Kemikali na mchakato wa kuondoa nitrojeni ya amonia kutoka kwa maji

1.Nitrojeni ya amonia ni nini?

Nitrojeni ya Amonia inarejelea amonia katika mfumo wa amonia ya bure (au amonia isiyo ya ionic, NH3) au amonia ya ionic (NH4+).pH ya juu na uwiano wa juu wa amonia ya bure;Kinyume chake, uwiano wa chumvi ya amonia ni kubwa.

Nitrojeni ya Amonia ni kirutubisho kilicho ndani ya maji, ambacho kinaweza kusababisha ujazo wa maji, na ndicho kichafuzi kikuu kinachotumia oksijeni katika maji, ambacho ni sumu kwa samaki na baadhi ya viumbe vya majini.

Athari kuu ya madhara ya nitrojeni ya amonia kwenye viumbe vya majini ni amonia ya bure, ambayo sumu yake ni mara kadhaa zaidi kuliko ile ya chumvi ya amonia, na huongezeka kwa kuongezeka kwa alkali.Sumu ya nitrojeni ya amonia inahusiana kwa karibu na thamani ya pH na joto la maji ya maji ya bwawa, kwa ujumla, thamani ya juu ya pH na joto la maji, ndivyo sumu inavyoongezeka.

Mbinu mbili za takriban unyeti wa rangi zinazotumiwa sana kubainisha amonia ni mbinu ya kitendanishi ya Nessler na mbinu ya phenol-hipokloriti.Titrations na njia za umeme pia hutumiwa kwa kawaida kuamua amonia;Wakati maudhui ya nitrojeni ya amonia ni ya juu, njia ya kunyunyizia kunereka pia inaweza kutumika.(Viwango vya kitaifa ni pamoja na mbinu ya kitendanishi cha Nath, spectrophotometry ya asidi salicylic, njia ya kunereka - njia ya uwekaji titration)

2.Mchakato wa kuondolewa kwa nitrojeni kimwili na kemikali

① Mbinu ya kemikali ya kunyesha

Mbinu ya unyunyushaji wa kemikali, pia inajulikana kama mbinu ya uwekaji mvua ya MAP, ni kuongeza magnesiamu na asidi ya fosforasi au fosforasi hidrojeni kwenye maji machafu yaliyo na nitrojeni ya amonia, ili NH4+ katika maji machafu ijibu pamoja na Mg+ na PO4- katika mmumunyo wa maji ili kutoa uwekaji wa fosfeti ya ammoniamu. , fomula ya molekuli ni MgNH4P04.6H20, ili kufikia madhumuni ya kuondoa nitrojeni ya amonia.Fosfati ya magnesiamu ya amonia, inayojulikana kama struvite, inaweza kutumika kama mboji, kiongeza cha udongo au kizuia moto kwa ajili ya kujenga bidhaa za miundo.Equation ya majibu ni kama ifuatavyo:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Sababu kuu zinazoathiri athari ya matibabu ya mvua ya kemikali ni thamani ya pH, halijoto, ukolezi wa nitrojeni ya amonia na uwiano wa molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Matokeo yanaonyesha kuwa wakati thamani ya pH ni 10 na uwiano wa molar wa magnesiamu, nitrojeni na fosforasi ni 1.2: 1: 1.2, athari ya matibabu ni bora zaidi.

Kwa kutumia kloridi ya magnesiamu na fosfati ya hidrojeni ya disodiamu kama mawakala wa kunyunyiza mvua, matokeo yanaonyesha kuwa athari ya matibabu ni bora zaidi wakati thamani ya pH ni 9.5 na uwiano wa molari wa magnesiamu, nitrojeni na fosforasi ni 1.2:1:1.

Matokeo yanaonyesha kuwa MgC12+Na3PO4.12H20 ni bora kuliko michanganyiko mingine ya wakala wa mvua.Wakati thamani ya pH ni 10.0, halijoto ni 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, mkusanyiko mkubwa wa nitrojeni ya amonia katika maji machafu baada ya kukoroga kwa dakika 30 hupunguzwa. kutoka 222mg/L kabla ya matibabu hadi 17mg/L, na kiwango cha kuondolewa ni 92.3%.

Mbinu ya unyunyushaji wa kemikali na mbinu ya utando wa kioevu ziliunganishwa kwa ajili ya kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia ya viwandani.Chini ya masharti ya uboreshaji wa mchakato wa mvua, kiwango cha uondoaji wa nitrojeni ya amonia kilifikia 98.1%, na kisha matibabu zaidi kwa njia ya filamu ya kioevu ilipunguza mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia hadi 0.005g/L, na kufikia kiwango cha kitaifa cha kiwango cha kwanza cha utoaji.

Athari ya kuondolewa kwa ioni za metali za divalent (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) isipokuwa Mg+ kwenye nitrojeni ya amonia chini ya hatua ya phosphate ilichunguzwa.Mchakato mpya wa kunyesha kwa CaSO4-MAP ulipendekezwa kwa maji machafu ya salfati ya ammoniamu.Matokeo yanaonyesha kuwa kidhibiti cha jadi cha NaOH kinaweza kubadilishwa na chokaa.

Faida ya njia ya uwekaji mvua ya kemikali ni kwamba wakati mkusanyiko wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia ni ya juu, utumiaji wa njia zingine ni mdogo, kama vile njia ya kibaolojia, njia ya klorini ya sehemu ya mapumziko, njia ya kutenganisha utando, njia ya kubadilishana ioni, nk. njia ya kemikali ya kunyesha inaweza kutumika kwa matibabu ya awali.Ufanisi wa kuondolewa kwa njia ya mvua ya kemikali ni bora zaidi, na sio mdogo na joto, na uendeshaji ni rahisi.Tope lililonyeshwa lililo na fosfati ya magnesiamu ya ammoniamu inaweza kutumika kama mbolea ya mchanganyiko kutambua utumiaji wa taka, na hivyo kufidia sehemu ya gharama;Ikiwa inaweza kuunganishwa na baadhi ya makampuni ya viwanda ambayo yanazalisha maji machafu ya fosforasi na makampuni ya biashara ambayo yanazalisha brine ya chumvi, inaweza kuokoa gharama za dawa na kuwezesha matumizi makubwa.

Ubaya wa njia ya uwekaji wa kemikali ni kwamba kwa sababu ya kizuizi cha mumunyifu wa fosforasi ya magnesiamu ya amonia, baada ya nitrojeni ya amonia katika maji machafu kufikia mkusanyiko fulani, athari ya kuondolewa sio dhahiri na gharama ya pembejeo imeongezeka sana.Kwa hivyo, njia ya uwekaji mvua ya kemikali inapaswa kutumika pamoja na njia zingine zinazofaa kwa matibabu ya hali ya juu.Kiasi cha reagent kutumika ni kubwa, sludge zinazozalishwa ni kubwa, na gharama ya matibabu ni ya juu.Kuanzishwa kwa ioni za kloridi na fosforasi iliyobaki wakati wa kipimo cha kemikali kunaweza kusababisha uchafuzi wa pili kwa urahisi.

Mtengenezaji na Msambazaji wa Sulfate ya Alumini ya Jumla |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Mtengenezaji na Muuzaji wa jumla wa Dibasic Sodium Phosphate |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② mbinu ya kuzima

Kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia kwa njia ya kupiga ni kurekebisha thamani ya pH kwa alkali, ili ioni ya amonia katika maji machafu igeuzwe kuwa amonia, ili iwe hasa katika mfumo wa amonia ya bure, na kisha amonia ya bure hutolewa nje. ya maji machafu kupitia gesi ya carrier, ili kufikia madhumuni ya kuondoa nitrojeni ya amonia.Sababu kuu zinazoathiri ufanisi wa kupiga ni thamani ya pH, joto, uwiano wa gesi-kioevu, kiwango cha mtiririko wa gesi, mkusanyiko wa awali na kadhalika.Kwa sasa, njia ya kupiga pigo hutumiwa sana katika kutibu maji machafu na mkusanyiko mkubwa wa nitrojeni ya amonia.

Uondoaji wa nitrojeni ya amonia kutoka kwa uvujaji wa taka kwa njia ya kulipua ulichunguzwa.Ilibainika kuwa mambo muhimu ya kudhibiti ufanisi wa pigo yalikuwa joto, uwiano wa gesi-kioevu na thamani ya pH.Wakati joto la maji ni kubwa kuliko 2590, uwiano wa gesi-kioevu ni karibu 3500, na pH ni karibu 10.5, kiwango cha uondoaji kinaweza kufikia zaidi ya 90% kwa lechate ya taka yenye mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia kama 2000-4000mg / L.Matokeo yanaonyesha kuwa wakati pH = 11.5, joto la kukausha ni 80cC na wakati wa kuchuja ni 120min, kiwango cha uondoaji wa nitrojeni ya amonia katika maji machafu inaweza kufikia 99.2%.

Ufanisi wa kupuliza wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia ya ukolezi mkubwa ulifanywa na mnara wa kupuliza-mbali.Matokeo yalionyesha kuwa ufanisi wa kuzima uliongezeka kwa ongezeko la thamani ya pH.Uwiano mkubwa wa gesi-kioevu, ndivyo nguvu ya kuendesha gari ya uhamishaji wa molekuli ya amonia inavyokuwa, na ufanisi wa uondoaji pia huongezeka.

Kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia kwa njia ya kupiga ni bora, rahisi kufanya kazi na rahisi kudhibiti.Nitrojeni ya amonia iliyopulizwa inaweza kutumika kama kifyonza chenye asidi ya sulfuriki, na pesa inayozalishwa ya asidi ya salfa inaweza kutumika kama mbolea.Mbinu ya kulipua ni teknolojia inayotumika sana kwa uondoaji wa nitrojeni kimwili na kemikali kwa sasa.Hata hivyo, mbinu ya kulipua ina baadhi ya hasara, kama vile kuongeza mara kwa mara katika mnara wa kulipua, ufanisi mdogo wa uondoaji wa nitrojeni ya amonia kwenye joto la chini, na uchafuzi wa pili unaosababishwa na gesi ya kulipua.Mbinu ya kulipua kwa ujumla huunganishwa na mbinu nyingine za matibabu ya maji machafu ya nitrojeni ya amonia ili kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye ukolezi mkubwa.

③Uwekaji klorini wa sehemu iliyovunjika

Utaratibu wa uondoaji wa amonia kwa klorini ya sehemu ya mapumziko ni kwamba gesi ya klorini humenyuka pamoja na amonia kutoa gesi ya nitrojeni isiyo na madhara, na N2 hutoroka kwenye angahewa, na kufanya chanzo cha majibu kuendelea kulia.Fomu ya majibu ni:

HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)

Wakati gesi ya klorini inapohamishwa ndani ya maji machafu hadi hatua fulani, maudhui ya klorini ya bure katika maji ni ya chini, na mkusanyiko wa amonia ni sifuri.Wakati kiasi cha gesi ya klorini kinapita hatua, kiasi cha klorini ya bure katika maji itaongezeka, kwa hiyo, hatua hiyo inaitwa hatua ya mapumziko, na klorini katika hali hii inaitwa klorini ya hatua ya mapumziko.

Mbinu ya uwekaji klorini ya sehemu ya mapumziko hutumiwa kutibu maji machafu ya kuchimba visima baada ya kupuliza kwa nitrojeni ya amonia, na athari ya matibabu huathiriwa moja kwa moja na mchakato wa kupuliza nitrojeni ya amonia.Wakati 70% ya nitrojeni ya amonia katika maji machafu inapoondolewa kwa njia ya kupuliza na kisha kutibiwa kwa klorini ya sehemu ya mapumziko, mkusanyiko wa wingi wa nitrojeni ya amonia katika maji taka ni chini ya 15mg/L.Zhang Shengli et al.ilichukua maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa wingi wa 100mg/L kama kitu cha utafiti, na matokeo ya utafiti yalionyesha kuwa mambo makuu na ya pili yaliyoathiri kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia kwa oxidation ya hipokloriti ya sodiamu yalikuwa uwiano wa wingi wa klorini na nitrojeni ya amonia, wakati wa majibu, na thamani ya pH.

Njia ya klorini ya sehemu ya mapumziko ina ufanisi mkubwa wa kuondolewa kwa nitrojeni, kiwango cha uondoaji kinaweza kufikia 100%, na mkusanyiko wa amonia katika maji machafu unaweza kupunguzwa hadi sifuri.Athari ni imara na haiathiriwa na joto;Vifaa vya uwekezaji mdogo, majibu ya haraka na kamili;Ina athari ya sterilization na disinfection kwenye mwili wa maji.Upeo wa utumiaji wa mbinu ya uwekaji klorini wa sehemu ya mapumziko ni kwamba mkusanyiko wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia ni chini ya 40mg/L, kwa hivyo njia ya upakaji wa klorini ya sehemu ya mapumziko hutumiwa zaidi kwa matibabu ya hali ya juu ya maji machafu ya nitrojeni ya amonia.Mahitaji ya matumizi salama na uhifadhi ni ya juu, gharama ya matibabu ni ya juu, na klorini ya bidhaa na viumbe hai vya klorini vitasababisha uchafuzi wa pili.

④njia ya kichocheo ya oksidi

Kichocheo oxidation mbinu ni kwa njia ya hatua ya kichocheo, chini ya joto fulani na shinikizo, kwa njia ya oxidation hewa, viumbe hai na amonia katika maji taka inaweza kuwa oxidized na kuoza katika dutu wapole kama vile CO2, N2 na H2O, ili kufikia lengo la utakaso.

Sababu zinazoathiri athari za oxidation ya kichocheo ni sifa za kichocheo, joto, wakati wa majibu, thamani ya pH, mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia, shinikizo, nguvu ya kuchochea na kadhalika.

Mchakato wa uharibifu wa nitrojeni ya amonia ya ozonati ulichunguzwa.Matokeo yalionyesha kuwa wakati thamani ya pH iliongezeka, aina ya HO radical yenye uwezo mkubwa wa oxidation ilitolewa, na kiwango cha oxidation kiliharakishwa kwa kiasi kikubwa.Uchunguzi unaonyesha kwamba ozoni inaweza kuoksidisha nitrojeni ya amonia kwa nitriti na nitriti kwa nitrate.Mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia katika maji hupungua kwa ongezeko la muda, na kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia ni karibu 82%.CuO-Mn02-Ce02 ilitumika kama kichocheo cha mchanganyiko kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia.Matokeo ya majaribio yanaonyesha kuwa shughuli ya uoksidishaji ya kichocheo kipya cha mchanganyiko imeboreshwa kwa kiasi kikubwa, na hali zinazofaa za mchakato ni 255℃, 4.2MPa na pH=10.8.Katika kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa awali wa 1023mg/L, kiwango cha uondoaji wa nitrojeni ya amonia kinaweza kufikia 98% ndani ya dakika 150, kufikia kiwango cha kitaifa cha kutokwa kwa sekondari (50mg/L).

Utendaji wa kichocheo wa zeolite unaoauniwa na TiO2 photocatalyst ulichunguzwa kwa kuchunguza kiwango cha uharibifu wa nitrojeni ya amonia katika myeyusho wa asidi ya sulfuriki.Matokeo yanaonyesha kuwa kipimo bora cha Ti02/ zeolite photocatalyst ni 1.5g/L na muda wa majibu ni saa 4 chini ya miale ya urujuanimno.Kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia kutoka kwa maji machafu inaweza kufikia 98.92%.Athari ya kuondolewa kwa chuma cha juu na dioksidi ya nano-chin chini ya mwanga wa ultraviolet kwenye phenoli na nitrojeni ya amonia ilichunguzwa.Matokeo yanaonyesha kuwa kiwango cha uondoaji wa nitrojeni ya amonia ni 97.5% wakati pH = 9.0 inatumiwa kwenye suluhisho la nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa 50mg/L, ambayo ni 7.8% na 22.5% ya juu kuliko ile ya chuma cha juu au dioksidi ya China pekee.

Njia ya kichocheo ya oxidation ina faida za ufanisi wa juu wa utakaso, mchakato rahisi, eneo ndogo la chini, nk, na mara nyingi hutumiwa kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa juu.Ugumu wa maombi ni jinsi ya kuzuia upotezaji wa kichocheo na ulinzi wa kutu wa vifaa.

⑤ njia ya oksidi ya elektrokemikali

Njia ya oxidation ya electrochemical inahusu njia ya kuondoa uchafuzi wa maji kwa kutumia electrooxidation na shughuli za kichocheo.Sababu zinazoathiri ni msongamano wa sasa, kiwango cha mtiririko wa ghuba, wakati wa kutoa na wakati wa suluhisho la uhakika.

Oxidation ya electrochemical ya maji machafu ya amonia-nitrojeni katika seli ya electrolytic ya mtiririko wa mzunguko ilisomwa, ambapo chanya ni umeme wa mtandao wa Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 na hasi ni umeme wa mtandao wa Ti.Matokeo yanaonyesha kuwa wakati ukolezi wa ioni ya kloridi ni 400mg/L, mkusanyiko wa awali wa nitrojeni ya amonia ni 40mg/L, kiwango cha mtiririko wa ushawishi ni 600mL/min, msongamano wa sasa ni 20mA/cm, na wakati wa elektroliti ni 90min, amonia. kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ni 99.37%.Inaonyesha kuwa uoksidishaji wa kielektroniki wa maji machafu ya amonia-nitrojeni una matarajio mazuri ya matumizi.

3. Mchakato wa kuondolewa kwa nitrojeni ya biochemical

① nitrification nzima na denitrification

Mchakato mzima wa nitrification na denitrification ni aina ya mbinu ya kibayolojia ambayo imekuwa ikitumika sana kwa muda mrefu kwa sasa.Inabadilisha nitrojeni ya amonia katika maji machafu kuwa nitrojeni kupitia mfululizo wa athari kama vile nitrification na denitrification chini ya hatua ya microorganisms mbalimbali, ili kufikia madhumuni ya matibabu ya maji machafu.Mchakato wa nitrification na denitrification ili kuondoa nitrojeni ya amonia inahitaji kupitia hatua mbili:

Mmenyuko wa nitrification: Mmenyuko wa nitrification hukamilishwa na vijiumbe ototrofiki aerobiki.Katika hali ya aerobiki, nitrojeni isokaboni hutumika kama chanzo cha nitrojeni kubadilisha NH4+ hadi NO2-, na kisha hutiwa oksidi hadi NO3-.Mchakato wa nitrification unaweza kugawanywa katika hatua mbili.Katika hatua ya pili, nitriti inabadilishwa kuwa nitrati (NO3-) na bakteria ya nitrifying, na nitriti inabadilishwa kuwa nitrati (NO3-) na bakteria ya nitrifying.

Mmenyuko wa denitrification: Mmenyuko wa denitrification ni mchakato ambapo bakteria denitrifying kupunguza nitriti nitrojeni na nitrojeni nitrati kwa nitrojeni gesi (N2) katika hali ya hypoxia.Bakteria ya denitrifying ni microorganisms heterotrophic, wengi wao ni wa bakteria ya amphictic.Katika hali ya hypoxia, hutumia oksijeni katika nitrati kama kipokezi cha elektroni na vitu vya kikaboni (sehemu ya BOD kwenye maji taka) kama wafadhili wa elektroni ili kutoa nishati na kuoksidishwa na kusawazishwa.

Mchakato mzima wa uhandisi wa nitrification na denitrification hasa hujumuisha AO, A2O, mfereji wa oksidi, n.k., ambayo ni mbinu iliyokomaa zaidi inayotumika katika tasnia ya kibayolojia ya kuondoa nitrojeni.

Njia nzima ya nitrification na denitrification ina faida ya athari imara, operesheni rahisi, hakuna uchafuzi wa sekondari na gharama ya chini.Njia hii pia ina shida kadhaa, kama vile chanzo cha kaboni lazima kiongezwe wakati uwiano wa C/N katika maji machafu ni mdogo, hitaji la joto ni kali, ufanisi ni mdogo kwa joto la chini, eneo ni kubwa, mahitaji ya oksijeni. ni kubwa, na baadhi ya vitu vyenye madhara kama ioni za metali nzito vina athari kubwa kwa vijidudu, ambavyo vinahitaji kuondolewa kabla ya njia ya kibaolojia kufanywa.Aidha, mkusanyiko mkubwa wa nitrojeni ya amonia katika maji machafu pia ina athari ya kuzuia mchakato wa nitrification.Kwa hivyo, matibabu ya mapema yanapaswa kufanywa kabla ya matibabu ya maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa juu ili mkusanyiko wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia iwe chini ya 500mg/L.Njia ya kitamaduni ya kibaolojia inafaa kwa kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia yaliyo na vitu vya kikaboni, kama vile maji taka ya nyumbani, maji taka ya kemikali, nk.

②Uwekaji nitrification na denitrification kwa wakati mmoja (SND)

Wakati nitrification na denitrification inafanywa pamoja katika reactor sawa, inaitwa samtidiga digestion denitrification (SND).Oksijeni iliyoyeyushwa katika maji machafu huzuiwa na kiwango cha usambaaji ili kutoa mwinuko wa oksijeni ulioyeyushwa katika eneo la mazingira madogo kwenye floc ya vijiumbe au biofilm, ambayo hufanya upinde wa mvua ulioyeyushwa kwenye uso wa nje wa floc ya microbial au biofilm kusaidia ukuaji na uenezi. ya bakteria ya aerobic nitrifying na bakteria ya amonia.Kwa ndani zaidi ya floc au utando, ndivyo msongamano wa oksijeni iliyoyeyushwa unavyopungua, na kusababisha eneo lisilo na oksijeni ambapo bakteria denitrifying hutawala.Hivyo kutengeneza digestion samtidiga na mchakato denitrification.Sababu zinazoathiri usagaji chakula kwa wakati mmoja na denitrification ni PH thamani, halijoto, alkalinity, chanzo hai cha kaboni, oksijeni iliyoyeyushwa na umri wa tope.

Nitrification/denitrification ya wakati mmoja ilikuwepo kwenye mtaro wa oksidi ya Carrousel, na mkusanyiko wa oksijeni iliyoyeyushwa kati ya msukumo wa hewa kwenye mtaro wa oksidi ya Carrousel ulipungua polepole, na oksijeni iliyoyeyushwa katika sehemu ya chini ya mfereji wa oksidi ya Carrousel ilikuwa chini kuliko ile ya sehemu ya juu. .Uundaji na viwango vya matumizi ya nitrojeni ya nitrati katika kila sehemu ya chaneli ni karibu sawa, na mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia kwenye chaneli huwa chini sana, ambayo inaonyesha kuwa athari za nitrification na denitrification hufanyika wakati huo huo kwenye chaneli ya oxidation ya Carrousel.

Utafiti juu ya matibabu ya maji taka ya majumbani unaonyesha kuwa kadri CODCr inavyokuwa juu, ndivyo uondoaji wa maji taka na uondoaji bora wa TN.Athari ya oksijeni iliyoyeyushwa kwenye nitrification na denitrification ni kubwa.Oksijeni iliyoyeyushwa inapodhibitiwa kwa 0.5~2mg/L, athari ya jumla ya kuondolewa kwa nitrojeni ni nzuri.Wakati huo huo, njia ya nitrification na denitrification huokoa reactor, hupunguza muda wa majibu, ina matumizi ya chini ya nishati, huokoa uwekezaji, na ni rahisi kuweka thamani ya pH imara.

③Usagaji chakula kwa muda mfupi na utambulisho

Katika kinu hicho hicho, bakteria zinazoongeza oksidi za amonia hutumiwa kuoksidisha amonia hadi nitriti chini ya hali ya aerobiki, na kisha nitriti inakataliwa moja kwa moja kutoa nitrojeni yenye maada ya kikaboni au chanzo cha kaboni cha nje kama wafadhili wa elektroni chini ya hali ya hypoxia.Sababu za ushawishi za nitrification ya muda mfupi na denitrification ni joto, amonia ya bure, thamani ya pH na oksijeni iliyoyeyushwa.

Athari ya joto kwenye nitrification ya muda mfupi ya maji taka ya manispaa bila maji ya bahari na maji taka ya manispaa yenye maji ya bahari ya 30%.Matokeo ya majaribio yanaonyesha kuwa: kwa maji taka ya manispaa bila maji ya bahari, kuongezeka kwa joto kunasaidia kufikia nitrification ya muda mfupi.Wakati uwiano wa maji ya bahari katika maji taka ya ndani ni 30%, nitrification ya muda mfupi inaweza kupatikana vizuri chini ya hali ya joto la kati.Chuo Kikuu cha Teknolojia cha Delft kilianzisha mchakato wa SHARON, matumizi ya joto la juu (kuhusu 30-4090) ni mazuri kwa kuenea kwa bakteria ya nitriti, ili bakteria ya nitriti kupoteza ushindani, wakati kwa kudhibiti umri wa sludge ili kuondokana na bakteria ya nitriti, hivyo kwamba mmenyuko wa nitrification katika hatua ya nitriti.

Kulingana na tofauti ya mshikamano wa oksijeni kati ya bakteria ya nitriti na bakteria ya nitriti, Maabara ya Ikolojia ya Gent Microbial ilitengeneza mchakato wa OLAND ili kufikia mkusanyiko wa nitriti nitrojeni kwa kudhibiti oksijeni iliyoyeyushwa ili kuondoa bakteria ya nitriti.

Matokeo ya majaribio ya matibabu ya maji machafu ya kupikia kwa uwekaji nitrification wa masafa mafupi na denitrification yanaonyesha kuwa wakati COD yenye ushawishi, nitrojeni ya amonia, TN na fenoli viwango ni 1201.6,510.4,540.1 na 110.4mg/L, wastani wa COD ya nitrojeni ya amonia, amonia. , TN na viwango vya phenoli ni 197.1,14.2,181.5 na 0.4mg/L, mtawalia.Viwango vilivyolingana vya uondoaji vilikuwa 83.6%,97.2%, 66.4% na 99.6%, mtawalia.

Mchakato wa uwekaji nitrati wa masafa mafupi na ukanushaji haupiti katika hatua ya nitrati, kuhifadhi chanzo cha kaboni kinachohitajika kwa uondoaji wa nitrojeni ya kibayolojia.Ina faida fulani kwa maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye uwiano wa chini wa C/N.Nitrification ya masafa mafupi na denitrification ina faida za uchafu mdogo, muda mfupi wa majibu na kuokoa kiasi cha reactor.Hata hivyo, nitrification ya muda mfupi na denitrification inahitaji mkusanyiko thabiti na wa kudumu wa nitriti, hivyo jinsi ya kuzuia kwa ufanisi shughuli za bakteria ya nitrifying inakuwa muhimu.

④ Uoksidishaji wa amonia ya anaerobic

Ammoksidi ya anaerobic ni mchakato wa uoksidishaji wa moja kwa moja wa nitrojeni ya amonia hadi nitrojeni na bakteria ya autotrophic chini ya hali ya hypoxia, na nitrojeni ya nitrojeni au nitrojeni ya nitrojeni kama kipokezi cha elektroni.

Athari za hali ya joto na PH kwenye shughuli za kibiolojia za anammoX zilisomwa.Matokeo yalionyesha kuwa halijoto ifaayo ya mmenyuko ilikuwa 30℃ na thamani ya pH ilikuwa 7.8.Uwezekano wa reactor ya ammoX ya anaerobic kwa ajili ya kutibu chumvi nyingi na mkusanyiko wa juu wa maji machafu ya nitrojeni ilichunguzwa.Matokeo yalionyesha kuwa chumvi nyingi ilizuia shughuli za anammoX, na kizuizi hiki kilibadilishwa.Shughuli ya ammoksi ya anaerobic ya sludge isiyojaa ilikuwa 67.5% chini kuliko ile ya sludge ya udhibiti chini ya chumvi ya 30g.L-1 (NaC1).Shughuli ya anammoX ya sludge iliyojaa ilikuwa chini ya 45.1% kuliko ile ya udhibiti.Wakati matope yaliyoimarishwa yalipohamishwa kutoka kwenye mazingira yenye chumvi nyingi hadi kwenye mazingira yenye chumvi kidogo (hakuna brine), shughuli ya ammoX ya anaerobic iliongezeka kwa 43.1%.Hata hivyo, kinu inaweza kukabiliwa na utendakazi kupungua wakati inaendesha katika chumvi nyingi kwa muda mrefu.

Ikilinganishwa na mchakato wa kitamaduni wa kibaolojia, ammoX ya anaerobic ni teknolojia ya kiuchumi zaidi ya kibayolojia ya kuondoa nitrojeni isiyo na chanzo cha ziada cha kaboni, mahitaji ya chini ya oksijeni, hakuna haja ya vitendanishi kugeuza, na uzalishaji mdogo wa tope.Hasara za ammoksi ya anaerobic ni kwamba kasi ya mmenyuko ni ya polepole, kiasi cha kinu ni kikubwa, na chanzo cha kaboni hakifai kwa amMOX ya anaerobic, ambayo ina umuhimu wa vitendo katika kutatua maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye uharibifu duni wa viumbe.

4.mchakato wa kuondoa nitrojeni na adsorption

① mbinu ya kutenganisha utando

Mbinu ya kutenganisha utando ni kutumia upenyezaji teule wa utando kwa kuchagua kutenganisha vipengele katika kioevu, ili kufikia madhumuni ya kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia.Ikiwa ni pamoja na osmosis reverse, nanofiltration, deammoniating membrane na electrodialysis.Sababu zinazoathiri utengano wa utando ni sifa za utando, shinikizo au voltage, thamani ya pH, joto na mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia.

Kulingana na ubora wa maji wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia yanayotolewa na kiyeyushaji adimu cha ardhi, jaribio la reverse osmosis lilifanywa na NH4C1 na maji machafu yaliyoigizwa na NaCI.Ilibainika kuwa chini ya hali sawa, osmosis ya nyuma ina kiwango cha juu cha uondoaji wa NaCI, wakati NHCl ina kiwango cha juu cha uzalishaji wa maji.Kiwango cha uondoaji wa NH4C1 ni 77.3% baada ya matibabu ya reverse osmosis, ambayo inaweza kutumika kama utayarishaji wa maji machafu ya nitrojeni ya amonia.Teknolojia ya reverse osmosis inaweza kuokoa nishati, utulivu mzuri wa mafuta, lakini upinzani wa klorini, upinzani wa uchafuzi wa mazingira ni duni.

Mchakato wa kutenganisha utando wa nanofitration wa kibayolojia ulitumiwa kutibu leacha ya taka, ili 85% ~ 90% ya kioevu kinachoweza kupenyeza ilitolewa kulingana na kiwango, na 0% ~ 15% tu ya kioevu kilichokolea cha maji taka na matope vilirudishwa kwenye tanki la taka.Ozturki na wengine.ilitibu uvujaji wa taka wa Odayeri nchini Uturuki kwa utando wa nanofiltration, na kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia kilikuwa karibu 72%.Utando wa nanofiltration unahitaji shinikizo la chini kuliko utando wa nyuma wa osmosis, rahisi kufanya kazi.

Mfumo wa utando wa kutoa amonia kwa ujumla hutumiwa kutibu maji machafu na nitrojeni ya juu ya amonia.Nitrojeni ya amonia katika maji ina mizani ifuatayo: NH4- +OH-= NH3+H2O inapofanya kazi, maji machafu yaliyo na amonia hutiririka kwenye ganda la moduli ya membrane, na kioevu kinachonyonya asidi hutiririka kwenye bomba la membrane. moduli.Wakati PH ya maji machafu inapoongezeka au joto linapoongezeka, usawa utahamia kulia, na ioni ya amonia NH4- inakuwa gesi isiyolipishwa ya NH3.Kwa wakati huu, NH3 ya gesi inaweza kuingia katika awamu ya kioevu ya kunyonya asidi kwenye bomba kutoka kwa awamu ya maji taka kwenye shell kupitia micropores juu ya uso wa fiber mashimo, ambayo huingizwa na ufumbuzi wa asidi na mara moja inakuwa ionic NH4-.Weka PH ya maji machafu zaidi ya 10, na halijoto iwe juu ya 35 ° C (chini ya 50 ° C), ili NH4 katika awamu ya maji machafu iendelee kuwa NH3 kwa uhamiaji wa awamu ya kioevu ya kunyonya.Matokeo yake, ukolezi wa nitrojeni ya amonia katika upande wa maji machafu ulipungua mara kwa mara.Awamu ya kioevu ya kunyonya asidi, kwa sababu kuna asidi tu na NH4-, hutengeneza chumvi safi sana ya amonia, na hufikia mkusanyiko fulani baada ya mzunguko unaoendelea, ambao unaweza kusindika tena.Kwa upande mmoja, matumizi ya teknolojia hii inaweza kuboresha sana kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia katika maji machafu, na kwa upande mwingine, inaweza kupunguza gharama ya jumla ya uendeshaji wa mfumo wa matibabu ya maji machafu.

②njia ya uchanganuzi wa umeme

Electrodialysis ni njia ya kuondoa yabisi iliyoyeyushwa kutoka kwa suluhisho la maji kwa kutumia voltage kati ya jozi za membrane.Chini ya hatua ya voltage, ioni za amonia na ioni nyingine katika maji machafu ya amonia-nitrojeni hutajiriwa kupitia utando katika maji yaliyojilimbikizia yenye amonia, ili kufikia lengo la kuondolewa.

Mbinu ya uchanganuzi wa kielektroniki ilitumika kutibu maji machafu ya isokaboni yenye mkusanyiko wa juu wa nitrojeni ya amonia na kupata matokeo mazuri.Kwa 2000-3000mg / L maji machafu ya nitrojeni ya amonia, kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia inaweza kuwa zaidi ya 85%, na maji ya amonia yaliyojilimbikizia yanaweza kupatikana kwa 8.9%.Kiasi cha umeme kinachotumiwa wakati wa uendeshaji wa electrodialysis ni sawia na kiasi cha nitrojeni ya amonia katika maji machafu.Matibabu ya electrodialysis ya maji machafu sio mdogo kwa thamani ya pH, joto na shinikizo, na ni rahisi kufanya kazi.

Faida za kutenganisha utando ni urejesho wa juu wa nitrojeni ya amonia, operesheni rahisi, athari ya matibabu imara na hakuna uchafuzi wa pili.Hata hivyo, katika matibabu ya maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa juu, isipokuwa kwa utando wa deammoniated, utando mwingine ni rahisi kupima na kuziba, na kuzaliwa upya na kuosha nyuma ni mara kwa mara, na kuongeza gharama ya matibabu.Kwa hiyo, njia hii inafaa zaidi kwa ajili ya maandalizi au maji machafu ya nitrojeni ya amonia ya chini.

③ Mbinu ya kubadilishana ion

Njia ya kubadilishana ioni ni njia ya kuondoa nitrojeni ya amonia kutoka kwa maji machafu kwa kutumia nyenzo zilizo na uteuzi mkali wa ioni za amonia.Nyenzo za adsorption zinazotumiwa kwa kawaida ni kaboni iliyoamilishwa, zeolite, montmorillonite na resin ya kubadilishana.Zeolite ni aina ya siliko-alumini yenye muundo wa anga-dimensional tatu, muundo wa pore wa kawaida na mashimo, kati ya ambayo clinoptilolite ina uwezo wa kuchagua wa adsorption kwa ioni za amonia na bei ya chini, hivyo hutumiwa kwa kawaida kama nyenzo ya adsorption ya maji machafu ya amonia. katika uhandisi.Sababu zinazoathiri athari ya matibabu ya clinoptilolite ni pamoja na saizi ya chembe, mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia, wakati wa kuwasiliana, thamani ya pH na kadhalika.

Athari ya adsorption ya zeolite kwenye nitrojeni ya amonia ni dhahiri, ikifuatiwa na ranite, na athari ya udongo na ceramisite ni duni.Njia kuu ya kuondoa nitrojeni ya amonia kutoka kwa zeolite ni kubadilishana ioni, na athari ya adsorption ya kimwili ni ndogo sana.Athari ya kubadilishana ioni ya keramiti, udongo na ranite ni sawa na athari ya kimwili ya adsorption.Uwezo wa utangazaji wa vichujio vinne ulipungua kwa ongezeko la joto katika anuwai ya 15-35 ℃, na kuongezeka kwa ongezeko la thamani ya pH katika anuwai ya 3-9.Usawa wa utangazaji ulifikiwa baada ya kuzunguka kwa 6h.

Uwezekano wa kuondoa nitrojeni ya amonia kutoka kwa leachate ya taka kwa kutumia zeolite adsorption ilichunguzwa.Matokeo ya majaribio yanaonyesha kwamba kila gramu ya zeolite ina uwezo mdogo wa adsorption wa 15.5mg ya nitrojeni ya amonia, wakati ukubwa wa chembe ya zeolite ni 30-16 mesh, kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia hufikia 78.5%, na chini ya muda sawa wa adsorption, kipimo na saizi ya chembe ya zeolite, kadiri mkusanyiko wa nitrojeni ya amonia unavyoongezeka, ndivyo kiwango cha juu cha utangazaji, na inawezekana kwa zeolite kama adsorbent kuondoa nitrojeni ya amonia kutoka kwa leachate.Wakati huo huo, inaelezwa kuwa kiwango cha adsorption ya nitrojeni ya amonia na zeolite ni ya chini, na ni vigumu kwa zeolite kufikia uwezo wa kueneza adsorption katika uendeshaji wa vitendo.

Athari ya uondoaji wa kitanda cha zeolite kibiolojia kwenye nitrojeni, COD na uchafuzi mwingine katika maji taka ya kijijini yaliyoigizwa ilichunguzwa.Matokeo yanaonyesha kuwa kiwango cha kuondolewa kwa nitrojeni ya amonia na kitanda cha zeolite kibiolojia ni zaidi ya 95%, na kuondolewa kwa nitrojeni ya nitrati huathiriwa sana na muda wa makazi ya majimaji.

Njia ya kubadilishana ioni ina faida za uwekezaji mdogo, mchakato rahisi, uendeshaji rahisi, kutojali kwa sumu na joto, na kutumia tena zeolite kwa kuzaliwa upya.Hata hivyo, wakati wa kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia yenye mkusanyiko wa juu, kuzaliwa upya ni mara kwa mara, ambayo huleta usumbufu kwa uendeshaji, kwa hiyo inahitaji kuunganishwa na mbinu nyingine za matibabu ya nitrojeni ya amonia, au kutumika kutibu maji machafu ya nitrojeni ya amonia ya chini.

Uuzaji wa jumla wa 4A Zeolite Mtengenezaji na Muuzaji |EVERBRIGHT (cnchemist.com)