1.Apakah ammonia nitrogen?
Nitrogen ammonia merujuk kepada ammonia dalam bentuk ammonia bebas (atau ammonia bukan ionik, NH3) atau ammonia ionik (NH4+).pH yang lebih tinggi dan kadar ammonia bebas yang lebih tinggi;Sebaliknya, perkadaran garam ammonium adalah tinggi.
Nitrogen ammonia ialah nutrien dalam air, yang boleh membawa kepada eutrofikasi air, dan merupakan bahan pencemar utama yang memakan oksigen dalam air, yang toksik kepada ikan dan beberapa organisma akuatik.
Kesan berbahaya utama nitrogen ammonia pada organisma akuatik ialah ammonia bebas, yang ketoksikannya berpuluh-puluh kali ganda lebih besar daripada garam ammonium, dan meningkat dengan peningkatan kealkalian.Ketoksikan nitrogen ammonia berkait rapat dengan nilai pH dan suhu air air kolam, secara amnya, semakin tinggi nilai pH dan suhu air, semakin kuat ketoksikannya.
Dua kaedah kolorimetrik sensitiviti anggaran yang biasa digunakan untuk menentukan ammonia ialah kaedah reagen Nessler klasik dan kaedah fenol-hipoklorit.Titrasi dan kaedah elektrik juga biasa digunakan untuk menentukan ammonia;Apabila kandungan nitrogen ammonia tinggi, kaedah pentitratan penyulingan juga boleh digunakan.(Standard nasional termasuk kaedah reagen Nath, spektrofotometri asid salisilik, kaedah penyulingan – pentitratan)
2. Proses penyingkiran nitrogen fizikal dan kimia
① Kaedah pemendakan kimia
Kaedah pemendakan kimia, juga dikenali sebagai kaedah pemendakan MAP, adalah untuk menambah magnesium dan asid fosforik atau hidrogen fosfat kepada air sisa yang mengandungi nitrogen ammonia, supaya NH4+ dalam air sisa bertindak balas dengan Mg+ dan PO4- dalam larutan akueus untuk menghasilkan pemendakan ammonium magnesium fosfat. , formula molekul ialah MgNH4P04.6H20, untuk mencapai tujuan penyingkiran nitrogen ammonia.Magnesium ammonium fosfat, biasanya dikenali sebagai struvite, boleh digunakan sebagai kompos, bahan tambahan tanah atau kalis api untuk membina produk struktur.Persamaan tindak balas adalah seperti berikut:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Faktor utama yang mempengaruhi kesan rawatan pemendakan kimia ialah nilai pH, suhu, kepekatan nitrogen ammonia dan nisbah molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Keputusan menunjukkan bahawa apabila nilai pH ialah 10 dan nisbah molar magnesium, nitrogen dan fosforus ialah 1.2:1:1.2, kesan rawatan adalah lebih baik.
Menggunakan magnesium klorida dan disodium hidrogen fosfat sebagai agen pemendakan, keputusan menunjukkan bahawa kesan rawatan adalah lebih baik apabila nilai pH ialah 9.5 dan nisbah molar magnesium, nitrogen dan fosforus ialah 1.2:1:1.
Keputusan menunjukkan bahawa MgC12+Na3PO4.12H20 lebih unggul daripada kombinasi agen pemendakan lain.Apabila nilai pH ialah 10.0, suhu ialah 30℃, n(Mg+) : n(NH4+): n(P04-)= 1:1:1, kepekatan jisim ammonia nitrogen dalam air sisa selepas dikacau selama 30min berkurangan daripada 222mg/L sebelum rawatan kepada 17mg/L, dan kadar penyingkiran ialah 92.3%.
Kaedah pemendakan kimia dan kaedah membran cecair telah digabungkan untuk rawatan air sisa nitrogen ammonia industri berkepekatan tinggi.Di bawah syarat pengoptimuman proses pemendakan, kadar penyingkiran nitrogen ammonia mencapai 98.1%, dan kemudian rawatan lanjut dengan kaedah filem cecair mengurangkan kepekatan nitrogen ammonia kepada 0.005g/L, mencapai standard pelepasan kelas pertama negara.
Kesan penyingkiran ion logam divalen (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) selain Mg+ ke atas nitrogen ammonia di bawah tindakan fosfat telah disiasat.Proses baharu pemendakan CaSO4-MAP telah dicadangkan untuk air sisa ammonium sulfat.Keputusan menunjukkan bahawa pengawal selia NaOH tradisional boleh digantikan dengan kapur.
Kelebihan kaedah pemendakan kimia ialah apabila kepekatan air sisa nitrogen ammonia adalah tinggi, penggunaan kaedah lain adalah terhad, seperti kaedah biologi, kaedah pengklorinan titik pecah, kaedah pemisahan membran, kaedah pertukaran ion, dll. Pada masa ini, kaedah pemendakan kimia boleh digunakan untuk pra-rawatan.Kecekapan penyingkiran kaedah pemendakan kimia adalah lebih baik, dan ia tidak terhad oleh suhu, dan operasinya mudah.Enap cemar yang mengandungi magnesium ammonium fosfat boleh digunakan sebagai baja komposit untuk merealisasikan penggunaan sisa, sekali gus mengimbangi sebahagian daripada kos;Jika ia boleh digabungkan dengan beberapa perusahaan perindustrian yang menghasilkan air sisa fosfat dan perusahaan yang menghasilkan air garam garam, ia boleh menjimatkan kos farmaseutikal dan memudahkan penggunaan berskala besar.
Kelemahan kaedah pemendakan kimia ialah disebabkan oleh sekatan produk keterlarutan ammonium magnesium fosfat, selepas nitrogen ammonia dalam air sisa mencapai kepekatan tertentu, kesan penyingkiran tidak jelas dan kos input meningkat dengan banyak.Oleh itu, kaedah pemendakan kimia harus digunakan dalam kombinasi dengan kaedah lain yang sesuai untuk rawatan lanjutan.Jumlah reagen yang digunakan adalah besar, enap cemar yang dihasilkan adalah besar, dan kos rawatan adalah tinggi.Pengenalan ion klorida dan sisa fosforus semasa dos bahan kimia boleh menyebabkan pencemaran sekunder dengan mudah.
Pengeluar dan Pembekal Aluminium Sulfat Borong |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Borong Dibasic Sodium Phosphate Pengeluar dan Pembekal |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②kaedah blow off
Penyingkiran nitrogen ammonia dengan kaedah meniup adalah untuk menyesuaikan nilai pH kepada alkali, supaya ion ammonia dalam air sisa ditukar kepada ammonia, supaya ia wujud terutamanya dalam bentuk ammonia bebas, dan kemudian ammonia bebas dikeluarkan. daripada air sisa melalui gas pembawa, untuk mencapai tujuan penyingkiran nitrogen ammonia.Faktor utama yang mempengaruhi kecekapan tiupan ialah nilai pH, suhu, nisbah gas-cecair, kadar aliran gas, kepekatan awal dan sebagainya.Pada masa ini, kaedah blow-off digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa dengan kepekatan tinggi nitrogen ammonia.
Penyingkiran nitrogen ammonia daripada larut resapan dengan kaedah blow-off telah dikaji.Didapati bahawa faktor utama yang mengawal kecekapan blow-off ialah suhu, nisbah gas-cecair dan nilai pH.Apabila suhu air lebih besar daripada 2590, nisbah gas-cecair adalah kira-kira 3500, dan pH adalah kira-kira 10.5, kadar penyingkiran boleh mencapai lebih daripada 90% untuk larut lesap tapak pelupusan dengan kepekatan nitrogen ammonia setinggi 2000-4000mg/ L.Keputusan menunjukkan bahawa apabila pH=11.5, suhu pelucutan ialah 80cC dan masa pelucutan ialah 120min, kadar penyingkiran nitrogen ammonia dalam air sisa boleh mencapai 99.2%.
Kecekapan hembusan air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi telah dijalankan oleh menara tiupan arus berlawanan.Keputusan menunjukkan bahawa kecekapan blowing-off meningkat dengan peningkatan nilai pH.Semakin besar nisbah gas-cecair, semakin besar daya penggerak pemindahan jisim pelucutan ammonia, dan kecekapan pelucutan juga meningkat.
Penyingkiran nitrogen ammonia dengan kaedah meniup adalah berkesan, mudah dikendalikan dan mudah dikawal.Nitrogen ammonia yang ditiup boleh digunakan sebagai penyerap dengan asid sulfurik, dan wang asid sulfurik yang dihasilkan boleh digunakan sebagai baja.Kaedah blow-off ialah teknologi yang biasa digunakan untuk penyingkiran nitrogen fizikal dan kimia pada masa ini.Walau bagaimanapun, kaedah blow-off mempunyai beberapa kelemahan, seperti penskalaan yang kerap di menara blow-off, kecekapan penyingkiran nitrogen ammonia rendah pada suhu rendah, dan pencemaran sekunder yang disebabkan oleh gas blow-off.Kaedah semburan biasanya digabungkan dengan kaedah rawatan air sisa nitrogen ammonia yang lain untuk prarawat air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi.
③Pengklorinan titik putus
Mekanisme penyingkiran ammonia melalui pengklorinan titik putus ialah gas klorin bertindak balas dengan ammonia untuk menghasilkan gas nitrogen yang tidak berbahaya, dan N2 terlepas ke atmosfera, menjadikan sumber tindak balas terus ke kanan.Formula tindak balas ialah:
HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)
Apabila gas klorin dipindahkan ke dalam air sisa ke titik tertentu, kandungan klorin bebas di dalam air adalah rendah, dan kepekatan ammonia adalah sifar.Apabila jumlah gas klorin melepasi titik, jumlah klorin bebas di dalam air akan meningkat, oleh itu, titik itu dipanggil titik pecah, dan pengklorinan dalam keadaan ini dipanggil pengklorinan titik pecah.
Kaedah pengklorinan titik pecah digunakan untuk merawat air sisa penggerudian selepas peniupan nitrogen ammonia, dan kesan rawatan dipengaruhi secara langsung oleh proses peniupan nitrogen ammonia prarawatan.Apabila 70% nitrogen ammonia dalam air buangan dikeluarkan melalui proses meniup dan kemudian dirawat dengan pengklorinan takat pecah, kepekatan jisim ammonia nitrogen dalam efluen adalah kurang daripada 15mg/L.Zhang Shengli et al.mengambil simulasi air sisa nitrogen ammonia dengan kepekatan jisim 100mg/L sebagai objek kajian, dan hasil kajian menunjukkan bahawa faktor utama dan sekunder yang mempengaruhi penyingkiran nitrogen ammonia melalui pengoksidaan natrium hipoklorit ialah nisbah kuantiti klorin kepada nitrogen ammonia, masa tindak balas, dan nilai pH.
Kaedah pengklorinan titik pecah mempunyai kecekapan penyingkiran nitrogen yang tinggi, kadar penyingkiran boleh mencapai 100%, dan kepekatan ammonia dalam air sisa boleh dikurangkan kepada sifar.Kesannya stabil dan tidak terjejas oleh suhu;Kurang peralatan pelaburan, tindak balas yang cepat dan lengkap;Ia mempunyai kesan pensterilan dan pembasmian kuman pada badan air.Skop penggunaan kaedah pengklorinan titik pecah ialah kepekatan air sisa nitrogen ammonia adalah kurang daripada 40mg/L, jadi kaedah pengklorinan titik pecah kebanyakannya digunakan untuk rawatan lanjutan air sisa nitrogen ammonia.Keperluan penggunaan dan penyimpanan yang selamat adalah tinggi, kos rawatan adalah tinggi, dan produk sampingan chloramines dan organik berklorin akan menyebabkan pencemaran sekunder.
④kaedah pengoksidaan bermangkin
Kaedah pengoksidaan pemangkin adalah melalui tindakan pemangkin, di bawah suhu dan tekanan tertentu, melalui pengoksidaan udara, bahan organik dan ammonia dalam kumbahan boleh teroksida dan terurai menjadi bahan tidak berbahaya seperti CO2, N2 dan H2O, untuk mencapai tujuan penulenan.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kesan pengoksidaan pemangkin ialah ciri mangkin, suhu, masa tindak balas, nilai pH, kepekatan nitrogen ammonia, tekanan, keamatan kacau dan sebagainya.
Proses degradasi nitrogen ammonia berozon telah dikaji.Keputusan menunjukkan bahawa apabila nilai pH meningkat, sejenis radikal H O dengan keupayaan pengoksidaan yang kuat dihasilkan, dan kadar pengoksidaan dipercepatkan dengan ketara.Kajian menunjukkan bahawa ozon boleh mengoksidakan nitrogen ammonia kepada nitrit dan nitrit kepada nitrat.Kepekatan nitrogen ammonia dalam air berkurangan dengan peningkatan masa, dan kadar penyingkiran nitrogen ammonia adalah kira-kira 82%.CuO-Mn02-Ce02 digunakan sebagai pemangkin komposit untuk merawat air sisa nitrogen ammonia.Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa aktiviti pengoksidaan pemangkin komposit yang baru disediakan telah bertambah baik dengan ketara, dan keadaan proses yang sesuai ialah 255 ℃, 4.2MPa dan pH=10.8.Dalam rawatan air sisa nitrogen ammonia dengan kepekatan awal 1023mg/L, kadar penyingkiran nitrogen ammonia boleh mencapai 98% dalam masa 150min, mencapai standard pelepasan menengah kebangsaan (50mg/L).
Prestasi pemangkin zeolit disokong fotomangkin TiO2 telah disiasat dengan mengkaji kadar degradasi nitrogen ammonia dalam larutan asid sulfurik.Keputusan menunjukkan bahawa dos optimum fotomangkin Ti02/ zeolit ialah 1.5g/L dan masa tindak balas ialah 4j di bawah penyinaran ultraungu.Kadar penyingkiran nitrogen ammonia daripada air sisa boleh mencapai 98.92%.Kesan penyingkiran besi tinggi dan nano-chin dioksida di bawah cahaya ultraviolet pada fenol dan nitrogen ammonia telah dikaji.Keputusan menunjukkan bahawa kadar penyingkiran nitrogen ammonia ialah 97.5% apabila pH=9.0 digunakan pada larutan nitrogen ammonia dengan kepekatan 50mg/L, iaitu 7.8% dan 22.5% lebih tinggi daripada besi tinggi atau Chine dioksida sahaja.
Kaedah pengoksidaan pemangkin mempunyai kelebihan kecekapan penulenan tinggi, proses mudah, kawasan bawah kecil, dan lain-lain, dan sering digunakan untuk merawat air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi.Kesukaran aplikasi adalah bagaimana untuk mengelakkan kehilangan pemangkin dan perlindungan kakisan peralatan.
⑤ kaedah pengoksidaan elektrokimia
Kaedah pengoksidaan elektrokimia merujuk kepada kaedah penyingkiran bahan pencemar dalam air dengan menggunakan elektrooksidasi dengan aktiviti pemangkin.Faktor yang mempengaruhi ialah ketumpatan arus, kadar aliran masuk, masa keluar dan masa penyelesaian titik.
Pengoksidaan elektrokimia air sisa ammonia-nitrogen dalam sel elektrolitik aliran beredar telah dikaji, di mana positif ialah elektrik rangkaian Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 dan negatif ialah elektrik rangkaian Ti.Keputusan menunjukkan bahawa apabila kepekatan ion klorida ialah 400mg/L, kepekatan nitrogen ammonia awal ialah 40mg/L, kadar aliran influen ialah 600mL/min, ketumpatan arus ialah 20mA/cm, dan masa elektrolitik ialah 90min, ammonia. kadar penyingkiran nitrogen ialah 99.37%.Ia menunjukkan bahawa pengoksidaan elektrolitik air sisa ammonia-nitrogen mempunyai prospek aplikasi yang baik.
3. Proses penyingkiran nitrogen biokimia
①keseluruhan nitrifikasi dan denitrifikasi
Nitrifikasi dan denitrifikasi keseluruhan proses adalah sejenis kaedah biologi yang telah digunakan secara meluas untuk masa yang lama pada masa ini.Ia menukarkan nitrogen ammonia dalam air sisa kepada nitrogen melalui satu siri tindak balas seperti nitrifikasi dan denitrifikasi di bawah tindakan pelbagai mikroorganisma, untuk mencapai tujuan rawatan air sisa.Proses nitrifikasi dan denitrifikasi untuk mengeluarkan nitrogen ammonia perlu melalui dua peringkat:
Tindak balas nitrifikasi: Tindak balas nitrifikasi diselesaikan oleh mikroorganisma autotrof aerobik.Dalam keadaan aerobik, nitrogen tak organik digunakan sebagai sumber nitrogen untuk menukar NH4+ kepada NO2-, dan kemudiannya dioksidakan kepada NO3-.Proses nitrifikasi boleh dibahagikan kepada dua peringkat.Pada peringkat kedua, nitrit ditukar kepada nitrat (NO3-) oleh bakteria nitrifikasi, dan nitrit ditukar kepada nitrat (NO3-) oleh bakteria nitrifikasi.
Tindak balas denitrifikasi: Tindak balas denitrifikasi ialah proses di mana bakteria denitrifikasi mengurangkan nitrogen nitrit dan nitrogen nitrat kepada nitrogen gas (N2) dalam keadaan hipoksia.Bakteria denitrifikasi ialah mikroorganisma heterotrofik, kebanyakannya tergolong dalam bakteria amfitik.Dalam keadaan hipoksia, mereka menggunakan oksigen dalam nitrat sebagai penerima elektron dan bahan organik (komponen BOD dalam kumbahan) sebagai penderma elektron untuk membekalkan tenaga dan teroksida dan stabil.
Keseluruhan proses nitrifikasi dan aplikasi kejuruteraan denitrifikasi terutamanya termasuk AO, A2O, parit pengoksidaan, dll., yang merupakan kaedah yang lebih matang digunakan dalam industri penyingkiran nitrogen biologi.
Keseluruhan kaedah nitrifikasi dan denitrifikasi mempunyai kelebihan kesan stabil, operasi mudah, tiada pencemaran sekunder dan kos rendah.Kaedah ini juga mempunyai beberapa kelemahan, seperti sumber karbon mesti ditambah apabila nisbah C/N dalam air sisa rendah, keperluan suhu agak ketat, kecekapan rendah pada suhu rendah, kawasannya besar, permintaan oksigen adalah besar, dan beberapa bahan berbahaya seperti ion logam berat mempunyai kesan menekan pada mikroorganisma, yang perlu dikeluarkan sebelum kaedah biologi dijalankan.Selain itu, kepekatan nitrogen ammonia yang tinggi dalam air sisa juga mempunyai kesan perencatan terhadap proses nitrifikasi.Oleh itu, prarawatan hendaklah dijalankan sebelum rawatan air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi supaya kepekatan air sisa nitrogen ammonia adalah kurang daripada 500mg/L.Kaedah biologi tradisional sesuai untuk rawatan air sisa nitrogen ammonia berkepekatan rendah yang mengandungi bahan organik, seperti kumbahan domestik, air sisa kimia, dll.
②Nitrifikasi dan denitrifikasi serentak (SND)
Apabila nitrifikasi dan denitrifikasi dijalankan bersama dalam reaktor yang sama, ia dipanggil denitrifikasi pencernaan serentak (SND).Oksigen terlarut dalam air sisa dihadkan oleh kadar resapan untuk menghasilkan kecerunan oksigen terlarut dalam kawasan persekitaran mikro pada flok mikrob atau biofilm, yang menjadikan kecerunan oksigen terlarut pada permukaan luar flok mikrob atau biofilm kondusif untuk pertumbuhan dan pembiakan. bakteria nitrifikasi aerobik dan bakteria ammoniasi.Semakin dalam ke dalam flok atau membran, semakin rendah kepekatan oksigen terlarut, mengakibatkan zon anoksik di mana bakteria denitrifikasi mendominasi.Dengan itu membentuk proses pencernaan dan denitrifikasi serentak.Faktor-faktor yang mempengaruhi penghadaman dan denitrifikasi serentak ialah nilai PH, suhu, kealkalian, sumber karbon organik, oksigen terlarut dan umur enapcemar.
Nitrifikasi/denitrifikasi serentak wujud dalam parit pengoksidaan Carrousel, dan kepekatan oksigen terlarut antara pendesak berudara dalam parit pengoksidaan Carrousel berkurangan secara beransur-ansur, dan oksigen terlarut di bahagian bawah parit pengoksidaan Carrousel adalah lebih rendah daripada di bahagian atas. .Kadar pembentukan dan penggunaan nitrogen nitrat dalam setiap bahagian saluran adalah hampir sama, dan kepekatan nitrogen ammonia dalam saluran sentiasa sangat rendah, yang menunjukkan bahawa tindak balas nitrifikasi dan denitrifikasi berlaku serentak dalam saluran pengoksidaan Carrousel.
Kajian mengenai rawatan kumbahan domestik menunjukkan bahawa semakin tinggi CODCr, semakin lengkap denitrifikasi dan semakin baik penyingkiran TN.Kesan oksigen terlarut pada nitrifikasi dan denitrifikasi serentak adalah hebat.Apabila oksigen terlarut dikawal pada 0.5~2mg/L, jumlah kesan penyingkiran nitrogen adalah baik.Pada masa yang sama, kaedah nitrifikasi dan denitrifikasi menjimatkan reaktor, memendekkan masa tindak balas, mempunyai penggunaan tenaga yang rendah, menjimatkan pelaburan, dan mudah untuk mengekalkan nilai pH yang stabil.
③Pencernaan dan denitrifikasi jarak dekat
Dalam reaktor yang sama, bakteria pengoksida ammonia digunakan untuk mengoksidakan ammonia kepada nitrit di bawah keadaan aerobik, dan kemudian nitrit didenitrifikasi secara langsung untuk menghasilkan nitrogen dengan bahan organik atau sumber karbon luaran sebagai penderma elektron di bawah keadaan hipoksia.Faktor pengaruh nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat ialah suhu, ammonia bebas, nilai pH dan oksigen terlarut.
Kesan suhu ke atas nitrifikasi jarak dekat kumbahan perbandaran tanpa air laut dan kumbahan perbandaran dengan 30% air laut.Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa: untuk kumbahan perbandaran tanpa air laut, peningkatan suhu adalah kondusif untuk mencapai nitrifikasi jarak dekat.Apabila perkadaran air laut dalam kumbahan domestik ialah 30%, nitrifikasi jarak dekat boleh dicapai dengan lebih baik di bawah keadaan suhu sederhana.Universiti Teknologi Delft membangunkan proses SHARON, penggunaan suhu tinggi (kira-kira 30-4090) adalah kondusif untuk pembiakan bakteria nitrit, supaya bakteria nitrit kehilangan persaingan, manakala dengan mengawal umur enapcemar untuk menghapuskan bakteria nitrit, jadi bahawa tindak balas nitrifikasi dalam peringkat nitrit.
Berdasarkan perbezaan pertalian oksigen antara bakteria nitrit dan bakteria nitrit, Makmal Ekologi Mikrob Gent membangunkan proses OLAND untuk mencapai pengumpulan nitrogen nitrit dengan mengawal oksigen terlarut untuk menghapuskan bakteria nitrit.
Keputusan ujian rintis rawatan air sisa kok secara nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat menunjukkan bahawa apabila kepekatan COD, nitrogen ammonia, TN dan fenol influen ialah 1201.6,510.4,540.1 dan 110.4mg/L, purata COD efluen, nitrogen ammonia. ,TN dan kepekatan fenol ialah 197.1,14.2,181.5 dan 0.4mg/L, masing-masing.Kadar penyingkiran yang sepadan adalah 83.6%, 97.2%, 66.4% dan 99.6%, masing-masing.
Proses nitrifikasi dan denitrifikasi jarak pendek tidak melalui peringkat nitrat, menjimatkan sumber karbon yang diperlukan untuk penyingkiran nitrogen biologi.Ia mempunyai kelebihan tertentu untuk air sisa nitrogen ammonia dengan nisbah C/N yang rendah.Nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat mempunyai kelebihan kurang enapcemar, masa tindak balas yang singkat dan menjimatkan volum reaktor.Walau bagaimanapun, nitrifikasi dan denitrifikasi jarak dekat memerlukan pengumpulan nitrit yang stabil dan berkekalan, jadi cara berkesan menghalang aktiviti bakteria nitrifikasi menjadi kunci.
④ Pengoksidaan ammonia anaerobik
Pengoksidaan anaerobik ialah proses pengoksidaan terus ammonia nitrogen kepada nitrogen oleh bakteria autotrof di bawah keadaan hipoksia, dengan nitrogen nitrus atau nitrogen nitrus sebagai penerima elektron.
Kesan suhu dan PH pada aktiviti biologi anammoX telah dikaji.Keputusan menunjukkan suhu tindak balas optimum ialah 30 ℃ dan nilai pH ialah 7.8.Kebolehlaksanaan reaktor ammoX anaerobik untuk merawat kemasinan tinggi dan air sisa nitrogen berkepekatan tinggi telah dikaji.Keputusan menunjukkan bahawa kemasinan yang tinggi secara signifikan menghalang aktiviti anammoX, dan perencatan ini boleh diterbalikkan.Aktiviti ammox anaerobik bagi enap cemar tidak teraklimat adalah 67.5% lebih rendah daripada enap cemar kawalan di bawah kemasinan 30g.L-1(NaC1).Aktiviti anammoX bagi enap cemar disesuaikan adalah 45.1% lebih rendah daripada kawalan.Apabila enap cemar disesuaikan dipindahkan dari persekitaran kemasinan tinggi ke persekitaran kemasinan rendah (tiada air garam), aktiviti ammoX anaerobik meningkat sebanyak 43.1%.Walau bagaimanapun, reaktor terdedah kepada penurunan fungsi apabila ia berjalan dalam kemasinan yang tinggi untuk jangka masa yang lama.
Berbanding dengan proses biologi tradisional, ammoX anaerobik ialah teknologi penyingkiran nitrogen biologi yang lebih menjimatkan tanpa sumber karbon tambahan, permintaan oksigen yang rendah, tidak memerlukan reagen untuk meneutralkan, dan kurang pengeluaran enapcemar.Kelemahan ammox anaerobik ialah kelajuan tindak balas adalah perlahan, isipadu reaktor adalah besar, dan sumber karbon tidak menguntungkan amMOX anaerobik, yang mempunyai kepentingan praktikal untuk menyelesaikan air sisa nitrogen ammonia dengan kebolehbiodegradan yang lemah.
4. proses penyingkiran nitrogen pengasingan dan penjerapan
① kaedah pemisahan membran
Kaedah pemisahan membran adalah menggunakan kebolehtelapan terpilih membran untuk memisahkan komponen secara selektif dalam cecair, untuk mencapai tujuan penyingkiran nitrogen ammonia.Termasuk osmosis songsang, penapisan nano, membran penyahmonian dan elektrodialisis.Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan membran ialah ciri-ciri membran, tekanan atau voltan, nilai pH, suhu dan kepekatan nitrogen ammonia.
Mengikut kualiti air air sisa ammonia nitrogen yang dilepaskan oleh peleburan nadir bumi, eksperimen osmosis songsang telah dijalankan dengan air sisa simulasi NH4C1 dan NaCI.Didapati bahawa dalam keadaan yang sama, osmosis songsang mempunyai kadar penyingkiran NaCI yang lebih tinggi, manakala NHCL mempunyai kadar pengeluaran air yang lebih tinggi.Kadar penyingkiran NH4C1 ialah 77.3% selepas rawatan osmosis songsang, yang boleh digunakan sebagai prarawatan air sisa nitrogen ammonia.Teknologi osmosis songsang boleh menjimatkan tenaga, kestabilan haba yang baik, tetapi rintangan klorin, rintangan pencemaran adalah lemah.
Proses pengasingan membran penapisan nano biokimia telah digunakan untuk merawat larut resapan tapak pelupusan, supaya 85%~90% daripada cecair telap dilepaskan mengikut piawaian, dan hanya 0%~15% daripada cecair kumbahan pekat dan lumpur dikembalikan ke tong sampah.Ozturki et al.merawat larut lesap Odayeri di Turki dengan membran penapisan nano, dan kadar penyingkiran nitrogen ammonia adalah kira-kira 72%.Membran penapisan nano memerlukan tekanan yang lebih rendah daripada membran osmosis terbalik, mudah dikendalikan.
Sistem membran penyingkiran ammonia biasanya digunakan dalam rawatan air sisa dengan nitrogen ammonia yang tinggi.Nitrogen ammonia dalam air mempunyai keseimbangan berikut: NH4- +OH-= NH3+H2O sedang beroperasi, air sisa yang mengandungi ammonia mengalir dalam cangkang modul membran, dan cecair penyerap asid mengalir dalam paip membran. modul.Apabila PH air sisa meningkat atau suhu meningkat, keseimbangan akan beralih ke kanan, dan ion ammonium NH4- menjadi gas bebas NH3.Pada masa ini, gas NH3 boleh memasuki fasa cecair penyerapan asid dalam paip dari fasa air sisa dalam cangkerang melalui mikropori pada permukaan gentian berongga, yang diserap oleh larutan asid dan serta-merta menjadi ionik NH4-.Pastikan PH air sisa melebihi 10, dan suhu di atas 35 ° C (di bawah 50 ° C), supaya NH4 dalam fasa air sisa akan terus menjadi NH3 kepada migrasi fasa cecair penyerapan.Akibatnya, kepekatan nitrogen ammonia di bahagian air sisa menurun secara berterusan.Fasa cecair penyerapan asid, kerana hanya terdapat asid dan NH4-, membentuk garam ammonium yang sangat tulen, dan mencapai kepekatan tertentu selepas peredaran berterusan, yang boleh dikitar semula.Di satu pihak, penggunaan teknologi ini dapat meningkatkan kadar penyingkiran nitrogen ammonia dalam air sisa, dan sebaliknya, ia dapat mengurangkan jumlah kos operasi sistem rawatan air sisa.
②kaedah elektrodialisis
Elektrodialisis ialah kaedah untuk mengeluarkan pepejal terlarut daripada larutan akueus dengan menggunakan voltan antara pasangan membran.Di bawah tindakan voltan, ion ammonia dan ion lain dalam air sisa ammonia-nitrogen diperkaya melalui membran dalam air pekat yang mengandungi ammonia, untuk mencapai tujuan penyingkiran.
Kaedah elektrodialisis digunakan untuk merawat air sisa tak organik dengan kepekatan tinggi nitrogen ammonia dan mencapai hasil yang baik.Untuk air sisa nitrogen ammonia 2000-3000mg /L, kadar penyingkiran nitrogen ammonia boleh melebihi 85%, dan air ammonia pekat boleh diperolehi sebanyak 8.9%.Jumlah tenaga elektrik yang digunakan semasa operasi elektrodialisis adalah berkadar dengan jumlah nitrogen ammonia dalam air sisa.Rawatan elektrodialisis air sisa tidak dihadkan oleh nilai pH, suhu dan tekanan, dan ia mudah dikendalikan.
Kelebihan pemisahan membran adalah pemulihan tinggi nitrogen ammonia, operasi mudah, kesan rawatan yang stabil dan tiada pencemaran sekunder.Walau bagaimanapun, dalam rawatan air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi, kecuali untuk membran deammoniated, membran lain mudah berskala dan tersumbat, dan penjanaan semula dan cuci belakang adalah kerap, meningkatkan kos rawatan.Oleh itu, kaedah ini lebih sesuai untuk prarawatan atau air sisa nitrogen ammonia berkepekatan rendah.
③ Kaedah pertukaran ion
Kaedah pertukaran ion ialah kaedah untuk mengeluarkan nitrogen ammonia daripada air sisa dengan menggunakan bahan dengan penjerapan selektif ion ammonia yang kuat.Bahan penjerapan yang biasa digunakan ialah karbon teraktif, zeolit, montmorilonit dan resin pertukaran.Zeolit adalah sejenis silico-aluminate dengan struktur spatial tiga dimensi, struktur liang biasa dan lubang, antaranya clinoptilolite mempunyai kapasiti penjerapan terpilih yang kuat untuk ion ammonia dan harga yang rendah, jadi ia biasanya digunakan sebagai bahan penjerapan untuk air sisa nitrogen ammonia. dalam bidang kejuruteraan.Faktor-faktor yang mempengaruhi kesan rawatan klinoptilolit termasuk saiz zarah, kepekatan nitrogen ammonia influen, masa sentuhan, nilai pH dan sebagainya.
Kesan penjerapan zeolit pada nitrogen ammonia adalah jelas, diikuti oleh ranit, dan kesan tanah dan seramisit adalah lemah.Cara utama untuk mengeluarkan nitrogen ammonia daripada zeolit ialah pertukaran ion, dan kesan penjerapan fizikal adalah sangat kecil.Kesan pertukaran ion seramit, tanah dan ranit adalah serupa dengan kesan penjerapan fizikal.Kapasiti penjerapan empat pengisi berkurangan dengan peningkatan suhu dalam julat 15-35 ℃, dan meningkat dengan peningkatan nilai pH dalam julat 3-9.Keseimbangan penjerapan dicapai selepas ayunan 6h.
Kebolehlaksanaan penyingkiran nitrogen ammonia daripada bahan larut resapan dengan penjerapan zeolit telah dikaji.Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa setiap gram zeolit mempunyai potensi penjerapan terhad sebanyak 15.5mg ammonia nitrogen, apabila saiz zarah zeolit adalah 30-16 mesh, kadar penyingkiran nitrogen ammonia mencapai 78.5%, dan di bawah masa penjerapan yang sama, dos dan saiz zarah zeolit, lebih tinggi kepekatan nitrogen ammonia influen, lebih tinggi kadar penjerapan, dan ia adalah sesuai untuk zeolit sebagai penjerap untuk mengeluarkan nitrogen ammonia daripada larut lesap.Pada masa yang sama, ia menunjukkan bahawa kadar penjerapan nitrogen ammonia oleh zeolit adalah rendah, dan sukar untuk zeolit mencapai kapasiti penjerapan tepu dalam operasi praktikal.
Kesan penyingkiran dasar zeolit biologi ke atas nitrogen, COD dan bahan pencemar lain dalam kumbahan kampung simulasi telah dikaji.Keputusan menunjukkan bahawa kadar penyingkiran nitrogen ammonia oleh katil zeolit biologi adalah lebih daripada 95%, dan penyingkiran nitrogen nitrat sangat dipengaruhi oleh masa kediaman hidraulik.
Kaedah pertukaran ion mempunyai kelebihan pelaburan yang kecil, proses yang mudah, operasi yang mudah, ketidakpekaan terhadap racun dan suhu, dan penggunaan semula zeolit melalui penjanaan semula.Walau bagaimanapun, apabila merawat air sisa nitrogen ammonia berkepekatan tinggi, penjanaan semula adalah kerap, yang membawa kesulitan kepada operasi, jadi ia perlu digabungkan dengan kaedah rawatan nitrogen ammonia lain, atau digunakan untuk merawat air sisa nitrogen ammonia berkepekatan rendah.
Borong 4A Zeolite Pengeluar dan Pembekal |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Masa siaran: Jul-10-2024
