Kemiaĵo kaj procezo por forigi amonian nitrogenon el akvo

1. Kio estas amonia nitrogeno?

Amonia nitrogeno rilatas al amoniako en la formo de libera amoniako (aŭ nejona amoniako, NH3) aŭ jona amoniako (NH4+). Pli alta pH kaj pli alta proporcio de libera amoniako; Male, la proporcio de amonia salo estas alta.

Amonia nitrogeno estas nutraĵo en akvo, kiu povas konduki al akva eŭtrofiĝo, kaj estas la ĉefa oksigenkonsumanta poluaĵo en akvo, kiu estas toksa por fiŝoj kaj iuj akvaj organismoj.

La ĉefa malutila efiko de amonia nitrogeno sur akvaj organismoj estas libera amoniako, kies tokseco estas dekduojn da fojoj pli granda ol tiu de amonia salo, kaj pliiĝas kun la pliiĝo de alkaleco. La tokseco de amonia nitrogeno estas proksime rilata al la pH-valoro kaj akvotemperaturo de la naĝeja akvo, ĝenerale, ju pli alta estas la pH-valoro kaj akvotemperaturo, des pli forta estas la tokseco.

Du proksimumaj sentemaj kolorimetriaj metodoj ofte uzataj por determini amoniakon estas la klasika Nessler-reakciaĵa metodo kaj la fenol-hipoklorita metodo. Titradoj kaj elektraj metodoj ankaŭ estas ofte uzataj por determini amoniakon; Kiam la amonia nitrogena enhavo estas alta, la distilada titrada metodo ankaŭ povas esti uzata. (Naciaj normoj inkluzivas la reakciaĵan metodon de Nath, salicilacidan spektrofotometrion, distilado-tirada metodon)

2. Fizika kaj kemia nitrogena forigprocezo

① Kemia precipitaĵa metodo

La metodo de kemia precipitaĵo, ankaŭ konata kiel MAP-precipitaĵo, estas aldoni magnezion kaj fosforacidon aŭ hidrogenfosfaton al la kloakaĵo enhavanta amonian nitrogenon, tiel ke NH4+ en la kloakaĵo reagas kun Mg+ kaj PO4- en akva solvaĵo por generi precipitaĵon de amonia magnezia fosfato, la molekula formulo estas MgNH4P04.6H20, por atingi la celon forigi amonian nitrogenon. Magnezia amonia fosfato, ofte konata kiel struvito, povas esti uzata kiel kompoŝto, grundaldonaĵo aŭ fajroestingilo por konstrui strukturajn produktojn. La reakcia ekvacio estas jena:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

La ĉefaj faktoroj, kiuj influas la efikon de kemia precipitaĵo, estas la pH-valoro, temperaturo, la koncentriĝo de amonia nitrogeno kaj la molara proporcio (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). La rezultoj montras, ke kiam la pH-valoro estas 10 kaj la molara proporcio de magnezio, nitrogeno kaj fosforo estas 1,2:1:1,2, la efiko de la kuracado estas pli bona.

Uzante magnezian kloridon kaj dunatrian hidrogenfosfaton kiel precipitaĵajn agentojn, la rezultoj montras, ke la trakta efiko estas pli bona kiam la pH-valoro estas 9,5 kaj la molara proporcio de magnezio, nitrogeno kaj fosforo estas 1,2:1:1.

La rezultoj montras, ke MgC12+Na3PO4.12H20 estas pli bona ol aliaj kombinaĵoj de precipitigantaj agentoj. Kiam la pH-valoro estas 10.0, la temperaturo estas 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, la masa koncentriĝo de amonia nitrogeno en la kloakaĵo post kirlado dum 30 minutoj reduktiĝas de 222mg/L antaŭ traktado al 17mg/L, kaj la foriga procento estas 92.3%.

La kemia precipitaĵa metodo kaj la likva membrana metodo estis kombinitaj por la traktado de altkoncentriĝa industria amonia nitrogena rubakvo. Sub la kondiĉoj de optimumigo de la precipitaĵa procezo, la foriga rapideco de amonia nitrogeno atingis 98.1%, kaj poste plia traktado per la likva filma metodo reduktis la amonian nitrogenan koncentriĝon al 0.005g/L, atingante la nacian unuaklasan emisian normon.

La foriga efiko de duvalentaj metaljonoj (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) krom Mg+ sur amonia nitrogeno sub la ago de fosfato estis esplorita. Nova procezo de CaSO4-precipitado-MAP-precipitado estis proponita por amonia sulfata kloakaĵo. La rezultoj montras, ke la tradicia NaOH-reguligilo povas esti anstataŭigita per kalko.

La avantaĝo de la kemia precipitaĵa metodo estas, ke kiam la koncentriĝo de amonia nitrogena rubakvo estas alta, la apliko de aliaj metodoj estas limigita, kiel ekzemple biologia metodo, rompopunkta klorada metodo, membrana apartiga metodo, jona interŝanĝa metodo, ktp. Nuntempe, la kemia precipitaĵa metodo povas esti uzata por antaŭtraktado. La foriga efikeco de la kemia precipitaĵa metodo estas pli bona, ĝi ne estas limigita de temperaturo, kaj la operacio estas simpla. La precipitita ŝlimo enhavanta magnezian amonian fosfaton povas esti uzata kiel kompozita sterko por realigi rubutiligon, tiel kompensante parton de la kosto; Se ĝi povas esti kombinita kun iuj industriaj entreprenoj, kiuj produktas fosfatan rubakvon, kaj entreprenoj, kiuj produktas salan akvon, ĝi povas ŝpari farmaciajn kostojn kaj faciligi grandskalan aplikon.

La malavantaĝo de la kemia precipitaĵa metodo estas, ke pro la limigo de la solvebla produkto de amonia magnezia fosfato, post kiam la amonia nitrogeno en la kloakaĵo atingas certan koncentriĝon, la foriga efiko ne estas evidenta kaj la eniga kosto multe pliiĝas. Tial, la kemia precipitaĵa metodo devus esti uzata kune kun aliaj metodoj taŭgaj por progresinta traktado. La kvanto de uzata reakciilo estas granda, la produktita ŝlimo estas granda, kaj la traktada kosto estas alta. La enkonduko de kloridaj jonoj kaj resta fosforo dum la dozado de kemiaĵoj povas facile kaŭzi sekundaran poluadon.

Pogranda Fabrikisto kaj Provizanto de Aluminia Sulfato | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Pogranda Fabrikisto kaj Provizanto de Dubaza Natria Fosfato | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②elblova metodo

La forigo de amonia nitrogeno per blovada metodo celas alĝustigi la pH-valoron al alkala, tiel ke la amonia jono en la rubakvo konvertiĝas al amoniako, por ke ĝi ĉefe ekzistu en la formo de libera amoniako, kaj poste la libera amoniako estas prenita el la rubakvo per la transportgaso, por atingi la celon forigi amonian nitrogenon. La ĉefaj faktoroj, kiuj influas la blovan efikecon, estas la pH-valoro, temperaturo, gaso-likva proporcio, gasfluo, komenca koncentriĝo kaj tiel plu. Nuntempe, la blovada metodo estas vaste uzata en la traktado de rubakvo kun alta koncentriĝo de amonia nitrogeno.

Oni studis la forigon de amonia nitrogeno el rubodeponeja lesivaĵo per elblova metodo. Oni trovis, ke la ŝlosilaj faktoroj, kiuj kontrolas la efikecon de la elblovo, estis temperaturo, gaso-likva proporcio kaj pH-valoro. Kiam la akvotemperaturo estas pli granda ol 2590, la gaso-likva proporcio estas ĉirkaŭ 3500, kaj la pH estas ĉirkaŭ 10.5, la foriga rapideco povas atingi pli ol 90% por la rubodeponeja lesivaĵo kun amonia nitrogena koncentriĝo de ĝis 2000-4000mg/L. La rezultoj montras, ke kiam pH = 11.5, la foriga temperaturo estas 80°C kaj la foriga tempo estas 120 minutoj, la foriga rapideco de amonia nitrogeno en kloakaĵo povas atingi 99.2%.

La elblova efikeco de alt-koncentrita amonia nitrogena rubakvo estis efektivigita per kontraŭflua elblova turo. La rezultoj montris, ke la elblova efikeco pliiĝis kun la pliiĝo de la pH-valoro. Ju pli granda estas la gaso-likvaĵo-proporcio, des pli granda estas la pela forto de la amoniaka elblova maso-transdono, kaj la elblova efikeco ankaŭ pliiĝas.

La forigo de amonia nitrogeno per blovado estas efika, facile funkciigebla kaj facile kontrolebla. La blovita amonia nitrogeno povas esti uzata kiel absorbilo kun sulfata acido, kaj la generita sulfatacida mono povas esti uzata kiel sterko. La blovada metodo estas nuntempe ofte uzata teknologio por fizika kaj kemia nitrogenforigo. Tamen, la blovada metodo havas kelkajn malavantaĝojn, kiel ofta skvamiĝado en la blovada turo, malalta efikeco por forigo de amonia nitrogeno je malalta temperaturo, kaj sekundara poluado kaŭzita de la blovada gaso. La blovada metodo estas ĝenerale kombinita kun aliaj metodoj por traktado de amonia nitrogena rubakvo por antaŭtrakti alt-koncentriĝintan amonia nitrogenan rubakvon.

③Klorado de rompopunkto

La mekanismo de forigo de amoniako per rompopunkta klorado estas, ke klorgaso reagas kun amoniako por produkti sendanĝeran nitrogengason, kaj N2 eskapas en la atmosferon, igante la reakcian fonton daŭrigi dekstren. La reakcia formulo estas:

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

Kiam klorgaso estas transdonita en la kloakaĵon ĝis certa punkto, la enhavo de libera kloro en la akvo estas malalta, kaj la koncentriĝo de amoniako estas nulo. Kiam la kvanto de klorgaso pasas la punkton, la kvanto de libera kloro en la akvo pliiĝas, tial la punkto nomiĝas la rompopunkto, kaj la klorigado en ĉi tiu stato nomiĝas la rompopunkta klorigado.

La metodo de rompopunkta klorigado estas uzata por trakti la boradrubakvon post blovado de amonia nitrogeno, kaj la traktada efiko estas rekte influita de la antaŭtraktada blovado de amonia nitrogeno. Kiam 70% de la amonia nitrogeno en la rubakvo estas forigita per blovado kaj poste traktita per rompopunkta klorigado, la masa koncentriĝo de amonia nitrogeno en la elfluaĵo estas malpli ol 15mg/L. Zhang Shengli kaj aliaj prenis simulitan amonian nitrogenan rubakvon kun masa koncentriĝo de 100mg/L kiel la esplorobjekton, kaj la esplorrezultoj montris, ke la ĉefaj kaj sekundaraj faktoroj influantaj la forigon de amonia nitrogeno per oksidado de natria hipoklorito estis la kvanta proporcio de kloro al amonia nitrogeno, reakcia tempo kaj pH-valoro.

La metodo de rompopunkta klorinado havas altan nitrogenan forigan efikecon, la foriga rapideco povas atingi 100%, kaj la amoniaka koncentriĝo en la kloakaĵo povas esti reduktita al nulo. La efiko estas stabila kaj ne influata de temperaturo; Malpli da investa ekipaĵo, rapida kaj kompleta respondo; Ĝi havas la efikon de steriligo kaj desinfektado de la akvejo. La aplika amplekso de la rompopunkta klorinado estas, ke la koncentriĝo de amoniaka nitrogena kloakaĵo estas malpli ol 40mg/L, do la metodo de rompopunkta klorinado estas plejparte uzata por la altnivela traktado de amoniaka nitrogena kloakaĵo. La postulo pri sekura uzo kaj stokado estas alta, la kosto de traktado estas alta, kaj la kromproduktoj kloraminoj kaj kloritaj organikaĵoj kaŭzos sekundaran poluadon.

④kataliza oksidiga metodo

La kataliza oksidiga metodo estas per la ago de katalizilo. Sub certa temperaturo kaj premo, per aeroksidiĝo, organika materio kaj amoniako en kloakaĵo povas esti oksidigitaj kaj malkomponitaj en sendanĝerajn substancojn kiel CO2, N2 kaj H2O, por atingi la celon de purigo.

La faktoroj influantaj la efikon de kataliza oksidado estas katalizatoraj karakterizaĵoj, temperaturo, reakcia tempo, pH-valoro, amoniaka nitrogenkoncentriĝo, premo, kirlada intenseco kaj tiel plu.

La putriĝa procezo de ozonigita amonia nitrogeno estis studita. La rezultoj montris, ke kiam la pH-valoro pliiĝis, ia HO-radikalo kun forta oksidiĝa kapablo produktiĝis, kaj la oksidiĝa rapideco signife akceliĝis. Studoj montras, ke ozono povas oksidigi amonian nitrogenon al nitrito kaj nitrito al nitrato. La koncentriĝo de amonia nitrogeno en akvo malpliiĝas kun la pliiĝo de la tempo, kaj la foriga rapideco de amonia nitrogeno estas ĉirkaŭ 82%. CuO-MnO2-CeO2 estis uzata kiel kompozita katalizilo por trakti amonian nitrogenan rubakvon. La eksperimentaj rezultoj montras, ke la oksidiga aktiveco de la nove preparita kompozita katalizilo signife plibonigiĝis, kaj la taŭgaj procezaj kondiĉoj estas 255℃, 4.2MPa kaj pH = 10.8. En la traktado de amonia nitrogena rubakvo kun komenca koncentriĝo de 1023mg/L, la foriga rapideco de amonia nitrogeno povas atingi 98% ene de 150 minutoj, atingante la nacian normon pri sekundara elfluo (50mg/L).

La kataliza agado de zeolit-subtenata TiO2-fotokatalizilo estis esplorita per studado de la malkomponiĝa rapideco de amonia nitrogeno en sulfatacida solvaĵo. La rezultoj montras, ke la optimuma dozo de TiO2/zeolita fotokatalizilo estas 1.5g/L kaj la reakcia tempo estas 4 horoj sub ultraviola radiado. La foriga rapideco de amonia nitrogeno el kloakaĵo povas atingi 98.92%. La foriga efiko de alt-fera kaj nano-zeolita dioksido sub ultraviola lumo sur fenolon kaj amonian nitrogenon estis studita. La rezultoj montras, ke la foriga rapideco de amonia nitrogeno estas 97.5% kiam pH=9.0 estas aplikita al la amonia nitrogena solvaĵo kun koncentriĝo de 50mg/L, kio estas 7.8% kaj 22.5% pli alta ol tiu de alt-fera aŭ zeolita dioksido sole.

La kataliza oksidiga metodo havas la avantaĝojn de alta puriga efikeco, simpla procezo, malgranda funda areo, ktp., kaj ofte estas uzata por trakti alt-koncentriĝintan amonian nitrogenan kloakaĵon. La aplika malfacilaĵo estas kiel malhelpi la perdon de katalizilo kaj protekton kontraŭ korodo de ekipaĵo.

⑤elektrokemia oksidiga metodo

La metodo de elektrokemia oksidado rilatas al la metodo de forigo de poluaĵoj en akvo per elektro-oksidado kun kataliza agado. La influaj faktoroj estas kurentdenseco, enira flukvanto, elira tempo kaj punkta solva tempo.

La elektrokemia oksidado de amoniako-nitrogena rubakvo en cirkulanta fluo-elektroliza ĉelo estis studita, kie la pozitivo estas Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2 reta elektro kaj la negativa estas Ti reta elektro. La rezultoj montras, ke kiam la kloridaj jonoj estas 400 mg/L, la komenca amoniako-nitrogena koncentriĝo estas 40 mg/L, la enflua flukvanto estas 600 mL/min, la kurentdenseco estas 20 mA/cm³, kaj la elektroliza tempo estas 90 min, la amoniako-nitrogena forigrapideco estas 99.37%. Ĉi tio montras, ke elektroliza oksidado de amoniako-nitrogena rubakvo havas bonan aplikoperspektivon.

3. Biokemia nitrogena forigprocezo

①la tuta nitrifikado kaj denitrifikado

Tutproceza nitrifikado kaj denitrifikado estas speco de biologia metodo, kiu estas vaste uzata jam delonge. Ĝi konvertas amoniakan nitrogenon en kloakaĵo en nitrogenon per serio de reakcioj kiel nitrifikado kaj denitrifikado sub la ago de diversaj mikroorganismoj, por atingi la celon de kloakaĵa traktado. La procezo de nitrifikado kaj denitrifikado por forigi amoniakan nitrogenon devas trairi du etapojn:

Nitriga reakcio: La nitriga reakcio estas plenumata de aerobaj aŭtotrofaj mikroorganismoj. En la aeroba stato, neorganika nitrogeno estas uzata kiel nitrogena fonto por konverti NH4+ en NO2-, kaj poste ĝi estas oksidigita al NO3-. La nitriga procezo povas esti dividita en du stadiojn. En la dua stadio, nitrito estas konvertita al nitrato (NO3-) fare de nitrigantaj bakterioj, kaj nitrito estas konvertita al nitrato (NO3-) fare de nitrigantaj bakterioj.

Denitriga reakcio: Denitriga reakcio estas la procezo en kiu denitrigantaj bakterioj reduktas nitritan nitrogenon kaj nitratan nitrogenon al gasa nitrogeno (N2) en hipoksia stato. Denitrigantaj bakterioj estas heterotrofaj mikroorganismoj, el kiuj plejparte apartenas al amfiktaj bakterioj. En hipoksia stato, ili uzas oksigenon en nitrato kiel elektronakceptanton kaj organikan materion (BOD-komponanto en kloakaĵo) kiel elektrondonacanton por provizi energion kaj esti oksiditaj kaj stabiligitaj.

La tutprocezaj aplikoj de nitrifikado kaj denitrifikado ĉefe inkluzivas AO, A2O, oksidigajn fosaĵojn, ktp., kio estas pli matura metodo uzata en la biologia nitrogenforiga industrio.

La tuta nitriga kaj denitriga metodo havas la avantaĝojn de stabila efiko, simpla funkciigo, neniu sekundara poluado kaj malalta kosto. Ĉi tiu metodo ankaŭ havas kelkajn malavantaĝojn, kiel ekzemple ke la karbona fonto devas esti aldonita kiam la C/N-proporcio en la kloakaĵo estas malalta, la temperaturpostulo estas relative strikta, la efikeco estas malalta je malalta temperaturo, la areo estas granda, la oksigena bezono estas granda, kaj iuj damaĝaj substancoj kiel pezmetalaj jonoj havas preman efikon sur mikroorganismojn, kiuj devas esti forigitaj antaŭ ol la biologia metodo estas efektivigita. Krome, la alta koncentriĝo de amonia nitrogeno en la kloakaĵo ankaŭ havas inhibician efikon sur la nitrigan procezon. Tial, antaŭtraktado devus esti efektivigita antaŭ la traktado de alt-koncentriĝa amonia nitrogena kloakaĵo, tiel ke la koncentriĝo de amonia nitrogena kloakaĵo estu malpli ol 500mg/L. La tradicia biologia metodo taŭgas por la traktado de malalt-koncentriĝa amonia nitrogena kloakaĵo enhavanta organikan materion, kiel ekzemple hejma kloakaĵo, kemia kloakaĵo, ktp.

②Samtempa nitrigado kaj denitrigado (SND)

Kiam nitrigado kaj denitrigado estas farataj kune en la sama reaktoro, ĝi nomiĝas samtempa digestado-denitrigado (SND). La dissolvita oksigeno en kloakaĵo estas limigita de la difuza rapido por produkti dissolvitan oksigenan gradienton en la mikromedia areo sur la mikroba flokulo aŭ biofilmo, kio igas la dissolvitan oksigenan gradienton sur la ekstera surfaco de la mikroba flokulo aŭ biofilmo favora al la kresko kaj disvastiĝo de aerobaj nitrigantaj bakterioj kaj amoniakaj bakterioj. Ju pli profunde en la flokulon aŭ membranon, des pli malalta estas la koncentriĝo de dissolvita oksigeno, rezultante en anoksa zono kie denitrigantaj bakterioj dominas. Tiel formiĝas samtempa digestado- kaj denitrigada procezo. La faktoroj influantaj samtempan digestadon kaj denitrigadon estas pH-valoro, temperaturo, alkaleco, fonto de organika karbono, dissolvita oksigeno kaj aĝo de ŝlimo.

Samtempa nitrigado/denitrigado ekzistis en la oksidiga fosaĵo de la Karuselo, kaj la koncentriĝo de dissolvita oksigeno inter la aerumita padelrado en la Karuselo iom post iom malpliiĝis, kaj la dissolvita oksigeno en la malsupra parto de la Karuselo estis pli malalta ol tiu en la supra parto. La formiĝo- kaj konsumo-rapidecoj de nitrata nitrogeno en ĉiu parto de la kanalo estas preskaŭ egalaj, kaj la koncentriĝo de amoniaka nitrogeno en la kanalo estas ĉiam tre malalta, kio indikas, ke la nitrigaj kaj denitrifikaj reakcioj okazas samtempe en la Karuselo-oksidiga kanalo.

La studo pri la traktado de hejma kloakaĵo montras, ke ju pli alta estas la CODCr, des pli kompleta estas la denitrifikado kaj des pli bona estas la TN-forigo. La efiko de dissolvita oksigeno sur samtempan nitrifikadon kaj denitrifikadon estas bonega. Kiam la dissolvita oksigeno estas kontrolita je 0.5~2mg/L, la totala nitrogenforiga efiko estas bona. Samtempe, la nitrifika kaj denitrifika metodo ŝparas la reaktoron, mallongigas la reakcian tempon, havas malaltan energikonsumon, ŝparas investon, kaj facile teni la pH-valoron stabila.

③Mallongdistanca digestado kaj denitrigado

En la sama reaktoro, amoniakaj oksidigantaj bakterioj estas uzataj por oksidigi amoniakon al nitrito sub aerobaj kondiĉoj, kaj poste la nitrito estas rekte denitrigita por produkti nitrogenon kun organika materio aŭ ekstera karbona fonto kiel elektrondonanto sub hipoksiaj kondiĉoj. La influaj faktoroj de mallongdistanca nitrifikado kaj denitrifikado estas temperaturo, libera amoniako, pH-valoro kaj dissolvita oksigeno.

Efiko de temperaturo sur mallongdistanca nitrifikado de municipa kloakaĵo sen marakvo kaj municipa kloakaĵo kun 30% da marakvo. La eksperimentaj rezultoj montras, ke: por la municipa kloakaĵo sen marakvo, pliigo de la temperaturo favoras atingi mallongdistancan nitrifikadon. Kiam la proporcio de marakvo en hejma kloakaĵo estas 30%, mallongdistanca nitrifikado povas esti pli bone atingita sub mezaj temperaturkondiĉoj. La Teknologia Universitato de Delft evoluigis la SHARON-procezon, la uzo de alta temperaturo (ĉirkaŭ 30-4090) favoras la proliferadon de nitritaj bakterioj, tiel ke nitritaj bakterioj perdas konkurencon, dum per kontrolado de la aĝo de la ŝlimo por elimini nitritajn bakteriojn, tiel ke la nitrifika reakcio okazas en la nitrita stadio.

Surbaze de la diferenco en oksigena afineco inter nitritaj bakterioj kaj nitritaj bakterioj, la Gent Microbial Ecology Laboratory evoluigis la OLAND-procezon por atingi la akumuliĝon de nitrita nitrogeno per kontrolado de dissolvita oksigeno por elimini nitritajn bakteriojn.

La rezultoj de la pilottestoj pri la traktado de koaksiĝanta rubakvo per mallongdistanca nitrigado kaj denitrigado montras, ke kiam la alfluantaj KOK, amoniaka nitrogeno, TN kaj fenolo-koncentriĝoj estas 1201,6, 510,4, 540,1 kaj 110,4 mg/L, la averaĝaj KOK, amoniaka nitrogeno, TN kaj fenolo-koncentriĝoj estas 197,1, 14,2, 181,5 kaj 0,4 mg/L, respektive. La respondaj forigo-procentoj estis 83,6%, 97,2%, 66,4% kaj 99,6%, respektive.

Mallongdistanca nitrifika kaj denitrifika procezoj ne trairas la nitratan stadion, ŝparante la karbonfonton bezonatan por biologia nitrogenforigo. Ĝi havas certajn avantaĝojn por amoniaka nitrogena kloakaĵo kun malalta C/N-proporcio. Mallongdistanca nitrifika kaj denitrifika havas la avantaĝojn de malpli da ŝlimo, mallonga reagtempo kaj ŝparado de reaktora volumeno. Tamen, mallongdistanca nitrifika kaj denitrifika postulas stabilan kaj daŭran amasiĝon de nitrito, do kiel efike inhibicii la aktivecon de nitrigaj bakterioj fariĝas la ŝlosilo.

④ Malaeroba amoniaka oksidiĝo

Anaeroba amoksidiĝo estas procezo de rekta oksidiĝo de amonia nitrogeno al nitrogeno fare de aŭtotrofaj bakterioj sub hipoksia kondiĉo, kun salpetra nitrogeno aŭ salpetra nitrogeno kiel elektronakceptanto.

La efikoj de temperaturo kaj pH sur la biologian aktivecon de anammoX estis studitaj. La rezultoj montris, ke la optimuma reakcia temperaturo estis 30℃ kaj la pH-valoro estis 7.8. La farebleco de malaeroba ammoX-reaktoro por trakti altan salecon kaj altkoncentriĝon de nitrogena kloakaĵo estis studita. La rezultoj montris, ke alta saleco signife inhibis anammoX-aktivecon, kaj ĉi tiu inhibicio estis reigebla. La malaeroba ammox-aktiveco de la nealklimatiĝinta ŝlimo estis 67.5% pli malalta ol tiu de la kontrola ŝlimo sub la saleco de 30 g.L-1(NaC1). La anammoX-aktiveco de la alklimatiĝinta ŝlimo estis 45.1% pli malalta ol tiu de la kontrolo. Kiam la alklimatiĝinta ŝlimo estis translokigita de alta saleca medio al malalta saleca medio (sen sala akvo), la malaeroba ammoX-aktiveco pliiĝis je 43.1%. Tamen, la reaktoro emas malkreski sian funkciadon kiam ĝi funkcias en alta saleco dum longa tempo.

Kompare kun la tradicia biologia procezo, malaeroba ammoX estas pli ekonomia biologia nitrogenforiga teknologio sen aldona karbonfonto, malalta oksigena postulo, neniu bezono de reakciiloj por neŭtraligi, kaj malpli da ŝlimproduktado. La malavantaĝoj de malaeroba ammox estas, ke la reakcia rapido estas malrapida, la reaktora volumeno estas granda, kaj la karbonfonto estas malfavora al malaeroba amMOX, kio havas praktikan signifon por solvi la amonian nitrogenan rubakvon kun malbona biodegradebleco.

4. apartigo kaj adsorbado de nitrogena forigo

① membrana apartigmetodo

Membrana apartigmetodo uzas la selektivan permeablon de la membrano por selekteme apartigi la komponantojn en la likvaĵo, por atingi la celon de forigo de amonia nitrogeno. Inkluzivas inversan osmozon, nanofiltradon, deamonian membranon kaj elektrodializon. La faktoroj influantaj la membranan apartigon estas membranaj karakterizaĵoj, premo aŭ tensio, pH-valoro, temperaturo kaj koncentriĝo de amonia nitrogeno.

Laŭ la akvokvalito de amonia nitrogena rubakvo eligita de raratera fandejo, inversa osmoza eksperimento estis efektivigita kun NH4C1 kaj NaCI simulita rubakvo. Oni trovis, ke sub la samaj kondiĉoj, inversa osmozo havas pli altan forigan rapidecon de NaCI, dum NHCl havas pli altan akvoproduktan rapidecon. La foriga rapideco de NH4C1 estas 77.3% post inversa osmoza traktado, kiu povas esti uzata kiel antaŭtraktado de amonia nitrogena rubakvo. Inversa osmoza teknologio povas ŝpari energion, bonan termikan stabilecon, sed klororezisto kaj poluorezisto estas malbonaj.

Biokemia nanofiltra membrana apartigprocezo estis uzata por trakti la rubodeponejan lesivaĵon, tiel ke 85%~90% de la permeabla likvaĵo estis eligita laŭ la normo, kaj nur 0%~15% de la koncentrita kloakaĵlikvaĵo kaj koto estis resenditaj al la rubujo. Ozturki kaj aliaj traktis la rubodeponejan lesivaĵon de Odayeri en Turkio per nanofiltra membrano, kaj la forigofteco de amonia nitrogeno estis ĉirkaŭ 72%. Nanofiltra membrano postulas pli malaltan premon ol inversosmoza membrano, kaj estas facile funkciigebla.

La amoniako-foriga membrana sistemo estas ĝenerale uzata en la traktado de kloakaĵo kun alta amonia nitrogeno. La amonia nitrogeno en la akvo havas la jenan ekvilibron: NH4- +OH- = NH3 + H2O. Dum funkciado, la amoniako-entenanta kloakaĵo fluas en la ŝelon de la membrana modulo, kaj la acido-sorba likvaĵo fluas en la tubon de la membrana modulo. Kiam la pH de la kloakaĵo pliiĝas aŭ la temperaturo altiĝas, la ekvilibro ŝoviĝas dekstren, kaj la amonia jono NH4- fariĝas la libera gasa NH3. Tiam, gasa NH3 povas eniri la acidan absorban likvan fazon en la tubo de la kloaka fazo en la ŝelo tra la mikroporoj sur la surfaco de la kava fibro, kiu estas absorbita de la acida solvaĵo kaj tuj fariĝas jona NH4-. Konservu la pH de la kloakaĵo super 10, kaj la temperaturon super 35 °C (sub 50 °C), tiel ke la NH4 en la kloaka fazo kontinue fariĝos NH3 al la absorba likva fazo migrado. Rezulte, la koncentriĝo de amonia nitrogeno en la kloaka flanko kontinue malpliiĝas. La likva fazo, kiu absorbas acidon, formas tre puran amonian salon, kaj atingas certan koncentriĝon post kontinua cirkulado, kiu povas esti reciklita. Unuflanke, la uzo de ĉi tiu teknologio povas multe plibonigi la forigan rapidecon de amonia nitrogeno en kloakaĵo, kaj aliflanke, ĝi povas redukti la totalan funkciigan koston de la kloakaĵpuriga sistemo.

②elektrodializa metodo

Elektrodializo estas metodo por forigi dissolvitajn solidojn el akvaj solvaĵoj per apliko de tensio inter la membranaj paroj. Sub la ago de tensio, la amoniakaj jonoj kaj aliaj jonoj en la amoniako-nitrogena rubakvo estas riĉigitaj tra la membrano en la amoniakenhava koncentrita akvo, por atingi la celon de forigo.

La metodo de elektrodializo estis uzata por trakti neorganikan rubakvon kun alta koncentriĝo de amonia nitrogeno kaj atingis bonajn rezultojn. Por 2000-3000mg/L da amonia nitrogena rubakvo, la foriga rapideco de amonia nitrogeno povas esti pli ol 85%, kaj la koncentrita amoniaka akvo povas esti akirita je 8.9%. La kvanto da elektro konsumita dum la operacio de elektrodializo estas proporcia al la kvanto de amonia nitrogeno en la rubakvo. Elektrodializa traktado de rubakvo ne estas limigita de pH-valoro, temperaturo kaj premo, kaj ĝi estas facile funkciigebla.

La avantaĝoj de membrana apartigo estas alta reakiro de amonia nitrogeno, simpla funkciigo, stabila traktada efiko kaj neniu sekundara poluado. Tamen, en la traktado de alt-koncentriĝa amonia nitrogena rubakvo, krom la deamoniakita membrano, aliaj membranoj facile skvamiĝas kaj ŝtopiĝas, kaj regenerado kaj malantaŭlavado estas oftaj, pliigante la traktadajn kostojn. Tial, ĉi tiu metodo estas pli taŭga por antaŭtraktado aŭ malalt-koncentriĝa amonia nitrogena rubakvo.

③ Jona interŝanĝa metodo

Jona interŝanĝa metodo estas metodo por forigi amoniakan nitrogenon el rubakvo per uzado de materialoj kun forta selektema adsorbado de amoniakaj jonoj. La ofte uzataj adsorbaj materialoj estas aktivigita karbono, zeolito, montmorilonito kaj interŝanĝa rezino. Zeolito estas speco de siliko-aluminato kun tridimensia spaca strukturo, regula pora strukturo kaj truoj, inter kiuj klinoptilolito havas fortan selekteman adsorban kapaciton por amoniakaj jonoj kaj malaltan prezon, tial ĝi estas ofte uzata kiel adsorba materialo por amoniaka nitrogena rubakvo en inĝenierarto. La faktoroj influantaj la traktadan efikon de klinoptilolito inkluzivas partiklan grandecon, enfluan amoniakan nitrogenan koncentriĝon, kontaktotempon, pH-valoron kaj tiel plu.

La adsorba efiko de zeolito sur amonian nitrogenon estas evidenta, sekvata de ranito, kaj la efiko de grundo kaj ceramisito estas malbona. La ĉefa maniero forigi amonian nitrogenon el zeolito estas jona interŝanĝo, kaj la fizika adsorba efiko estas tre malgranda. La jona interŝanĝa efiko de ceramito, grundo kaj ranito estas simila al la fizika adsorba efiko. La adsorba kapacito de la kvar plenigaĵoj malpliiĝis kun la pliiĝo de temperaturo en la intervalo de 15-35℃, kaj pliiĝis kun la pliiĝo de pH-valoro en la intervalo de 3-9. La adsorba ekvilibro estis atingita post 6-hora oscilado.

Oni studis la fareblecon forigi amoniakan nitrogenon el rubodeponeja lesivaĵo per zeolita adsorbado. La eksperimentaj rezultoj montras, ke ĉiu gramo da zeolito havas limigitan adsorban potencialon de 15.5 mg da amoniaka nitrogeno. Kiam la zeolita partikla grandeco estas 30-16 maŝoj, la foriga rapideco de amoniaka nitrogeno atingas 78.5%, kaj sub la sama adsorba tempo, dozo kaj zeolita partikla grandeco, ju pli alta estas la koncentriĝo de la enfluanta amoniaka nitrogeno, des pli alta estas la adsorba rapideco, kaj estas eble por zeolito kiel adsorbanto forigi amoniakan nitrogenon el la lesivaĵo. Samtempe, oni atentigas, ke la adsorba rapideco de amoniaka nitrogeno fare de zeolito estas malalta, kaj estas malfacile por zeolito atingi saturitan adsorban kapaciton en praktika operacio.

La foriga efiko de biologia zeolita lito sur nitrogenon, KOD kaj aliajn poluaĵojn en simulita vilaĝa kloakaĵo estis studita. La rezultoj montras, ke la foriga rapideco de amonia nitrogeno per biologia zeolita lito estas pli ol 95%, kaj la forigo de nitrata nitrogeno estas multe influita de la hidraŭlika restadtempo.

La jona interŝanĝa metodo havas la avantaĝojn de malgranda investo, simpla procezo, oportuna funkciigo, nesentemo al veneno kaj temperaturo, kaj reuzo de zeolito per regenerado. Tamen, dum traktado de alt-koncentriĝa amonia nitrogena rubakvo, la regenerado estas ofta, kio alportas malkomforton al la operacio, do ĝi bezonas esti kombinita kun aliaj amonia nitrogenaj traktadmetodoj, aŭ uzata por trakti malalt-koncentriĝan amonia nitrogenan rubakvon.

Pogranda Fabrikisto kaj Provizanto de 4A Zeolito | EVERBRIGHT (cnchemist.com)