Chemikálie a proces odstraňování amoniakálního dusíku z vody

1.Co je amoniakální dusík?

Amoniakálním dusíkem se rozumí amoniak ve formě volného amoniaku (nebo neiontového amoniaku, NH3) nebo iontového amoniaku (NH4+).Vyšší pH a vyšší podíl volného amoniaku;Vysoký je naopak podíl amonné soli.

Amoniakální dusík je živinou ve vodě, která může vést k eutrofizaci vody, a je hlavní znečišťující látkou ve vodě spotřebovávající kyslík, která je toxická pro ryby a některé vodní organismy.

Hlavním škodlivým účinkem amoniakálního dusíku na vodní organismy je volný amoniak, jehož toxicita je desítkykrát vyšší než toxicita amonné soli a zvyšuje se se zvyšující se alkalitou.Toxicita amoniakálního dusíku úzce souvisí s hodnotou pH a teplotou vody bazénové vody, obecně platí, že čím vyšší hodnota pH a teplota vody, tím silnější je toxicita.

Dvě kolorimetrické metody přibližné citlivosti běžně používané pro stanovení amoniaku jsou klasická metoda Nesslerova činidla a metoda fenol-chlornan.Pro stanovení amoniaku se běžně používají také titrace a elektrické metody;Pokud je obsah amoniakálního dusíku vysoký, lze také použít destilační titrační metodu.(Národní standardy zahrnují Nathovu reagenční metodu, spektrofotometrii kyseliny salicylové, destilaci – titrační metodu)

2.Fyzikální a chemický proces odstraňování dusíku

① Metoda chemického srážení

Chemická srážecí metoda, známá také jako srážecí metoda MAP, spočívá v přidání hořčíku a kyseliny fosforečné nebo hydrogenfosforečnanu do odpadní vody obsahující amoniakální dusík, takže NH4+ v odpadní vodě reaguje s Mg+ a PO4- ve vodném roztoku za vzniku srážení fosforečnanu amonného. molekulový vzorec je MgNH4P04.6H20, aby bylo dosaženo účelu odstranění amoniakálního dusíku.Fosforečnan hořečnatoamonný, běžně známý jako struvit, lze použít jako kompost, přísadu do půdy nebo zpomalovač hoření pro stavební konstrukční výrobky.Reakční rovnice je následující:

Mg++ NH4+ + PO4- = MgNH4P04

Hlavními faktory ovlivňujícími účinek chemického srážení jsou hodnota pH, teplota, koncentrace amoniakálního dusíku a molární poměr (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Výsledky ukazují, že při hodnotě pH 10 a molárním poměru hořčíku, dusíku a fosforu 1,2:1:1,2 je účinek léčby lepší.

Při použití chloridu hořečnatého a hydrogenfosforečnanu sodného jako srážecích činidel výsledky ukazují, že účinek ošetření je lepší, když je hodnota pH 9,5 a molární poměr hořčíku, dusíku a fosforu je 1,2:1:1.

Výsledky ukazují, že MgC12+Na3P04.12H20 je lepší než jiné kombinace srážecích činidel.Když je hodnota pH 10,0, teplota je 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, hmotnostní koncentrace amoniakálního dusíku v odpadní vodě po míchání po dobu 30 minut se sníží z 222 mg/l před ošetřením na 17 mg/l a míra odstranění je 92,3 %.

Metoda chemického srážení a metoda kapalné membrány byly kombinovány pro čištění odpadních vod s vysokou koncentrací průmyslového amoniakového dusíku.Za podmínek optimalizace procesu srážení dosáhla rychlost odstraňování amoniakálního dusíku 98,1 % a následně dalším čištěním metodou kapalného filmu byla koncentrace amoniakálního dusíku snížena na 0,005 g/l, čímž byla dosažena národní emisní norma I. třídy.

Byl zkoumán účinek odstraňování dvojmocných kovových iontů (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) jiných než Mg+ na amoniakální dusík působením fosforečnanu.Pro odpadní vody síranu amonného byl navržen nový proces srážení CaSO4-MAP.Výsledky ukazují, že tradiční regulátor NaOH lze nahradit vápnem.

Výhodou metody chemického srážení je to, že při vysoké koncentraci amoniakálního dusíku v odpadních vodách je aplikace jiných metod omezená, jako je biologická metoda, metoda chlorace bodu zlomu, metoda membránové separace, metoda iontové výměny atd. pro předúpravu lze použít metodu chemického srážení.Účinnost odstraňování chemického srážení je lepší a není omezena teplotou a provoz je jednoduchý.Vysrážený kal obsahující fosforečnan hořečnatoamonný lze použít jako kompozitní hnojivo k realizaci využití odpadu, čímž se část nákladů vyrovná;Pokud se to podaří zkombinovat s některými průmyslovými podniky, které produkují fosfátové odpadní vody, a podniky, které vyrábějí solný roztok, může to ušetřit náklady na léky a usnadnit použití ve velkém měřítku.

Nevýhodou metody chemického srážení je, že v důsledku omezení součinu rozpustnosti fosforečnanu amonného a hořečnatého po dosažení určité koncentrace amoniakálního dusíku v odpadních vodách není efekt odstranění zřejmý a vstupní náklady se značně zvyšují.Chemická precipitační metoda by proto měla být používána v kombinaci s jinými metodami vhodnými pro pokročilé ošetření.Množství použitého činidla je velké, produkovaný kal je velký a náklady na zpracování jsou vysoké.Vnášení chloridových iontů a zbytkového fosforu při dávkování chemikálií může snadno způsobit sekundární znečištění.

Velkoobchodní výrobce a dodavatel síranu hlinitého |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Velkoobchodní výrobce a dodavatel hydrogenfosforečnanu sodného |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② metoda odfouknutí

Odstranění amoniakálního dusíku profukováním spočívá v úpravě hodnoty pH na alkalické, takže se iont amoniaku v odpadní vodě přemění na amoniak, takže existuje převážně ve formě volného amoniaku, a poté se volný amoniak odstraní odpadní vody přes nosný plyn, aby se dosáhlo účelu odstranění amoniakálního dusíku.Hlavními faktory ovlivňujícími účinnost foukání jsou hodnota pH, teplota, poměr plyn-kapalina, průtok plynu, počáteční koncentrace a tak dále.V současné době je metoda blow-off široce používána při čištění odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku.

Bylo studováno odstraňování amoniakálního dusíku z výluhu skládky metodou blow-off.Bylo zjištěno, že klíčovými faktory ovlivňujícími účinnost odfuku byly teplota, poměr plyn-kapalina a hodnota pH.Když je teplota vody vyšší než 2590, poměr plyn-kapalina je asi 3500 a pH je asi 10,5, rychlost odstraňování může dosáhnout více než 90 % pro výluh ze skládky s koncentrací amoniakálního dusíku až 2000-4000 mg/ L.Výsledky ukazují, že při pH=11,5, stripovací teplotě 80 cC a stripovací době 120 minut může rychlost odstraňování amoniakálního dusíku v odpadní vodě dosáhnout 99,2 %.

Účinnost odfukování odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku byla prováděna protiproudovou odfukovací věží.Výsledky ukázaly, že účinnost odfukování se zvyšovala s rostoucí hodnotou pH.Čím větší je poměr plyn-kapalina, tím větší je hnací síla přenosu hmoty stripováním čpavku a zvyšuje se také účinnost stripování.

Odstraňování amoniakálního dusíku profukováním je účinné, snadno ovladatelné a snadno ovladatelné.Vháněný čpavkový dusík lze použít jako absorbér s kyselinou sírovou a vzniklé peníze z kyseliny sírové lze použít jako hnojivo.Blow-off metoda je v současnosti běžně používaná technologie pro fyzikální a chemické odstraňování dusíku.Odfukovací metoda má však některé nevýhody, jako je časté vytváření kotelního kamene ve vyfukovací věži, nízká účinnost odstraňování amoniakálního dusíku při nízké teplotě a sekundární znečištění způsobené odfukovacím plynem.Metoda vyfukování se obecně kombinuje s jinými metodami čištění odpadních vod s amoniakovým dusíkem pro předčištění odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku.

③Bod zlomu chlorace

Mechanismus odstraňování amoniaku chlorací v bodu zlomu spočívá v tom, že plynný chlor reaguje s amoniakem za vzniku neškodného plynného dusíku a N2 uniká do atmosféry, takže zdroj reakce pokračuje doprava.Vzorec reakce je:

HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)

Když je plynný chlor převeden do odpadní vody do určitého bodu, obsah volného chloru ve vodě je nízký a koncentrace amoniaku je nulová.Když množství plynného chloru překročí bod, množství volného chloru ve vodě se zvýší, proto se bod nazývá bod zlomu a chlorace v tomto stavu se nazývá bod zlomu chlorace.

Metoda chlorace v bodě zlomu se používá k čištění odpadních vod z vrtů po foukání čpavkovým dusíkem a účinek čištění je přímo ovlivněn procesem předúpravy foukáním čpavkovým dusíkem.Když se 70 % amoniakálního dusíku v odpadní vodě odstraní foukáním a poté se zpracuje chlorací v bodu zlomu, hmotnostní koncentrace amoniakálního dusíku v odpadní vodě je nižší než 15 mg/l.Zhang Shengli a kol.Jako výzkumný objekt byly použity simulované čpavkové dusíkaté odpadní vody o hmotnostní koncentraci 100 mg/l a výsledky výzkumu ukázaly, že hlavními a vedlejšími faktory ovlivňujícími odstranění čpavkového dusíku oxidací chlornanu sodného byl poměr množství chloru k čpavkovému dusíku, reakční dobu a hodnotu pH.

Metoda chlorace v bodě zlomu má vysokou účinnost odstraňování dusíku, rychlost odstraňování může dosáhnout 100 % a koncentrace amoniaku v odpadní vodě může být snížena na nulu.Účinek je stabilní a není ovlivněn teplotou;Méně investičního vybavení, rychlá a úplná reakce;Má sterilizační a dezinfekční účinek na vodní útvar.Rozsah aplikace metody chlorace v bodě zlomu spočívá v tom, že koncentrace odpadních vod s amoniakovým dusíkem je nižší než 40 mg/l, takže metoda chlorace s bodem zlomu se většinou používá pro pokročilé čištění odpadních vod s amoniakovým dusíkem.Požadavek na bezpečné použití a skladování je vysoký, náklady na zpracování jsou vysoké a vedlejší produkty chloraminy a chlorované organické látky způsobí sekundární znečištění.

④ metoda katalytické oxidace

Metoda katalytické oxidace je působením katalyzátoru, za určité teploty a tlaku, oxidací vzduchem, organická hmota a amoniak v odpadních vodách mohou být oxidovány a rozkládány na neškodné látky, jako je CO2, N2 a H2O, k dosažení účelu čištění.

Faktory ovlivňující účinek katalytické oxidace jsou vlastnosti katalyzátoru, teplota, reakční doba, hodnota pH, koncentrace amoniakálního dusíku, tlak, intenzita míchání a tak dále.

Byl studován proces degradace ozonizovaného amoniakálního dusíku.Výsledky ukázaly, že při zvýšení hodnoty pH se vytvořil druh HO radikálu se silnou oxidační schopností a rychlost oxidace se výrazně zrychlila.Studie ukazují, že ozon může oxidovat amoniakální dusík na dusitany a dusitany na dusičnany.Koncentrace amoniakálního dusíku ve vodě s prodlužujícím se časem klesá a rychlost odstraňování amoniakálního dusíku je asi 82 ​​%.CuO-Mn02-Ce02 byl použit jako kompozitní katalyzátor pro úpravu odpadních vod s amoniakovým dusíkem.Experimentální výsledky ukazují, že oxidační aktivita nově připraveného kompozitního katalyzátoru je významně zlepšena a vhodné podmínky procesu jsou 255 °C, 4,2 MPa a pH=10,8.Při čištění odpadních vod s amoniakovým dusíkem s počáteční koncentrací 1023 mg/l může rychlost odstraňování amoniakálního dusíku dosáhnout 98 % během 150 minut a dosáhnout tak národního standardu sekundárního vypouštění (50 mg/l).

Katalytická výkonnost fotokatalyzátoru TiO2 na zeolitu byla zkoumána studiem rychlosti degradace amoniakálního dusíku v roztoku kyseliny sírové.Výsledky ukazují, že optimální dávka fotokatalyzátoru Ti02/zeolit ​​je 1,5 g/l a reakční doba je 4 hodiny pod ultrafialovým zářením.Míra odstraňování amoniakálního dusíku z odpadních vod může dosáhnout 98,92 %.Byl studován efekt odstranění vysokého obsahu železa a nano-chinoxidu pod ultrafialovým světlem na fenol a amoniakální dusík.Výsledky ukazují, že míra odstraňování amoniakálního dusíku je 97,5 %, když je pH=9,0 aplikováno na roztok amoniakálního dusíku o koncentraci 50 mg/l, což je o 7,8 % a 22,5 % vyšší než u vysokého obsahu železa nebo samotného oxidu chiničitého.

Metoda katalytické oxidace má výhody vysoké účinnosti čištění, jednoduchého procesu, malé plochy dna atd., a často se používá k čištění odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku.Obtížnou aplikací je, jak zabránit ztrátě katalyzátoru a ochraně zařízení proti korozi.

⑤ metoda elektrochemické oxidace

Metodou elektrochemické oxidace se rozumí metoda odstraňování znečišťujících látek z vody pomocí elektrooxidace s katalytickou aktivitou.Ovlivňujícími faktory jsou proudová hustota, vstupní průtok, výstupní čas a doba bodového řešení.

Byla studována elektrochemická oxidace čpavkovo-dusíkové odpadní vody v cirkulačním průtokovém elektrolytickém článku, kde pozitivem je síťová elektřina Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 a záporem síťová elektřina Ti.Výsledky ukazují, že když je koncentrace chloridových iontů 400 mg/l, počáteční koncentrace amoniakálního dusíku je 40 mg/l, průtoková rychlost je 600 ml/min, proudová hustota je 20 mA/cm a elektrolytická doba je 90 minut, amoniak míra odstranění dusíku je 99,37 %.Ukazuje, že elektrolytická oxidace čpavkovo-dusíkových odpadních vod má dobrou perspektivu uplatnění.

3. Biochemický proces odstraňování dusíku

①celá nitrifikace a denitrifikace

Celoprocesní nitrifikace a denitrifikace je druh biologické metody, která je v současnosti široce používána.Přeměňuje amoniakální dusík v odpadní vodě na dusík řadou reakcí, jako je nitrifikace a denitrifikace působením různých mikroorganismů, aby bylo dosaženo účelu čištění odpadních vod.Proces nitrifikace a denitrifikace k odstranění amoniakálního dusíku musí projít dvěma fázemi:

Nitrifikační reakce: Nitrifikační reakci zakončují aerobní autotrofní mikroorganismy.V aerobním stavu je anorganický dusík použit jako zdroj dusíku k přeměně NH4+ na NO2- a následně je oxidován na NO3-.Proces nitrifikace lze rozdělit do dvou fází.Ve druhém stupni se dusitany přeměňují na dusičnany (NO3-) nitrifikačními bakteriemi a dusitany se přeměňují na dusičnany (NO3-) nitrifikačními bakteriemi.

Denitrifikační reakce: Denitrifikační reakce je proces, při kterém denitrifikační bakterie redukují dusitanový dusík a dusičnanový dusík na plynný dusík (N2) ve stavu hypoxie.Denitrifikační bakterie jsou heterotrofní mikroorganismy, z nichž většina patří k amfiktickým bakteriím.Ve stavu hypoxie využívají kyslík v dusičnanech jako akceptor elektronů a organickou hmotu (složka BSK v odpadních vodách) jako donor elektronů k poskytnutí energie a k oxidaci a stabilizaci.

Aplikace celého procesu nitrifikace a denitrifikačního inženýrství zahrnují především AO, A2O, oxidační příkop atd., což je vyspělejší metoda používaná v průmyslu biologického odstraňování dusíku.

Celá metoda nitrifikace a denitrifikace má výhody stabilního účinku, jednoduchého ovládání, bez sekundárního znečištění a nízké ceny.Tato metoda má také některé nevýhody, jako je třeba přidat zdroj uhlíku, když je poměr C/N v odpadní vodě nízký, požadavek na teplotu je relativně přísný, účinnost je nízká při nízké teplotě, plocha je velká, spotřeba kyslíku je velká a některé škodlivé látky, jako jsou ionty těžkých kovů, mají lisovací účinek na mikroorganismy, které je třeba před provedením biologické metody odstranit.Vysoká koncentrace amoniakálního dusíku v odpadní vodě má navíc inhibiční účinek na proces nitrifikace.Před čištěním odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku by proto měla být provedena předúprava tak, aby koncentrace odpadních vod s amoniakovým dusíkem byla nižší než 500 mg/l.Tradiční biologická metoda je vhodná pro čištění odpadních vod s nízkou koncentrací amoniakálního dusíku obsahujících organické látky, jako jsou domovní odpadní vody, chemické odpadní vody atd.

②Simultánní nitrifikace a denitrifikace (SND)

Když se nitrifikace a denitrifikace provádějí společně ve stejném reaktoru, nazývá se to simultánní denitrifikace vyhnívání (SND).Rozpuštěný kyslík v odpadní vodě je omezen rychlostí difúze, aby se vytvořil gradient rozpuštěného kyslíku v oblasti mikroprostředí na mikrobiálních vločkách nebo biofilmu, díky čemuž je gradient rozpuštěného kyslíku na vnějším povrchu mikrobiálních vloček nebo biofilmu napomáhající růstu a šíření. aerobních nitrifikačních bakterií a čpavkových bakterií.Čím hlouběji do vloček nebo membrány, tím nižší je koncentrace rozpuštěného kyslíku, což vede k anoxické zóně, kde dominují denitrifikační bakterie.Dochází tak k současnému procesu vyhnívání a denitrifikace.Faktory ovlivňující simultánní vyhnívání a denitrifikaci jsou hodnota PH, teplota, alkalita, zdroj organického uhlíku, rozpuštěný kyslík a stáří kalu.

Simultánní nitrifikace/denitrifikace probíhala v Carrouselově oxidačním příkopu a koncentrace rozpuštěného kyslíku mezi provzdušněným oběžným kolem v Carrouselově oxidačním příkopu postupně klesala a rozpuštěný kyslík ve spodní části Carrouselového oxidačního příkopu byl nižší než v horní části. .Rychlosti tvorby a spotřeby dusičnanového dusíku v každé části kanálu jsou téměř stejné a koncentrace amoniakálního dusíku v kanálu je vždy velmi nízká, což naznačuje, že nitrifikace a denitrifikační reakce probíhají v Carrouselově oxidačním kanálu současně.

Studie o čištění domovních odpadních vod ukazuje, že čím vyšší je CHSKCr, tím kompletnější je denitrifikace a tím lepší je odstranění TN.Vliv rozpuštěného kyslíku na současnou nitrifikaci a denitrifikaci je velký.Když je obsah rozpuštěného kyslíku regulován na 0,5~2 mg/l, celkový účinek odstranění dusíku je dobrý.Metoda nitrifikace a denitrifikace zároveň šetří reaktor, zkracuje reakční dobu, má nízkou spotřebu energie, šetří investice a snadno udržuje stabilní hodnotu pH.

③ Digesce a denitrifikace krátkého dosahu

Ve stejném reaktoru se bakterie oxidující amoniak používají k oxidaci amoniaku na dusitany za aerobních podmínek a poté se dusitan přímo denitrifikuje za vzniku dusíku s organickou hmotou nebo externím zdrojem uhlíku jako donorem elektronů za podmínek hypoxie.Ovlivňující faktory nitrifikace a denitrifikace krátkého dosahu jsou teplota, volný amoniak, hodnota pH a rozpuštěný kyslík.

Vliv teploty na krátkodosahovou nitrifikaci komunálních odpadních vod bez mořské vody a komunálních odpadních vod s 30 % mořské vody.Experimentální výsledky ukazují, že: u komunálních odpadních vod bez mořské vody vede zvýšení teploty k dosažení nitrifikace krátkého dosahu.Když je podíl mořské vody v domovních odpadních vodách 30 %, lze nitrifikace krátkého dosahu lépe dosáhnout za podmínek střední teploty.Delft University of Technology vyvinula proces SHARON, použití vysoké teploty (asi 30-4090) přispívá k množení dusitanových bakterií, takže dusitanové bakterie ztrácejí konkurenci, zatímco řízením stáří kalu se eliminují dusitanové bakterie, takže že nitrifikační reakce v dusitanovém stupni.

Na základě rozdílu v afinitě ke kyslíku mezi dusitanovými bakteriemi a dusitanovými bakteriemi vyvinula Gent Microbial Ecology Laboratory proces OLAND k dosažení akumulace dusitanového dusíku řízením rozpuštěného kyslíku k odstranění dusitanových bakterií.

Výsledky pilotního testu čištění odpadních vod z koksování krátkodosahovou nitrifikací a denitrifikací ukazují, že když jsou koncentrace CHSK, amoniakálního dusíku, TN a fenolu na přítoku 1201,6, 510,4, 540,1 a 110,4 mg/l, průměrná CHSK, amoniakální dusík Koncentrace TN a fenolu jsou 197,1, 14,2, 181,5 a 0,4 mg/l.Odpovídající rychlosti odstraňování byly 83,6 %, 97,2 %, 66,4 % a 99,6 %, v daném pořadí.

Proces nitrifikace a denitrifikace krátkého dosahu neprochází nitrátovým stupněm, čímž se šetří zdroj uhlíku potřebný pro biologické odstranění dusíku.Má určité výhody pro čpavkovou dusíkovou odpadní vodu s nízkým poměrem C/N.Nitrifikace a denitrifikace krátkého dosahu má výhody menšího množství kalu, krátké reakční doby a úspory objemu reaktoru.Nitrifikace a denitrifikace krátkého dosahu však vyžadují stabilní a trvalou akumulaci dusitanů, takže klíčovou otázkou se stává, jak účinně inhibovat aktivitu nitrifikačních bakterií.

④ Anaerobní oxidace amoniaku

Anaerobní ammoxidace je proces přímé oxidace amoniakálního dusíku na dusík autotrofními bakteriemi za podmínek hypoxie, s dusným dusíkem nebo dusným dusíkem jako akceptorem elektronů.

Byly studovány účinky teploty a PH na biologickou aktivitu anammoX.Výsledky ukázaly, že optimální reakční teplota byla 30 °C a hodnota pH byla 7,8.Byla studována proveditelnost anaerobního ammoX reaktoru pro čištění odpadních vod s vysokou salinitou a vysokou koncentrací dusíku.Výsledky ukázaly, že vysoká salinita významně inhibovala aktivitu anammoX a tato inhibice byla reverzibilní.Anaerobní ammox aktivita neaklimatizovaného kalu byla o 67,5 % nižší než aktivita kontrolního kalu při salinitě 30 g.L-1 (NaCl).Aktivita anammoX aklimatizovaného kalu byla o 45,1 % nižší než u kontroly.Když byl aklimatizovaný kal převeden z prostředí s vysokou slaností do prostředí s nízkou slaností (bez solanky), aktivita anaerobní munice se zvýšila o 43,1 %.Reaktor je však náchylný k poklesu funkce, když běží dlouhou dobu ve vysoké slanosti.

Ve srovnání s tradičním biologickým procesem je anaerobní ammoX ekonomičtější technologie biologického odstraňování dusíku bez dalšího zdroje uhlíku, s nízkou spotřebou kyslíku, bez potřeby neutralizačních činidel a s menší produkcí kalu.Nevýhody anaerobního ammoxu jsou pomalá reakční rychlost, velký objem reaktoru a nepříznivý zdroj uhlíku pro anaerobní amMOX, což má praktický význam pro řešení odpadních vod s amoniakovým dusíkem se špatnou biologickou odbouratelností.

4.separační a adsorpční proces odstraňování dusíku

① metoda membránové separace

Metoda membránové separace spočívá v použití selektivní permeability membrány k selektivní separaci složek v kapalině, aby se dosáhlo účelu odstranění amoniakálního dusíku.Včetně reverzní osmózy, nanofiltrace, deamonizační membrány a elektrodialýzy.Faktory ovlivňující membránovou separaci jsou membránové charakteristiky, tlak nebo napětí, hodnota pH, teplota a koncentrace amoniakálního dusíku.

Podle kvality vody v odpadních vodách s amoniakovým dusíkem vypouštěných z hutí vzácných zemin byl experiment reverzní osmózy proveden s odpadní vodou simulovanou NH4C1 a NaCI.Bylo zjištěno, že za stejných podmínek má reverzní osmóza vyšší rychlost odstraňování NaCl, zatímco NHCl má vyšší rychlost produkce vody.Míra odstraňování NH4C1 je 77,3 % po úpravě reverzní osmózou, kterou lze použít jako předúpravu odpadních vod s amoniakem a dusíkem.Technologie reverzní osmózy může ušetřit energii, dobrou tepelnou stabilitu, ale odolnost vůči chlóru, odolnost vůči znečištění je špatná.

K úpravě výluhu ze skládky byl použit biochemický nanofiltrační membránový separační proces, takže 85%~90% propustné kapaliny bylo vypuštěno podle normy a pouze 0%~15% koncentrované splaškové kapaliny a bahna bylo vráceno do nádrž na odpadky.Ozturki a kol.zpracovali výluh ze skládky Odayeri v Turecku nanofiltrační membránou a míra odstranění amoniakálního dusíku byla asi 72 %.Nanofiltrační membrána vyžaduje nižší tlak než membrána s reverzní osmózou, snadno se obsluhuje.

Membránový systém odstraňující amoniak se obecně používá při čištění odpadních vod s vysokým obsahem amoniakálního dusíku.Amoniakální dusík ve vodě má následující rovnováhu: NH4- +OH-= NH3+H2O v provozu, odpadní voda obsahující amoniak proudí v plášti membránového modulu a kapalina absorbující kyseliny proudí v potrubí membrány modul.Když se PH odpadní vody zvýší nebo teplota stoupne, rovnováha se posune doprava a amonný ion NH4- se stane volným plynným NH3.V této době může plynný NH3 vstupovat do kyselé absorpční kapalné fáze v potrubí z fáze odpadní vody ve slupce přes mikropóry na povrchu dutého vlákna, které je absorbováno kyselým roztokem a okamžitě se stává iontovým NH4-.Udržujte PH odpadní vody nad 10 a teplotu nad 35 °C (pod 50 °C), aby se NH4 ve fázi odpadní vody plynule měnil na NH3 do absorpční kapalné fáze migrace.V důsledku toho koncentrace amoniakálního dusíku na straně odpadních vod neustále klesala.Kyselá absorpční kapalná fáze, protože obsahuje pouze kyselinu a NH4-, tvoří velmi čistou amonnou sůl a po nepřetržité cirkulaci dosahuje určité koncentrace, kterou lze recyklovat.Na jedné straně může použití této technologie výrazně zlepšit rychlost odstraňování amoniakálního dusíku z odpadních vod a na druhé straně může snížit celkové provozní náklady systému čištění odpadních vod.

② Metoda elektrodialýzy

Elektrodialýza je metoda odstraňování rozpuštěných pevných látek z vodných roztoků aplikací napětí mezi páry membrán.Působením napětí se čpavkové ionty a další ionty v čpavkovo-dusíkové odpadní vodě obohacují přes membránu v koncentrované vodě obsahující čpavek, aby se dosáhlo účelu odstranění.

Metoda elektrodialýzy byla použita pro čištění anorganických odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku a dosáhla dobrých výsledků.Pro 2000-3000 mg/l odpadní vody s amoniakovým dusíkem může být rychlost odstraňování amoniakálního dusíku více než 85 % a koncentrovaná amoniakální voda může být získána o 8,9 %.Množství elektřiny spotřebované při provozu elektrodialýzy je úměrné množství amoniakálního dusíku v odpadní vodě.Elektrodialyzační čištění odpadních vod není omezeno hodnotou pH, teplotou a tlakem a je snadno ovladatelné.

Výhody membránové separace jsou vysoká výtěžnost amoniakálního dusíku, jednoduchá obsluha, stabilní efekt čištění a žádné sekundární znečištění.Při čištění odpadních vod s vysokou koncentrací amoniakálního dusíku, s výjimkou deamonizované membrány, se však ostatní membrány snadno ucpávají a ucpávají se a regenerace a zpětné promývání jsou časté, což zvyšuje náklady na čištění.Proto je tato metoda vhodnější pro předčištění odpadních vod nebo odpadních vod s nízkou koncentrací amoniakálního dusíku.

③ Metoda iontové výměny

Metoda iontové výměny je metoda odstraňování amoniakálního dusíku z odpadních vod pomocí materiálů se silnou selektivní adsorpcí amoniakálních iontů.Běžně používanými adsorpčními materiály jsou aktivní uhlí, zeolit, montmorillonit a výměnná pryskyřice.Zeolit ​​je druh silikohlinitanu s trojrozměrnou prostorovou strukturou, pravidelnou strukturou pórů a dírami, mezi nimiž má klinoptilolit silnou selektivní adsorpční kapacitu pro amoniakální ionty a nízkou cenu, takže se běžně používá jako adsorpční materiál pro amoniakální dusíkaté odpadní vody ve strojírenství.Faktory ovlivňující účinek úpravy klinoptilolitu zahrnují velikost částic, koncentraci amoniakálního dusíku v přítoku, dobu kontaktu, hodnotu pH a tak dále.

Adsorpční účinek zeolitu na amonný dusík je zřejmý, následuje ranit a vliv půdy a ceramisitu je slabý.Hlavním způsobem odstranění amoniakálního dusíku ze zeolitu je iontová výměna a fyzikální adsorpční efekt je velmi malý.Iontovýměnný efekt ceramitu, půdy a ranitu je podobný fyzikálnímu adsorpčnímu efektu.Adsorpční kapacita čtyř plniv se snižovala s nárůstem teploty v rozmezí 15-35 °C a zvyšovala se s nárůstem hodnoty pH v rozmezí 3-9.Adsorpční rovnováhy bylo dosaženo po 6 hodinách oscilace.

Byla studována proveditelnost odstranění amoniakálního dusíku z výluhu ze skládek adsorpcí zeolitu.Experimentální výsledky ukazují, že každý gram zeolitu má omezený adsorpční potenciál 15,5 mg amoniakálního dusíku, při velikosti částic zeolitu 30-16 mesh dosahuje rychlost odstraňování amoniakálního dusíku 78,5 % a při stejné adsorpční době, dávkování a velikost částic zeolitu, čím vyšší je koncentrace přítoku amoniakálního dusíku, tím vyšší je rychlost adsorpce a je možné, že zeolit ​​jako adsorbent odstraňuje amoniakální dusík z výluhu.Současně se poukazuje na to, že rychlost adsorpce amoniakálního dusíku zeolitem je nízká a pro zeolit ​​je obtížné dosáhnout saturační adsorpční kapacity v praktickém provozu.

Byl studován efekt odstranění biologického zeolitového lože na dusík, CHSK a další polutanty v simulovaných vesnických odpadních vodách.Výsledky ukazují, že rychlost odstraňování amoniakálního dusíku biologickým zeolitovým ložem je více než 95 % a odstraňování dusičnanového dusíku je značně ovlivněno hydraulickou dobou zdržení.

Metoda iontové výměny má výhody malých investic, jednoduchého procesu, pohodlné obsluhy, necitlivosti na jed a teplotu a opětovného použití zeolitu při regeneraci.Při čištění vysokokoncentrovaných čpavkových dusíkatých odpadních vod je však regenerace častá, což přináší nepříjemnosti do provozu, proto je potřeba ji kombinovat s jinými způsoby čištění čpavkovým dusíkem, případně použít k čištění odpadních vod čpavkového dusíku s nízkou koncentrací.

Velkoobchod 4A Zeolit ​​Výrobce a dodavatel |EVERBRIGHT (cnchemist.com)