1.Hvað er ammoníak köfnunarefni?
Ammoníak köfnunarefni vísar til ammoníak í formi frís ammoníak (eða ójónað ammoníak, NH3) eða jónískt ammoníak (NH4+).Hærra pH og hærra hlutfall af lausu ammoníaki;Þvert á móti er hlutfall ammoníumsalts hátt.
Ammoníak köfnunarefni er næringarefni í vatni, sem getur leitt til ofauðgunar vatns, og er helsta súrefnisneytandi mengunarefnið í vatni, sem er eitrað fiskum og sumum vatnalífverum.
Helstu skaðlegu áhrif ammoníumköfnunarefnis á vatnalífverur eru frítt ammoníak, en eituráhrif þess eru tugum sinnum meiri en ammoníumsalts og eykst með aukningu basa.Ammoníak köfnunarefnis eiturhrif eru nátengd pH gildi og vatnshita laugvatnsins, almennt, því hærra sem pH gildið og vatnshitastigið er, því sterkara er eituráhrifin.
Tvær áætluð litamælingaraðferðir sem eru almennt notaðar til að ákvarða ammoníak eru klassíska Nessler hvarfefnisaðferðin og fenól-hýpóklórítaðferðin.Títrun og rafmagnsaðferðir eru einnig almennt notaðar til að ákvarða ammoníak;Þegar ammoníak köfnunarefnisinnihald er hátt er einnig hægt að nota eimingartítrunaraðferðina.(Landsstaðlar innihalda Nath's hvarfefnisaðferð, salicýlsýru litrófsmælingu, eimingu – títrunaraðferð)
2. Líkamlegt og efnafræðilegt köfnunarefnisflutningsferli
① Efnafræðileg úrkomuaðferð
Efnaútfellingaraðferð, einnig þekkt sem MAP útfellingaraðferð, er að bæta magnesíum og fosfórsýru eða vetnisfosfati í skólpvatnið sem inniheldur ammoníak köfnunarefni, þannig að NH4+ í frárennslisvatninu hvarfast við Mg+ og PO4- í vatnslausn til að mynda ammóníummagnesíumfosfatútfellingu , sameindaformúlan er MgNH4P04.6H20, til að ná þeim tilgangi að fjarlægja ammoníak köfnunarefni.Magnesíumammoníumfosfat, almennt þekkt sem struvít, er hægt að nota sem rotmassa, jarðvegsaukefni eða eldvarnarefni til að byggja upp byggingarvörur.Viðbragðsjafnan er sem hér segir:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Helstu þættir sem hafa áhrif á meðferðaráhrif efnaúrfellingar eru pH-gildi, hitastig, styrkur ammoníaksköfnunarefnis og mólhlutfall (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Niðurstöðurnar sýna að þegar pH gildi er 10 og mólhlutfall magnesíums, köfnunarefnis og fosfórs er 1,2:1:1,2, eru meðferðaráhrif betri.
Með því að nota magnesíumklóríð og tvínatríumvetnisfosfat sem útfellingarefni sýna niðurstöðurnar að meðferðaráhrif eru betri þegar pH gildið er 9,5 og mólhlutfall magnesíums, köfnunarefnis og fosfórs er 1,2:1:1.
Niðurstöðurnar sýna að MgC12+Na3PO4.12H20 er betri en aðrar útfellingarefnasamsetningar.Þegar pH gildið er 10,0 er hitastigið 30 ℃, n(Mg+): n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, massastyrkur ammoníak köfnunarefnis í frárennslisvatninu minnkar eftir að hrært hefur verið í 30 mín. úr 222mg/L fyrir meðferð í 17mg/L, og brottnámshlutfallið er 92,3%.
Efnaútfellingaraðferðin og fljótandi himnuaðferðin voru sameinuð til meðhöndlunar á hástyrk iðnaðar ammoníak köfnunarefnisafrennslisvatni.Við hagræðingarskilyrði úrkomuferlisins náði fjarlægingarhlutfall ammoníak köfnunarefnis 98,1% og síðan frekari meðferð með fljótandi filmuaðferð minnkaði styrk ammoníaks köfnunarefnis í 0,005g/L, og náði landsbundnum fyrsta flokks losunarstaðli.
Könnuð voru brottnámsáhrif tvígildra málmjóna (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) en Mg+ á ammoníak köfnunarefni undir verkun fosfats.Nýtt ferli CaSO4 úrkomu-MAP úrkomu var lagt til fyrir ammóníumsúlfat frárennslisvatn.Niðurstöðurnar sýna að hægt er að skipta út hefðbundnum NaOH þrýstijafnara fyrir kalk.
Kosturinn við efnaúrfellingaraðferðina er að þegar styrkur ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns er hár er notkun annarra aðferða takmörkuð, svo sem líffræðilega aðferð, brotpunktsklórunaraðferð, himnuaðskilnaðaraðferð, jónaskiptaaðferð osfrv. Hægt er að nota efnaútfellingaraðferð til formeðferðar.Fjarlægingarvirkni efnaútfellingaraðferðar er betri og hún er ekki takmörkuð af hitastigi og aðgerðin er einföld.Hægt er að nota útfellda seyru sem inniheldur magnesíumammoníumfosfat sem samsettan áburð til að ná úrgangsnýtingu og vega þannig upp hluta kostnaðarins;Ef hægt er að sameina það við sum iðnaðarfyrirtæki sem framleiða fosfatafrennsli og fyrirtæki sem framleiða saltpækil getur það sparað lyfjakostnað og auðveldað notkun í stórum stíl.
Ókosturinn við efnaútfellingaraðferðina er að vegna takmörkunar á leysniafurð ammóníummagnesíumfosfats, eftir að ammoníak köfnunarefni í skólpvatni nær ákveðnum styrk, eru flutningsáhrifin ekki augljós og inntakskostnaðurinn eykst verulega.Þess vegna ætti að nota efnaútfellingaraðferð ásamt öðrum aðferðum sem henta fyrir háþróaða meðferð.Magn hvarfefnis sem notað er er mikið, seyru sem framleitt er er stór og meðferðarkostnaður er hár.Innleiðing klóríðjóna og fosfórafgangs við skömmtun efna getur auðveldlega valdið aukamengun.
Heildverslun álsúlfat framleiðandi og birgir |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Heildverslun Dibasic Sodium Phosphate Framleiðandi og birgir |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②blástursaðferð
Fjarlæging á ammoníak köfnunarefni með blástursaðferð er að stilla pH gildið í basískt, þannig að ammóníakjónin í frárennslisvatninu breytist í ammoníak, þannig að það er aðallega til í formi frís ammoníak, og síðan er ókeypis ammoníakið tekið út af frárennslisvatninu í gegnum burðargasið, til að ná þeim tilgangi að fjarlægja ammoníak köfnunarefni.Helstu þættir sem hafa áhrif á blástursvirkni eru pH-gildi, hitastig, gas-vökvahlutfall, gasflæðishraði, upphafsstyrkur og svo framvegis.Sem stendur er afblástursaðferðin mikið notuð við meðhöndlun frárennslisvatns með háum styrk ammoníak köfnunarefnis.
Skoðað var hvernig ammoníak köfnunarefni er fjarlægt úr skolvatni frá urðunarstöðum með blástursaðferð.Í ljós kom að lykilþættirnir sem stjórnuðu skilvirkni afblásturs voru hitastig, gas-vökvahlutfall og pH-gildi.Þegar vatnshitastigið er hærra en 2590, gas-vökvahlutfallið er um það bil 3500 og pH er um það bil 10,5, getur fjarlægingarhlutfallið náð meira en 90% fyrir urðunarstað útskola með ammoníak köfnunarefnisstyrk eins hátt og 2000-4000mg/ L.Niðurstöðurnar sýna að þegar pH=11,5, strípunarhitastigið er 80cC og strippunartíminn er 120mín, getur fjarlægingarhraði ammoníak köfnunarefnis í frárennslisvatni náð 99,2%.
Útblástursnýtni hástyrks ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns var framkvæmd með mótstraumsblástursturni.Niðurstöðurnar sýndu að blástursvirkni jókst með hækkun pH gildis.Því stærra sem gas-vökvahlutfallið er, því meiri er drifkrafturinn fyrir massaflutning ammoníakhreinsunar og afköst eykur einnig.
Fjarlæging ammoníak köfnunarefnis með blástursaðferð er árangursrík, auðvelt í notkun og auðvelt að stjórna.Hægt er að nota blásið ammoníak köfnunarefni sem gleypiefni með brennisteinssýru og brennisteinssýrupeninginn sem myndast er hægt að nota sem áburð.Blow-off aðferð er algeng tækni til að fjarlægja líkamlegt og efnafræðilegt köfnunarefni um þessar mundir.Hins vegar hefur afblástursaðferðin nokkra ókosti, svo sem tíðar kölnun í útblástursturninum, lágt ammoníak köfnunarefnisfjarlægni við lágt hitastig og aukamengun af völdum útblástursgassins.Blow-off aðferð er almennt sameinuð öðrum ammoníak köfnunarefnishreinsunaraðferðum til að formeðhöndla hástyrk ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatn.
③ Brotpunktsklórun
Aðferðin við að fjarlægja ammoníak með klórun á brotpunkti er að klórgas hvarfast við ammoníak til að framleiða skaðlaust köfnunarefnisgas og N2 sleppur út í andrúmsloftið, sem gerir hvarfgjafann áfram til hægri.Viðbragðsformúlan er:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Þegar klórgas er flutt í frárennslisvatnið að ákveðnum stað er innihald frjálss klórs í vatninu lágt og styrkur ammoníaksins er núll.Þegar magn klórgass fer framhjá punktinum mun magn frjálss klórs í vatninu aukast, þess vegna er punkturinn kallaður brotpunktur og klórunin í þessu ástandi er kölluð brotmarksklórun.
Brotpunktsklórunaraðferðin er notuð til að meðhöndla borafrennsli eftir að ammoníak köfnunarefni hefur blásið og meðferðaráhrifin hafa bein áhrif á formeðferð ammoníak köfnunarefnisblástursferlisins.Þegar 70% af ammoníak köfnunarefninu í frárennslisvatninu er fjarlægt með blástursferli og síðan meðhöndlað með brotmarksklórun, er massastyrkur ammoníak köfnunarefnis í frárennsli minna en 15mg/L.Zhang Shengli o.fl.tók herma ammoníak köfnunarefnisafrennslisvatn með massastyrk 100mg/L sem rannsóknarviðfang og rannsóknarniðurstöður sýndu að aðal- og aukaþættir sem hafa áhrif á fjarlægingu ammoníaksköfnunarefnis með oxun natríumhýpóklóríts voru magnhlutfall klórs og ammoníaksköfnunarefnis, viðbragðstíma og pH gildi.
Brotpunktsklórunaraðferðin hefur mikla köfnunarefnisfjarlægingu, flutningshlutfallið getur náð 100% og ammoníakstyrkur í skólpvatni er hægt að minnka í núll.Áhrifin eru stöðug og hafa ekki áhrif á hitastig;Minni fjárfestingarbúnaður, hröð og fullkomin viðbrögð;Það hefur áhrif dauðhreinsunar og sótthreinsunar á vatnshlot.Notkunarsvið klórunaraðferðarinnar er að styrkur ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns er minna en 40mg/L, þannig að klórunaraðferðin er að mestu notuð til háþróaðrar meðferðar á ammoníak köfnunarefnis afrennsli.Krafan um örugga notkun og geymslu er mikil, kostnaður við meðhöndlun er hár og aukaafurðirnar klóramín og klóruð lífræn efni munu valda aukamengun.
④hvataoxunaraðferð
Hvataoxunaraðferð er með virkni hvata, undir ákveðnu hitastigi og þrýstingi, í gegnum loftoxun, lífræn efni og ammoníak í skólpi er hægt að oxa og brjóta niður í skaðlaus efni eins og CO2, N2 og H2O, til að ná tilgangi hreinsunar.
Þættirnir sem hafa áhrif á áhrif hvataoxunar eru eiginleikar hvata, hitastig, viðbragðstími, pH-gildi, styrkur ammoníak köfnunarefnis, þrýstingur, hræringarstyrkur og svo framvegis.
Niðurbrotsferli ósonaðs ammoníaksköfnunarefnis var rannsakað.Niðurstöðurnar sýndu að þegar pH-gildið hækkaði myndaðist eins konar HO stakeindir með sterka oxunargetu og oxunarhraðinn var verulega hraðinn.Rannsóknir sýna að óson getur oxað ammoníak köfnunarefni í nítrít og nítrít í nítrat.Styrkur ammoníak köfnunarefnis í vatni minnkar með tímanum og brottnámshlutfall ammoníak köfnunarefnis er um 82%.CuO-Mn02-Ce02 var notað sem samsettur hvati til að meðhöndla ammoníak köfnunarefnisafrennsli.Tilraunaniðurstöðurnar sýna að oxunarvirkni nýlega tilbúinna samsetta hvatans er verulega bætt og viðeigandi ferliskilyrði eru 255 ℃, 4,2 MPa og pH=10,8.Við meðhöndlun á afrennsli ammoníak köfnunarefnis með upphafsstyrk upp á 1023mg/L, getur fjarlægingarhlutfall ammoníak köfnunarefnis náð 98% innan 150 mín, og náð landsbundnum efri (50mg/L) losunarstaðli.
Hvataárangur seólítstudds TiO2 ljóshvata var rannsakaður með því að rannsaka niðurbrotshraða ammoníak köfnunarefnis í brennisteinssýrulausn.Niðurstöðurnar sýna að ákjósanlegur skammtur af Ti02/zeólít ljóshvata er 1,5 g/L og hvarftíminn er 4 klst. við útfjólubláa geislun.Fjarlægingarhlutfall ammoníak köfnunarefnis úr frárennsli getur náð 98,92%.Fjarlægingaráhrif mikils járns og nanó-hökudíoxíðs undir útfjólubláu ljósi á fenól og ammoníak köfnunarefni voru rannsökuð.Niðurstöðurnar sýna að brottnámshlutfall ammoníak köfnunarefnis er 97,5% þegar pH=9,0 er borið á ammoníak köfnunarefnislausnina með styrkleikanum 50mg/L, sem er 7,8% og 22,5% hærra en magn járns eða kíndíoxíðs eingöngu.
Hvataoxunaraðferð hefur kosti mikillar hreinsunar skilvirkni, einfalt ferli, lítið botnsvæði osfrv., og er oft notað til að meðhöndla hástyrk ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatn.Notkunarerfiðleikarnir eru hvernig á að koma í veg fyrir tap á hvata og tæringarvörn búnaðar.
⑤ rafefnafræðileg oxunaraðferð
Rafefnafræðileg oxunaraðferð vísar til aðferðar við að fjarlægja mengunarefni í vatni með því að nota rafoxun með hvatavirkni.Áhrifaþættirnir eru straumþéttleiki, inntaksrennsli, úttakstími og lausnartími.
Rannsakuð var rafefnafræðileg oxun ammoníak-köfnunarefnis frárennslisvatns í rafgreiningarklefa með hringflæði, þar sem það jákvæða er Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 netrafmagn og það neikvæða er Ti netrafmagn.Niðurstöðurnar sýna að þegar styrkur klóríðjóna er 400mg/L, er upphafsstyrkur ammoníaksköfnunarefnis 40mg/L, innstreymishraði er 600mL/mín, straumþéttleiki er 20mA/cm og rafgreiningartími er 90mín, ammoníakið. Hlutfall köfnunarefnisfjarlægingar er 99,37%.Það sýnir að rafgreiningaroxun ammoníak-köfnunarefnis frárennslisvatns hefur góða möguleika á notkun.
3. Lífefnafræðilegt ferli til að fjarlægja köfnunarefni
①allt nitrification og denitrification
Nitrification og denitrification í heilu ferli er eins konar líffræðileg aðferð sem hefur verið mikið notuð í langan tíma um þessar mundir.Það breytir ammoníak köfnunarefni í frárennsli í köfnunarefni með röð af viðbrögðum eins og nitrification og denitrification undir verkun ýmissa örvera, til að ná tilgangi skólphreinsunar.Ferlið við nitrification og denitrification til að fjarlægja ammoníak köfnunarefni þarf að fara í gegnum tvö stig:
Nitrunarviðbrögð: Nítrunarviðbrögðin eru fullgerð af loftháðum sjálfvirkum örverum.Í loftháðu ástandi er ólífrænt köfnunarefni notað sem köfnunarefnisgjafi til að breyta NH4+ í NO2- og síðan er það oxað í NO3-.Nitrunarferlinu má skipta í tvö stig.Á öðru stigi breytist nítrít í nítrat (NO3-) með nítrunargerlum og nítríti er breytt í nítrat (NO3-) með nítrunargerlum.
Denitrification viðbrögð: Denitrification viðbrögð er ferlið þar sem denitrifying bakteríur draga úr nítrít köfnunarefni og nítrat köfnunarefni í loftkennt köfnunarefni (N2) í ástandi súrefnisskorts.Denitrifying bakteríur eru heterotrophic örverur, sem flestar tilheyra amphictic bakteríur.Í ástandi súrefnisskorts nota þeir súrefni í nítrati sem rafeindaviðtaka og lífrænt efni (BOD hluti í skólpi) sem rafeindagjafa til að veita orku og vera oxað og stöðugt.
Allt ferlið nitrification og denitrification verkfræði forrit innihalda aðallega AO, A2O, oxunarskurður osfrv., Sem er þroskaðri aðferð sem notuð er í líffræðilegum köfnunarefnisflutningsiðnaði.
Öll nítrunar- og denitrification aðferðin hefur kosti stöðugra áhrifa, einföldrar notkunar, engin efri mengun og litlum tilkostnaði.Þessi aðferð hefur einnig nokkra galla, eins og kolefnisgjafinn verður að bæta við þegar C/N hlutfallið í frárennslisvatninu er lágt, hitastigsþörfin er tiltölulega ströng, skilvirkni er lítil við lágt hitastig, svæðið er stórt, súrefnisþörfin er stór og sum skaðleg efni eins og þungmálmjónir hafa þrýstiáhrif á örverur sem þarf að fjarlægja áður en líffræðilega aðferðin er framkvæmd.Að auki hefur hár styrkur ammoníak köfnunarefnis í frárennslisvatninu einnig hamlandi áhrif á nítrunarferlið.Þess vegna ætti að framkvæma formeðferð fyrir meðhöndlun á ammoníak köfnunarefnisafrennsli með mikilli styrk þannig að styrkur ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns sé minni en 500mg/L.Hin hefðbundna líffræðilega aðferð er hentug til meðhöndlunar á lágstyrk ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatni sem inniheldur lífræn efni, svo sem heimilisskólp, efnaafrennsli osfrv.
② Samtímis nitrification og denitrification (SND)
Þegar nitrification og denitrification eru framkvæmd saman í sama reactor er það kallað samtímis digestion denitrification (SND).Uppleysta súrefnið í frárennslisvatni er takmarkað af dreifingarhraðanum til að framleiða uppleyst súrefnisstigull í örumhverfissvæðinu á örveruflokknum eða líffilmunni, sem gerir uppleysta súrefnisstiglinn á ytra yfirborði örveruflokksins eða líffilmu sem stuðlar að vexti og fjölgun af loftháðum nítrunarbakteríum og ammoníakandi bakteríum.Því dýpra sem er í flokkinn eða himnuna, því lægri er styrkur uppleysts súrefnis, sem leiðir til súrefnislauss svæðis þar sem denitrifying bakteríur ráða ríkjum.Þannig myndast samtímis meltingar- og denitrification ferli.Þættirnir sem hafa áhrif á samtímis meltingu og denitrification eru PH gildi, hitastig, basagildi, lífræn kolefnisgjafi, uppleyst súrefni og aldur seyru.
Samtímis nitrification/denitrification var í Carrousel oxunarskurðinum og styrkur uppleysts súrefnis milli loftaðs hjólsins í Carrousel oxunarskurðinum minnkaði smám saman og uppleyst súrefni í neðri hluta Carrousel oxunarskurðarins var lægri en í efri hlutanum. .Myndun og neysluhraði nítratköfnunarefnis í hverjum hluta rásarinnar er nánast jafn og styrkur ammoníak niturs í rásinni er alltaf mjög lágur, sem bendir til þess að nítrunar- og denitrification viðbrögðin eigi sér stað samtímis í Carrousel oxunarrásinni.
Rannsóknin á meðhöndlun á skólpi frá heimilinu sýnir að því hærra sem CODCr er, því fullkomnari er afrennsli og því betra er TN-fjarlæging.Áhrif uppleysts súrefnis á samtímis nitrification og denitrification eru mikil.Þegar uppleystu súrefninu er stjórnað við 0,5 ~ 2mg/L, er heildaráhrif köfnunarefnisfjarlægingar góð.Á sama tíma sparar nitrification og denitrification aðferðin reactor, styttir viðbragðstímann, hefur litla orkunotkun, sparar fjárfestingu og er auðvelt að halda pH gildi stöðugu.
③ Skammdræg melting og denitrification
Í sama reactor eru ammoníak oxandi bakteríur notaðar til að oxa ammoníak í nítrít við loftháðar aðstæður og síðan er nítrít beint afnítrað til að framleiða köfnunarefni með lífrænu efni eða ytri kolefnisgjafa sem rafeindagjafa við súrefnisskort.Áhrifaþættir skammdrægrar nítrunar og denitrification eru hitastig, laust ammoníak, pH gildi og uppleyst súrefni.
Áhrif hitastigs á skammdræg nítrun skólps sveitarfélaga án sjós og skólps sveitarfélaga með 30% sjó.Tilraunaniðurstöðurnar sýna að: fyrir skólp sveitarfélagsins án sjós er hækkun hitastigs til þess fallin að ná fram skammdrægri nítrun.Þegar hlutfall sjávar í skólpi heimilisins er 30% er hægt að ná skammdrægri nítrun betur við meðalhitaskilyrði.Tækniháskólinn í Delft þróaði SHARON ferlið, notkun á háum hita (um 30-4090) stuðlar að útbreiðslu nítrítbaktería, þannig að nítrítbakteríur tapa samkeppni, en með því að stjórna aldri seyru til að útrýma nítrítbakteríum, svo að nítrunarviðbrögðin á nítrítstigi.
Byggt á muninum á súrefnissækni milli nítrítbaktería og nítrítgerla þróaði Gent Microbial Ecology Laboratory OLAND ferlið til að ná uppsöfnun nítrítköfnunarefnis með því að stjórna uppleystu súrefni til að útrýma nítrítbakteríum.
Niðurstöður tilraunaprófana á meðhöndlun á afrennslisvatni með skammdrægri nítrunar- og denitrification sýna að þegar styrkur COD, ammoníak köfnunarefnis, TN og fenóls er 1201,6,510,4,540,1 og 110,4mg/L, er meðaltal frárennslisköfnunarefnis COD, ammoníak. Styrkur ,TN og fenóls er 197,1,14,2,181,5 og 0,4mg/L, í sömu röð.Samsvarandi brottflutningshlutfall var 83,6%, 97,2%, 66,4% og 99,6%, í sömu röð.
Skammdræg nítrunar- og denitrification ferli fer ekki í gegnum nítratstigið, sem sparar kolefnisgjafann sem þarf til að fjarlægja líffræðilega nitur.Það hefur ákveðna kosti fyrir ammoníak köfnunarefnisafrennsli með lágu C/N hlutfalli.Skammdræg nitrification og denitrification hefur þá kosti að minna seyru, stuttur viðbragðstími og spara reactor rúmmál.Hins vegar, skammdræg nítrunar- og denitrification krefst stöðugrar og varanlegrar uppsöfnunar nítríts, þannig að það er lykilatriði hvernig hægt er að hindra virkni nítrunargerla á áhrifaríkan hátt.
④ Loftfirrt ammoníak oxun
Loftfirrt ammoxun er ferli bein oxun ammoníak köfnunarefnis í köfnunarefni með sjálfvirkum bakteríum við ástand súrefnisskorts, með nitur nitur eða nitur nitur sem rafeindaviðtaka.
Áhrif hitastigs og PH á líffræðilega virkni anammoX voru rannsökuð.Niðurstöðurnar sýndu að ákjósanlegur hvarfhiti var 30 ℃ og pH gildi var 7,8.Könnuð var hagkvæmni loftfirrs ammoX reactors til að meðhöndla afrennsli með mikilli seltu og háum styrk köfnunarefnis.Niðurstöðurnar sýndu að mikil selta hamlaði marktækt anammoX virkni og þessi hömlun gekk til baka.Loftfirrt ammoxvirkni óaðlögðrar seyru var 67,5% minni en viðmiðunareðjunnar við seltu 30g.L-1(NaC1).AnammoX virkni aðlöguðu seyru var 45,1% lægri en viðmiðunar.Þegar aðlöguð eðjan var flutt úr umhverfi með miklu seltu yfir í umhverfi með lágt selta (engin saltvatn), jókst loftfirrt ammoX virkni um 43,1%.Hins vegar er hætta á virkni kjarnaofnsins þegar hann gengur í mikilli seltu í langan tíma.
Í samanburði við hefðbundið líffræðilegt ferli er loftfirrt ammoX hagkvæmari tækni til að fjarlægja köfnunarefni, án viðbótar kolefnisgjafa, lítillar súrefnisþörf, engin þörf fyrir hvarfefni til að hlutleysa og minni seyruframleiðslu.Ókostir loftfirrðs ammoxs eru þeir að hvarfhraði er hægur, rúmmál reactors er mikið og kolefnisgjafinn er óhagstæður loftfirrt amMOX, sem hefur hagnýta þýðingu til að leysa ammoníak köfnunarefnisafrennsli með lélegu niðurbrjótanleika.
4.aðskilnaður og aðsog köfnunarefnisflutningsferli
① himnuaðskilnaðaraðferð
Himnuaðskilnaðaraðferð er að nota sértæka gegndræpi himnunnar til að aðgreina efnishlutana í vökvanum sértækt til að ná tilgangi ammoníak köfnunarefnisfjarlægingar.Þar á meðal öfug himnuflæði, nanósíun, deammoniating himna og rafskilun.Þættirnir sem hafa áhrif á himnuskil eru eiginleikar himnu, þrýstingur eða spenna, pH-gildi, hitastig og styrkur ammoníaksköfnunarefnis.
Í samræmi við vatnsgæði ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns sem losað er frá sjaldgæfum jarðvegi álveri, var tilraunin með öfugu himnuflæði gerð með NH4C1 og NaCI hermt afrennsli.Það kom í ljós að við sömu aðstæður hefur öfug himnuflæði hærra flutningshraða NaCI, en NHCl hefur meiri vatnsframleiðslu.Fjarlægingarhlutfall NH4C1 er 77,3% eftir öfuga himnuflæðismeðferð, sem hægt er að nota sem formeðferð á ammoníak köfnunarefnisafrennsli.Reverse osmosis tækni getur sparað orku, góðan hitastöðugleika, en klórþol, mengunarþol er lélegt.
Lífefnafræðilegt nanósíunarhimnuaðskilnaðarferli var notað til að meðhöndla útskolun úr urðunarstaðnum, þannig að 85% ~ 90% af gegndræpi vökvanum var losað í samræmi við staðalinn, og aðeins 0% ~ 15% af óblandaðri skólpvökva og leðju var skilað aftur í sorptankur.Ozturki o.fl.meðhöndlaði sorphreinsunarvatnið í Odayeri í Tyrklandi með nanósíunarhimnu og var fjarlægingarhlutfall ammoníaksköfnunarefnis um 72%.Nanofiltration himna krefst lægri þrýstings en öfug himnuflæði, auðvelt í notkun.
Ammoníak-fjarlægjandi himnakerfið er almennt notað við meðhöndlun á frárennslisvatni með miklu ammoníak köfnunarefni.Ammoníak köfnunarefni í vatninu hefur eftirfarandi jafnvægi: NH4- +OH-= NH3+H2O í notkun, afrennsli sem inniheldur ammoníak rennur í skel himnueiningarinnar og sýrugleypandi vökvinn rennur í rör himnunnar mát.Þegar PH frárennslisvatnsins eykst eða hitastigið hækkar mun jafnvægið færast til hægri og ammóníumjónin NH4- verður að frjálsu lofttegundinni NH3.Á þessum tíma getur loftkennt NH3 farið inn í sýruupptöku vökvafasann í pípunni frá affallsvatnsfasanum í skelinni í gegnum örholurnar á yfirborði holu trefjanna, sem frásogast af sýrulausninni og verður strax að jónandi NH4-.Haltu PH afrennslisvatnsins yfir 10 og hitastiginu yfir 35 ° C (undir 50 ° C), þannig að NH4 í frárennslisfasanum verði stöðugt NH3 til frásogs vökvafasa flæðisins.Í kjölfarið minnkaði styrkur ammoníaksköfnunarefnis í frárennslishliðinni stöðugt.Sýruupptöku vökvafasinn, vegna þess að það er aðeins sýra og NH4-, myndar mjög hreint ammoníumsalt og nær ákveðnum styrk eftir stöðuga hringrás, sem hægt er að endurvinna.Annars vegar getur notkun þessarar tækni bætt verulega brottflutningshraða ammoníak köfnunarefnis í frárennsli, og hins vegar getur það dregið úr heildarrekstrarkostnaði skólphreinsikerfis.
②rafskilunaraðferð
Rafskilun er aðferð til að fjarlægja uppleyst fast efni úr vatnslausnum með því að beita spennu á milli himnupöranna.Undir áhrifum spennu eru ammoníakjónir og aðrar jónir í ammoníak-köfnunarefnisafrennsli auðgað í gegnum himnuna í óblandaða vatninu sem inniheldur ammoníak til að ná þeim tilgangi að fjarlægja.
Rafskilunaraðferðin var notuð til að meðhöndla ólífrænt skólpvatn með háum styrk ammoníak köfnunarefnis og náði góðum árangri.Fyrir 2000-3000mg /L ammoníak köfnunarefnis afrennsli getur fjarlægingarhlutfall ammoníak köfnunarefnis verið meira en 85% og óblandaða ammoníak vatnið er hægt að fá um 8,9%.Magn raforku sem neytt er við rafskilun er í réttu hlutfalli við magn ammoníak köfnunarefnis í frárennslisvatninu.Rafskilunarmeðferð skólps er ekki takmörkuð af pH-gildi, hitastigi og þrýstingi og það er auðvelt í notkun.
Kostir himna aðskilnaðar eru mikil endurheimt ammoníak köfnunarefnis, einföld aðgerð, stöðug meðferðaráhrif og engin efri mengun.Hins vegar, við meðhöndlun á ammoníak köfnunarefnisafrennsli með mikilli styrk, nema fyrir deammoníuðu himnuna, er auðvelt að stækka aðrar himnur og stífla, og endurnýjun og bakþvottur eru tíðar, sem eykur meðferðarkostnað.Þess vegna er þessi aðferð hentugri fyrir formeðferð eða lágstyrk ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatns.
③ Jónaskiptaaðferð
Jónaskiptaaðferð er aðferð til að fjarlægja ammoníak köfnunarefni úr frárennsli með því að nota efni með sterka sértæka frásog ammoníakjóna.Algengustu aðsogsefnin eru virkjað kolefni, zeólít, montmorillonít og skiptiplastefni.Zeolite er eins konar kísil-alúminat með þrívíddar rýmisbyggingu, reglulegri svitabyggingu og holum, þar á meðal hefur klínóptilólít sterka sértæka frásogsgetu fyrir ammoníakjónir og lágt verð, svo það er almennt notað sem aðsogsefni fyrir ammoníak köfnunarefnisafrennsli. í verkfræði.Þættirnir sem hafa áhrif á meðferðaráhrif klínóptílólíts eru kornastærð, styrkur ammoníak köfnunarefnis, snertingartími, pH gildi og svo framvegis.
Aðsogsáhrif zeólíts á ammoníak köfnunarefni eru augljós, þar á eftir kemur ranít og áhrif jarðvegs og keramisíts eru lítil.Helsta leiðin til að fjarlægja ammoníak köfnunarefni úr zeólíti er jónaskipti og líkamleg aðsogsáhrif eru mjög lítil.Jónaskiptaáhrif keramíts, jarðvegs og raníts eru svipuð líkamlegum aðsogsáhrifum.Aðsogsgeta fylliefnanna fjögurra minnkaði með hækkun hitastigs á bilinu 15-35 ℃ og jókst með aukningu á pH-gildi á bilinu 3-9.Aðsogsjafnvægi var náð eftir 6 klst sveiflu.
Rannsakað var hagkvæmni þess að fjarlægja ammoníak köfnunarefni úr sigvatni úr urðunarstöðum með aðsogs zeólíts.Tilraunaniðurstöðurnar sýna að hvert gramm af zeólíti hefur takmarkaða aðsogsmöguleika upp á 15,5 mg ammoníak köfnunarefnis, þegar zeólít kornastærð er 30-16 möskva, nær flutningshraði ammoníak köfnunarefnis 78,5%, og við sama aðsogstíma, skammta og kornastærð zeólíts, því hærra sem innstreymandi ammoníak köfnunarefnisstyrkur er, því hærra er frásogshraðinn og mögulegt er fyrir zeólít sem aðsogsefni til að fjarlægja ammoníak köfnunarefni úr skolvatninu.Jafnframt er bent á að aðsogshraði ammoníak köfnunarefnis af zeólíti sé lágt og erfitt sé fyrir zeólít að ná mettunaraðsogsgetu í verklegum rekstri.
Könnuð voru eyðsluáhrif líffræðilegs zeólítbeðs á köfnunarefni, COD og önnur mengunarefni í hermdu þorpsskólpi.Niðurstöðurnar sýna að flutningshlutfall ammoníak köfnunarefnis með líffræðilegu zeólítbeði er meira en 95% og brottnám nítratköfnunarefnis hefur mikil áhrif á vökvabúsetutímann.
Jónaskiptaaðferðin hefur kosti lítillar fjárfestingar, einfalt ferli, þægilegan gang, ónæmi fyrir eitri og hitastigi og endurnýtingu zeólíts með endurnýjun.Hins vegar, þegar verið er að meðhöndla hástyrkt ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatn, er endurnýjunin tíð, sem veldur óþægindum fyrir starfsemina, þannig að það þarf að sameina það með öðrum ammoníak köfnunarefnismeðferðaraðferðum, eða nota til að meðhöndla lágstyrk ammoníak köfnunarefnis frárennslisvatn.
Heildverslun 4A Zeolite Framleiðandi og birgir |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Birtingartími: 10. júlí 2024
