تحت عمل فسفات مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند جدیدی از بارندگی نقشه بارش CASO4 برای فاضلاب سولفات آمونیوم ارائه شد. نتایج نشان می دهد که تنظیم کننده سنتی NaOH را می توان با آهک جایگزین کرد.

مزیت روش بارش شیمیایی این است که وقتی غلظت فاضلاب نیتروژن آمونیاک زیاد باشد ، استفاده از روش های دیگر محدود است ، مانند روش بیولوژیکی ، روش کلریت نقطه شکست ، روش جداسازی غشای ، روش تبادل یون و غیره. راندمان حذف روش بارش شیمیایی بهتر است و از نظر دما محدود نیست و عمل ساده است. لجن رسوب شده حاوی منیزیم آمونیوم فسفات می تواند به عنوان کود کامپوزیتی برای تحقق استفاده از زباله ها استفاده شود ، بنابراین بخشی از هزینه را جبران می کند. اگر بتواند با برخی از شرکتهای صنعتی که فاضلاب فسفات و بنگاه هایی را تولید می کنند که آب نمک تولید می کنند ، ترکیب شود ، می تواند هزینه های دارویی را پس انداز کرده و کاربردهای در مقیاس بزرگ را تسهیل کند.

ضرر روش بارش شیمیایی این است که به دلیل محدودیت محصول حلالیت فسفات آمونیوم منیزیم فسفات ، پس از نیتروژن آمونیاک در فاضلاب به غلظت خاصی می رسد ، اثر حذف آشکار نیست و هزینه ورودی بسیار افزایش می یابد. بنابراین ، از روش بارش شیمیایی باید در ترکیب با سایر روشهای مناسب برای درمان پیشرفته استفاده شود. مقدار معرف مورد استفاده بزرگ است ، لجن تولید شده بزرگ است و هزینه درمان زیاد است. معرفی یون های کلرید و فسفر باقیمانده در طول دوز مواد شیمیایی به راحتی می تواند باعث آلودگی ثانویه شود.

عمده فروشی و تأمین کننده سولفات آلومینیوم | Everbright (cnchemist.com)

عمده فروشی تولید کننده و تأمین کننده سدیم فسفات سدیم | Everbright (cnchemist.com)

روش خاموش

حذف نیتروژن آمونیاک با استفاده از روش دمیدن ، تنظیم مقدار pH به قلیایی است ، به طوری که یون آمونیاک موجود در فاضلاب به آمونیاک تبدیل می شود ، به طوری که به طور عمده به شکل آمونیاک آزاد وجود دارد ، و سپس آمونیاک آزاد از طریق ضایعات از طریق گاز حامل گرفته می شود ، همانطور که می تواند هدف از بین بردن آمونیا را بدست آورد. عوامل اصلی مؤثر بر راندمان دمیدن عبارتند از: pH ، دما ، نسبت گاز مایع ، سرعت جریان گاز ، غلظت اولیه و غیره. در حال حاضر ، از روش Blow-Off به طور گسترده ای در تصفیه فاضلاب با غلظت بالای نیتروژن آمونیاک استفاده می شود.

از بین بردن نیتروژن آمونیاک از محل دفن زباله با استفاده از روش Blow-Off مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که عوامل اصلی کنترل کارآیی ضربه ، دما ، نسبت گاز مایع و مقدار pH است. هنگامی که دمای آب از 2590 بیشتر باشد ، نسبت گاز مایع در حدود 3500 و pH حدود 10.5 است ، میزان حذف می تواند بیش از 90 ٪ برای شستشوی دفن زباله با غلظت نیتروژن آمونیاک تا 2000-4000mg/L باشد. نتایج نشان می دهد که وقتی pH = 11.5 ، دمای سلب 80 سی سی و زمان سلب 120 دقیقه است ، میزان حذف نیتروژن آمونیاک در فاضلاب می تواند به 99.2 ٪ برسد.

راندمان دمیدن فاضلاب نیتروژن آمونیاک غلظت بالا توسط برج دمیدن ضد جریان انجام شد. نتایج نشان داد که راندمان دمیدن با افزایش مقدار pH افزایش می یابد. هرچه نسبت مایع گاز بزرگتر باشد ، نیروی محرکه انتقال جرم آمونیاک بیشتر است و راندمان سلب نیز افزایش می یابد.

حذف نیتروژن آمونیاک با استفاده از روش دمیدن مؤثر ، آسان برای کار و کنترل آسان است. نیتروژن آمونیاک منفجر شده را می توان به عنوان جاذب با اسید سولفوریک استفاده کرد و پول اسید سولفوریک تولید شده را می توان به عنوان کود استفاده کرد. روش Blow-Off یک فناوری متداول برای از بین بردن نیتروژن فیزیکی و شیمیایی در حال حاضر است. با این حال ، روش منفجر شده دارای معایبی است ، مانند مقیاس بندی مکرر در برج ضربه ، بازده حذف نیتروژن کم آمونیاک در دمای پایین و آلودگی ثانویه ناشی از گاز منفجر. روش Blow-Off به طور کلی با سایر روشهای تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک برای پیش بینی فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت بالا ترکیب می شود.

کلریت نقطه شکست

مکانیسم حذف آمونیاک توسط کلر نقطه شکست این است که گاز کلر با آمونیاک برای تولید گاز نیتروژن بی ضرر واکنش نشان می دهد و N2 به داخل جو فرار می کند و باعث می شود منبع واکنش به سمت راست ادامه یابد. فرمول واکنش:

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

هنگامی که گاز کلر به یک نقطه خاص به فاضلاب منتقل می شود ، محتوای کلر آزاد در آب کم است و غلظت آمونیاک صفر است. هنگامی که مقدار گاز کلر از نقطه عبور می کند ، مقدار کلر آزاد در آب افزایش می یابد ، بنابراین ، نقطه نقطه شکست نامیده می شود و کلر در این حالت کلر نقطه شکست نامیده می شود.

از روش کلرینگ نقطه شکست برای تصفیه فاضلاب حفاری پس از دمیدن نیتروژن آمونیاک استفاده می شود ، و اثر درمانی مستقیماً تحت تأثیر فرآیند دمیدن نیتروژن آمونیاک پیش درمانی قرار می گیرد. هنگامی که 70 ٪ از نیتروژن آمونیاک موجود در فاضلاب با فرآیند دمیدن برداشته می شود و سپس با کلرین نقطه شکست تصفیه می شود ، غلظت جرم نیتروژن آمونیاک در پساب کمتر از 15mg/l است. ژانگ شنلی و همکاران. فاضلاب نیتروژن آمونیاک شبیه سازی شده را با غلظت جرم 100mg/L به عنوان هدف تحقیق به دست آورد ، و نتایج تحقیق نشان داد که عوامل اصلی و ثانویه مؤثر بر حذف نیتروژن آمونیاک با اکسیداسیون هیپوکلریت سدیم نسبت کمر کلر به آمونیاک نیتروژن ، زمان واکنش و مقدار pH است.

روش کلرینگ نقطه شکست دارای راندمان حذف نیتروژن بالا است ، میزان حذف می تواند به 100 ٪ برسد و غلظت آمونیاک در فاضلاب را می توان به صفر کاهش داد. اثر پایدار است و تحت تأثیر دما قرار نمی گیرد. تجهیزات سرمایه گذاری کمتر ، پاسخ سریع و کامل ؛ این اثر عقیم سازی و ضد عفونی بر بدن آب دارد. دامنه استفاده از روش کلرین نقطه شکست این است که غلظت فاضلاب نیتروژن آمونیاک کمتر از 40mg/l است ، بنابراین روش کلرین نقطه شکست بیشتر برای تصفیه پیشرفته فاضلاب نیتروژن آمونیاک استفاده می شود. نیاز به استفاده و ذخیره سازی ایمن زیاد است ، هزینه درمان زیاد است ، و محصولات جانبی کلرامین ها و ارگانیک های کلر شده باعث آلودگی ثانویه می شوند.

روش اکسیداسیون کاتالیزوری

روش اکسیداسیون کاتالیزوری از طریق عمل کاتالیزور ، تحت درجه حرارت و فشار خاص ، از طریق اکسیداسیون هوا ، ماده آلی و آمونیاک در فاضلاب می تواند اکسیده و در مواد بی ضرر مانند CO2 ، N2 و H2O تجزیه شود ، تا به هدف تصفیه برسد.

عوامل مؤثر بر اثر اکسیداسیون کاتالیزوری خصوصیات کاتالیزور ، دما ، زمان واکنش ، مقدار pH ، غلظت نیتروژن آمونیاک ، فشار ، شدت همزن و غیره هستند.

روند تخریب نیتروژن آمونیاک ازن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار pH ، نوعی رادیکال HO با توانایی اکسیداسیون قوی تولید می شود و میزان اکسیداسیون به طور قابل توجهی تسریع می شود. مطالعات نشان می دهد که ازن می تواند نیتروژن آمونیاک را به نیتریت و نیتریت به نیترات اکسید کند. غلظت نیتروژن آمونیاک در آب با افزایش زمان کاهش می یابد و میزان حذف نیتروژن آمونیاک حدود 82 ٪ است. CuO-MN02-CE02 به عنوان یک کاتالیزور کامپوزیت برای تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک استفاده شد. نتایج تجربی نشان می دهد که فعالیت اکسیداسیون کاتالیزور کامپوزیت تازه آماده شده به طور قابل توجهی بهبود یافته است و شرایط فرآیند مناسب 255 ℃ ، 4.2MPa و pH = 10.8 است. در تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت اولیه 1023mg/l ، میزان حذف نیتروژن آمونیاک می تواند در طی 150 دقیقه به 98 ٪ برسد و به استاندارد تخلیه ثانویه (50mg/لیتر) برسد.

عملکرد کاتالیزوری از فتوکاتالیست TiO2 از زئولیت با مطالعه میزان تخریب نیتروژن آمونیاک در محلول اسید سولفوریک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که دوز بهینه فتوکاتالیست Ti02/ زئولیت 1.5 گرم در لیتر است و زمان واکنش 4 ساعت تحت تابش ماوراء بنفش است. میزان حذف نیتروژن آمونیاک از فاضلاب می تواند به 98.92 ٪ برسد. اثر حذف دی اکسید آهن و نانو چین تحت نور ماوراء بنفش بر فنل و نیتروژن آمونیاک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که میزان حذف نیتروژن آمونیاک 97.5 ٪ است که pH = 9.0 در محلول نیتروژن آمونیاک با غلظت 50mg/L اعمال می شود ، که 7.8 ٪ و 22.5 ٪ بیشتر از آن است که به تنهایی از آهن یا دیاکسید چینه.

روش اکسیداسیون کاتالیزوری مزایای بهره وری تصفیه بالا ، فرآیند ساده ، ناحیه کوچک کوچک و غیره را دارد و اغلب برای تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت بالا استفاده می شود. مشکل کاربردی نحوه جلوگیری از از بین رفتن کاتالیزور و محافظت از خوردگی تجهیزات است.

روش اکسیداسیون الکتریک شیمیایی

روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی به روش از بین بردن آلاینده های موجود در آب با استفاده از الکتروکسایداسیون با فعالیت کاتالیزوری اشاره دارد. عوامل تأثیرگذار عبارتند از چگالی جریان ، سرعت جریان ورودی ، زمان خروجی و زمان محلول نقطه.

اکسیداسیون الکتروشیمیایی فاضلاب آمونیاک-نیتروژن در یک سلول الکترولیتی جریان در گردش ، مورد بررسی قرار گرفت ، که در آن مثبت برق TI/RU02-TIO2-IR02-SNO2 شبکه و منفی برق شبکه TI است. نتایج نشان می دهد که هنگامی که غلظت یون کلرید 400mg/l است ، غلظت اولیه نیتروژن آمونیاک 40mg/l است ، سرعت جریان تأثیرگذار 600 میلی لیتر در دقیقه است ، چگالی فعلی 20mA/cm است و زمان الکترولیتی 90 دقیقه است ، میزان برداشت نیتروژن آمونیاک 99.37 ٪ است. این نشان می دهد که اکسیداسیون الکترولیتی فاضلاب آمونیاک-نیتروژن چشم انداز کاربرد خوبی دارد.

3. فرآیند حذف نیتروژن بیوشیمیایی

① کل نیتریفیکاسیون و دنیتراسیون

نیتریفیکاسیون کامل فرآیند و انسداد نوعی روش بیولوژیکی است که در حال حاضر برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است. این نیتروژن آمونیاک را در فاضلاب به نیتروژن از طریق یک سری واکنش ها مانند نیتریفیکاسیون و دنیتراسیون تحت عمل میکروارگانیسم های مختلف تبدیل می کند ، به منظور دستیابی به هدف تصفیه فاضلاب. فرایند نیتریفیکاسیون و انزام برای از بین بردن نیتروژن آمونیاک باید دو مرحله را طی کند:

واکنش نیتریفیکاسیون: واکنش نیتریفیکاسیون توسط میکروارگانیسم های اتوتروفیک هوازی انجام می شود. در حالت هوازی ، از نیتروژن معدنی به عنوان منبع نیتروژن برای تبدیل NH4+ به NO2 استفاده می شود ، و سپس به NO3- اکسیده می شود. فرآیند نیتریفیکاسیون را می توان به دو مرحله تقسیم کرد. در مرحله دوم ، نیتریت توسط باکتری های نیتریفیکاسیون به نیترات (NO3-) تبدیل می شود و نیتریت توسط باکتری های نیتریفیکاسیون به نیترات (NO3-) تبدیل می شود.

واکنش دنییتیکاسیون: واکنش دنییتیکاسیون فرایندی است که در آن باکتریها دنیتریج کننده نیتروژن و نیتروژن نیترات را به نیتروژن گازی (N2) در وضعیت هیپوکسی کاهش می دهند. باکتری های دنیتر کننده میکروارگانیسم های هتروتروفیک هستند که بیشتر آنها متعلق به باکتری های آمفیکتیک هستند. در حالت هیپوکسی ، آنها از اکسیژن در نیترات به عنوان گیرنده الکترون و ماده آلی (اجزای BOD در فاضلاب) به عنوان اهدا کننده الکترونی برای تأمین انرژی استفاده می کنند و اکسیده و تثبیت می شوند.

کل برنامه های مهندسی نیتریفیکاسیون و نیتریفیکاسیون عمدتاً شامل AO ، A2O ، خندق اکسیداسیون و غیره است که روشی بالغ تر است که در صنعت حذف نیتروژن بیولوژیکی استفاده می شود.

کل روش نیتریفیکاسیون و انسداد از مزایای اثر پایدار ، عملکرد ساده ، آلودگی ثانویه و کم هزینه برخوردار است. این روش همچنین دارای اشکالاتی است ، مانند منبع کربن باید اضافه شود وقتی که نسبت C/N در فاضلاب کم باشد ، نیاز دما نسبتاً سخت است ، راندمان در دمای پایین کم است ، منطقه بزرگ است ، تقاضای اکسیژن بزرگ است ، و برخی از مواد مضر مانند یون های فلزی سنگین بر روش فشار بر روی میکروارگانیسم های خارج شده است ، که نیاز به برداشت از نظر میکروارگانیسم ها دارد ، که نیاز به برداشتن میکروارگانیسم ها دارد ، که نیاز به ریزش از نظر میکروارگانیسم ها دارد ، که نیاز به آن وجود دارد که نیاز به ریزش از نظر میکروارگانیسم ها باشد. علاوه بر این ، غلظت بالای نیتروژن آمونیاک در فاضلاب نیز تأثیر مهاری در فرآیند نیتریفیکاسیون دارد. بنابراین ، پیش تصفیه باید قبل از تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت بالا انجام شود تا غلظت فاضلاب نیتروژن آمونیاک کمتر از 500 میلی گرم در لیتر باشد. روش بیولوژیکی سنتی برای تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت کم حاوی مواد آلی مانند فاضلاب خانگی ، فاضلاب شیمیایی و غیره مناسب است.

نیتریفیکاسیون و نیتریفیکاسیون همزمان (SND)

هنگامی که نیتریفیکاسیون و انسداد در همان راکتور با هم انجام می شود ، به آن دفع هضم همزمان (SND) گفته می شود. اکسیژن محلول در فاضلاب با سرعت انتشار محدود می شود تا یک شیب اکسیژن محلول در ناحیه ریز محیط زیست بر روی فلوک میکروبی یا بیوفیلم ایجاد کند ، که باعث می شود شیب اکسیژن محلول در سطح بیرونی فلوک میکروبی یا بیوفیلم به طور موقت به رشد و انتشار باکتری های نیتراسیون هوا و باکتری های هوایی باکتری و باکتری های هوایی باکتری و باکتری ها هرچه عمیق تر به داخل فلوک یا غشای ، غلظت اکسیژن محلول کاهش یابد ، و در نتیجه منطقه اکسیژن که در آن باکتری های دفع کننده حاکم هستند ، می شود. بنابراین فرآیند هضم همزمان و فرایند دنیتراسیون تشکیل می شود. عوامل مؤثر بر هضم همزمان و دنیتراسیون عبارتند از: pH ، دما ، قلیایی ، منبع کربن آلی ، اکسیژن محلول و سن لجن.

نیتریفیکاسیون/نیتریفیکاسیون همزمان در خندق اکسیداسیون کروسل وجود داشته است ، و غلظت اکسیژن محلول بین پروانه هوادهی در خندق اکسیداسیون کاروسل به تدریج کاهش می یابد و اکسیژن محلول در قسمت تحتانی خندق اکسیداسیون کروسک پایین تر از قسمت بالایی بود. میزان تشکیل و مصرف نیتروژن نیترات در هر قسمت از کانال تقریباً برابر است و غلظت نیتروژن آمونیاک در کانال همیشه بسیار کم است ، که نشان می دهد واکنش نیتریفیکاسیون و دنیتریوسیوناسیون به طور همزمان در کانال اکسیداسیون کاروسل رخ می دهد.

مطالعه در مورد تصفیه فاضلاب خانگی نشان می دهد که هرچه CODCR بیشتر باشد ، دفع تریکاسیون کامل تر و حذف TN بهتر می شود. تأثیر اکسیژن محلول بر نیتریفیکاسیون همزمان و دنیتراسیون بسیار عالی است. هنگامی که اکسیژن محلول در 2 میلی گرم در لیتر 0.5 کنترل می شود ، اثر حذف نیتروژن کل خوب است. در عین حال ، روش نیتریفیکاسیون و دنیتراسیون باعث صرفه جویی در راکتور می شود ، زمان واکنش را کوتاه می کند ، مصرف انرژی کم دارد ، سرمایه گذاری را ذخیره می کند و به راحتی می توان مقدار pH را پایدار نگه داشت.

هضم هضم و انزجار

در همان راکتور ، از باکتری های اکسید کننده آمونیاک برای اکسیداسیون آمونیاک به نیتریت در شرایط هوازی استفاده می شود ، و سپس نیتریت به طور مستقیم برای تولید نیتروژن با ماده آلی یا منبع کربن خارجی به عنوان اهدا کننده الکترونی تحت شرایط هیپوکسی استفاده می شود. فاکتورهای تأثیر نیتراتیکاسیون کوتاه و دفع کننده عبارتند از: دما ، آمونیاک رایگان ، مقدار pH و اکسیژن محلول.

تأثیر دما در نیتراسیون کوتاه مدت فاضلاب شهری بدون آب دریا و فاضلاب شهری با 30 ٪ آب دریا. نتایج تجربی نشان می دهد که: برای فاضلاب شهرداری بدون آب دریا ، افزایش دما برای دستیابی به نیتریفیکاسیون کوتاه با برد کوتاه است. هنگامی که نسبت آب دریا در فاضلاب خانگی 30 ٪ باشد ، در شرایط دمای متوسط ​​می توان نیتریفیکاسیون با برد کوتاه بهتر حاصل شد. دانشگاه فناوری Delft فرایند شارون را توسعه داد ، استفاده از درجه حرارت بالا (حدود 30-4090) منجر به تکثیر باکتری های نیتریت می شود ، به طوری که باکتری های نیتریت رقابت را از دست می دهند ، در حالی که با کنترل سن لجن برای از بین بردن باکتری های نیتریت ، به طوری که واکنش نیتراتیک در مرحله نیتریت.

بر اساس تفاوت در میل اکسیژن بین باکتری های نیتریت و باکتری های نیتریت ، آزمایشگاه اکولوژی میکروبی جنت فرآیند OLAND را برای دستیابی به تجمع نیتروژن نیتریت با کنترل اکسیژن محلول برای از بین بردن باکتریهای نیتریت توسعه داد.

نتایج آزمایش آزمایشی از تصفیه فاضلاب ککنگ با نیتریفیکاسیون کوتاه و دنیتراسیون نشان می دهد که وقتی COD تأثیرگذار ، نیتروژن آمونیاک ، TN و فنول ، 1201.6،510.4،540.1 و 110.4mg/l ، میانگین COD پساب ، آمونیا نیتروژن ، TN و فرایول های فنول است. به ترتیب نرخ حذف مربوطه به ترتیب 6 /83 ٪ ، 2 /97 ٪ ، 66.4 ٪ و 6/99 درصد بود.

نیتریفیکاسیون کوتاه و فرآیند دنیتراسیون در مرحله نیترات پیش نمی رود و باعث صرفه جویی در منبع کربن مورد نیاز برای برداشتن نیتروژن بیولوژیکی می شود. این مزیت های خاص برای فاضلاب نیتروژن آمونیاک با نسبت C/N کم دارد. نیتریفیکاسیون با برد کوتاه و دنیتراسیون مزایای لجن کمتر ، زمان واکنش کوتاه و حجم راکتور را صرفه جویی می کند. با این حال ، نیتریفیکاسیون و دفع کوتاه با برد کوتاه نیاز به تجمع پایدار و پایدار نیتریت دارد ، بنابراین چگونگی مهار مؤثر فعالیت باکتری های نیتریفیکاسیون مهم می شود.

اکسیداسیون آمونیاک بی هوازی

آموکسیداسیون بی هوازی یک فرآیند اکسیداسیون مستقیم نیتروژن آمونیاک به نیتروژن توسط باکتریهای اتوتروفیک تحت شرایط هیپوکسی است ، با نیتروژن نیتروژن یا نیتروژن نیتروژن به عنوان پذیرنده الکترونی.

اثرات دما و pH بر فعالیت بیولوژیکی Anammox مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که دمای بهینه واکنش 30 ℃ و مقدار pH 7.8 بود. امکان سنجی راکتور آموکس بی هوازی برای تصفیه شوری بالا و فاضلاب نیتروژن با غلظت بالا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شوری بالا به طور قابل توجهی فعالیت آناموکس را مهار می کند ، و این مهار برگشت پذیر بود. فعالیت آموکس بی هوازی از لجن بدون پوشش 67.5 ٪ پایین تر از لجن کنترل تحت شوری 30G.L-1 (NAC1) بود. فعالیت Anammox لجن سازگار 45.1 ٪ پایین تر از کنترل بود. هنگامی که لجن سازگار از یک محیط شوری بالا به یک محیط شوری کم (بدون آب نمک) منتقل شد ، فعالیت آموکس بی هوازی 43.1 ٪ افزایش یافت. با این حال ، راکتور مستعد کاهش عملکرد در هنگام شوری زیاد برای مدت طولانی است.

در مقایسه با فرآیند بیولوژیکی سنتی ، آموکس بی هوازی یک فناوری حذف نیتروژن بیولوژیکی اقتصادی تر و بدون منبع کربن اضافی ، تقاضای اکسیژن کم ، نیازی به معرفها برای خنثی سازی و تولید لجن کمتری است. مضرات آموکس بی هوازی این است که سرعت واکنش آهسته است ، حجم راکتور بزرگ است و منبع کربن برای آموکس بی هوازی نامطلوب است ، که برای حل فاضلاب نیتروژن آمونیاک با تخریب پذیری ضعیف از اهمیت عملی برخوردار است.

4. فرآیند حذف و جذب و جذب نیتروژن

① روش جداسازی غشای

روش جداسازی غشای استفاده از نفوذپذیری انتخابی غشای برای جدا کردن انتخابی اجزای موجود در مایع است ، به منظور دستیابی به هدف حذف نیتروژن آمونیاک. از جمله اسموز معکوس ، نانوالنتراسیون ، غشای deammoniating و الکترودیالیز. عوامل مؤثر بر جداسازی غشای عبارتند از: خصوصیات غشای ، فشار یا ولتاژ ، مقدار pH ، دما و غلظت نیتروژن آمونیاک.

با توجه به کیفیت آب فاضلاب نیتروژن آمونیاک تخلیه شده توسط ذوب آهن نادر زمین ، آزمایش اسمز معکوس با فاضلاب شبیه سازی شده NH4C1 و NACI انجام شد. مشخص شد که در همان شرایط ، اسمز معکوس میزان حذف بالاتری از NACI دارد ، در حالی که NHCL میزان تولید آب بالاتری دارد. میزان حذف NH4C1 پس از تصفیه اسمز معکوس 77.3 ٪ است ، که می تواند به عنوان پیش تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک استفاده شود. فناوری اسمز معکوس می تواند باعث صرفه جویی در انرژی ، پایداری حرارتی خوب ، اما مقاومت به کلر ، مقاومت در برابر آلودگی ضعیف است.

از یک فرآیند جداسازی غشای بیوشیمیایی برای درمان شستشوی محل دفن زباله استفاده شد ، به طوری که 90 ~ 90 ٪ از مایع نفوذ پذیر طبق استاندارد تخلیه شد و تنها 0 ٪ ~ 15 ٪ از مایع فاضلاب غلیظ و گل به مخزن زباله بازگردانده شد. Ozturki و همکاران. با استفاده از غشای نانوفیلتراسیون ، محل دفن دفن زباله اودری در ترکیه را درمان کرد و میزان حذف نیتروژن آمونیاک حدود 72 ٪ بود. غشای نانوفیلتراسیون نیاز به فشار کمتری نسبت به غشای اسمز معکوس دارد ، که به راحتی قابل استفاده است.

از سیستم غشای ریخته شده آمونیاک به طور کلی در تصفیه فاضلاب با نیتروژن آمونیاک بالا استفاده می شود. نیتروژن آمونیاک موجود در آب دارای تعادل زیر است: NH4- +OH- = NH3 +H2O در حال کار ، فاضلاب حاوی آمونیاک در پوسته ماژول غشایی جریان می یابد و مایع اسید جذب کننده در لوله ماژول غشای جریان می یابد. هنگامی که pH فاضلاب افزایش می یابد یا درجه حرارت افزایش می یابد ، تعادل به سمت راست تغییر می کند و یون آمونیوم NH4- به NH3 گازی آزاد تبدیل می شود. در این زمان ، NH3 گازی می تواند از طریق میکروپورهای موجود در سطح فیبر توخالی ، که توسط محلول اسید جذب می شود ، وارد فاز مایع جذب اسید در لوله از فاز فاضلاب موجود در پوسته شود و بلافاصله NH4- یونی شود. pH فاضلاب را بالاتر از 10 و دمای بالاتر از 35 درجه سانتیگراد (زیر 50 درجه سانتیگراد) نگه دارید ، به طوری که NH4 در مرحله فاضلاب به طور مداوم NH3 به مهاجرت فاز مایع جذب می شود. در نتیجه ، غلظت نیتروژن آمونیاک در سمت فاضلاب به طور مداوم کاهش می یابد. فاز مایع جذب اسید ، زیرا فقط اسید و NH4 وجود دارد ، یک نمک آمونیوم بسیار خالص تشکیل می دهد و پس از گردش مداوم به غلظت خاصی می رسد که می تواند بازیافت شود. از یک طرف ، استفاده از این فناوری می تواند میزان حذف نیتروژن آمونیاک را در فاضلاب تا حد زیادی بهبود بخشد و از طرف دیگر می تواند کل هزینه عملیاتی سیستم تصفیه فاضلاب را کاهش دهد.

روش الکتریکی

الکترودیالیز با استفاده از ولتاژ بین جفت های غشایی ، روش از بین بردن مواد جامد حل شده از محلول های آبی است. تحت عمل ولتاژ ، یونهای آمونیاک و سایر یونهای موجود در فاضلاب آمونیاک-نیتروژن از طریق غشای موجود در آب غلیظ حاوی آمونیاک غنی می شوند تا به هدف حذف برسند.

از روش الکترودیالیز برای تصفیه فاضلاب معدنی با غلظت بالای نیتروژن آمونیاک استفاده شد و نتایج خوبی به دست آورد. برای فاضلاب نیتروژن آمونیاک 2000-3000 میلی گرم در لیتر ، میزان حذف نیتروژن آمونیاک می تواند بیش از 85 ٪ باشد و آب آمونیاک غلیظ را می توان 8.9 ٪ بدست آورد. میزان برق مصرف شده در حین کار با الکترودیالیز متناسب با میزان نیتروژن آمونیاک در فاضلاب است. تصفیه الکترودیالیز فاضلاب با مقدار pH ، دما و فشار محدود نمی شود و کار آن آسان است.

مزایای جداسازی غشای ، بهبودی زیاد نیتروژن آمونیاک ، عملکرد ساده ، اثر درمانی پایدار و بدون آلودگی ثانویه است. با این حال ، در تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت بالا ، به جز غشای deammoniated ، سایر غشاها به راحتی مقیاس و گرفتگی می کنند و بازسازی و شستشوی پشت مکرر است و هزینه درمان را افزایش می دهد. بنابراین ، این روش برای پیش درمانی یا فاضلاب نیتروژن آمونیاک کمتری مناسب تر است.

③ روش تبادل یونی

روش تبادل یون روشی برای از بین بردن نیتروژن آمونیاک از فاضلاب با استفاده از موادی با جذب انتخابی قوی یون های آمونیاک است. مواد جذب متداول استفاده می شوند کربن ، زئولیت ، مونتموریلونیت و رزین تبادل هستند. زئولیت نوعی سیلیکو آلومینات با ساختار فضایی سه بعدی ، ساختار منافذ منظم و سوراخ ها است ، که در میان آنها از ظرفیت جذب انتخابی قوی برای یون های آمونیاک و قیمت پایین برخوردار است ، بنابراین معمولاً به عنوان ماده جذب برای ضایعات نیتروژن در مهندسی استفاده می شود. عوامل مؤثر بر اثر درمان کلیننوپتیلولیت شامل اندازه ذرات ، غلظت نیتروژن آمونیاک تأثیرگذار ، زمان تماس ، مقدار pH و غیره است.

اثر جذب زئولیت بر نیتروژن آمونیاک آشکار است و به دنبال آن Ranite و تأثیر خاک و سرامیزیت ضعیف است. راه اصلی برای از بین بردن نیتروژن آمونیاک از زئولیت ، تبادل یون است و اثر جذب فیزیکی بسیار اندک است. اثر تبادل یونی سرامیت ، خاک و رانیت مشابه اثر جذب فیزیکی است. ظرفیت جذب چهار پرکننده با افزایش دما در محدوده 15-35 ℃ کاهش یافته و با افزایش مقدار pH در محدوده 3-9 افزایش یافته است. تعادل جذب پس از نوسانات 6 ساعت به دست آمد.

امکان از بین بردن نیتروژن آمونیاک از محل دفن زباله با جذب زئولیت مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان می دهد که هر گرم زئولیت دارای پتانسیل جذب محدود 15.5 میلی گرم نیتروژن آمونیاک است ، هنگامی که اندازه ذرات زئولیت 30-16 مش است ، میزان حذف نیتروژن آمونیاک به 78.5 ٪ می رسد ، و در همان زمان جذب ، دوز و اندازه ذرات زاویه ای بالاتر از آن تأثیر می گذارد. امکان پذیر برای زئولیت به عنوان جاذب برای از بین بردن نیتروژن آمونیاک از شستشو. در عین حال ، خاطرنشان می شود که میزان جذب نیتروژن آمونیاک توسط زئولیت کم است و رسیدن به زئولیت برای دستیابی به ظرفیت جذب اشباع در عملکرد عملی دشوار است.

اثر حذف بستر زئولیت بیولوژیکی بر نیتروژن ، COD و سایر آلاینده ها در فاضلاب شبیه سازی شده روستا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که میزان حذف نیتروژن آمونیاک توسط بستر زئولیت بیولوژیکی بیش از 95 ٪ است و حذف نیتروژن نیترات تا حد زیادی تحت تأثیر زمان اقامت هیدرولیک قرار دارد.

روش تبادل یونی مزایای سرمایه گذاری کوچک ، فرآیند ساده ، عملکرد مناسب ، عدم حساسیت به سم و دما و استفاده مجدد از زئولیت را با بازسازی دارد. با این حال ، هنگام تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاک با غلظت بالا ، بازسازی مکرر است ، که باعث ناراحتی در این عمل می شود ، بنابراین باید با سایر روشهای تصفیه نیتروژن آمونیاک ترکیب شود ، یا برای درمان ضایعات نیتروژن آمونیاک کمتری استفاده شود.

عمده فروشی 4A تولید کننده و تأمین کننده زئولیت | Everbright (cnchemist.com)