Kimia sareng prosés pikeun miceun nitrogén amonia tina cai

1. Naon ari nitrogén amonia téh?

Nitrogén amonia nujul kana amonia dina bentuk amonia bébas (atanapi amonia non-ionik, NH3) atanapi amonia ionik (NH4+). pH anu langkung luhur sareng proporsi amonia bébas anu langkung luhur; Sabalikna, proporsi uyah amonium luhur.

Nitrogén amonia nyaéta nutrisi dina cai, anu tiasa nyababkeun eutrofikasi cai, sareng mangrupikeun polutan utama anu ngonsumsi oksigén dina cai, anu toksik pikeun lauk sareng sababaraha organisme akuatik.

Pangaruh ngabahayakeun utama nitrogén amonia kana organisme akuatik nyaéta amonia bébas, anu toksisitasna puluhan kali langkung ageung tibatan uyah amonium, sareng ningkat nalika ningkatna alkalinitas. Toksisitas nitrogén amonia raket patalina sareng nilai pH sareng suhu cai cai kolam renang, sacara umum, beuki luhur nilai pH sareng suhu cai, beuki kuat toksisitasna.

Dua metode kolorimetri sensitivitas perkiraan anu umum dianggo pikeun nangtukeun amonia nyaéta metode réagen Nessler klasik sareng metode fenol-hipoklorit. Titrasi sareng metode listrik ogé umum dianggo pikeun nangtukeun amonia; Nalika kandungan nitrogén amonia luhur, metode titrasi distilasi ogé tiasa dianggo. (Standar nasional kalebet metode réagen Nath, spéktrofotometri asam salisilat, metode distilasi - titrasi)

2. Prosés miceun nitrogén sacara fisik sareng kimiawi

① Métode présipitasi kimiawi

Métode présipitasi kimiawi, katelah ogé métode présipitasi MAP, nyaéta ku cara nambahkeun magnésium sareng asam fosfat atanapi hidrogén fosfat kana cai limbah anu ngandung nitrogén amonia, supados NH4+ dina cai limbah ngaréaksikeun sareng Mg+ sareng PO4- dina larutan cai pikeun ngahasilkeun présipitasi amonium magnésium fosfat, rumus molekulna nyaéta MgNH4P04.6H20, supados ngahontal tujuan pikeun miceun nitrogén amonia. Magnésium amonium fosfat, umumna katelah struvite, tiasa dianggo salaku kompos, aditif taneuh atanapi tahan seuneu pikeun ngawangun produk struktural. Persamaan réaksina sapertos kieu:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Faktor utama anu mangaruhan pangaruh perlakuan présipitasi kimiawi nyaéta nilai pH, suhu, konsentrasi nitrogén amonia sareng babandingan molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Hasilna nunjukkeun yén nalika nilai pH 10 sareng babandingan molar magnésium, nitrogén sareng fosfor 1,2:1:1,2, pangaruh perlakuan langkung saé.

Ngagunakeun magnésium klorida sareng dinatrium hidrogén fosfat salaku agén pengendap, hasilna nunjukkeun yén pangaruh perlakuan langkung saé nalika nilai pH 9,5 sareng babandingan molar magnésium, nitrogén sareng fosfor nyaéta 1,2:1:1.

Hasilna nunjukkeun yén MgC12+Na3PO4.12H20 langkung unggul tibatan kombinasi agén pengendap anu sanés. Nalika nilai pH 10,0, suhu 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, konsentrasi massa nitrogén amonia dina cai limbah saatos diaduk salami 30 menit dikirangan tina 222mg/L sateuacan dirawat janten 17mg/L, sareng laju panyabutanna nyaéta 92,3%.

Métode présipitasi kimiawi sareng métode mémbran cair digabungkeun pikeun ngolah cai limbah nitrogén amonia industri konsentrasi luhur. Dina kaayaan optimalisasi prosés présipitasi, laju panyabutan nitrogén amonia ngahontal 98,1%, teras pangobatan salajengna nganggo métode pilem cair ngirangan konsentrasi nitrogén amonia janten 0,005 g/L, ngahontal standar émisi kelas hiji nasional.

Pangaruh panyabutan ion logam divalen (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) lian ti Mg+ kana nitrogén amonia dina pangaruh fosfat parantos ditalungtik. Prosés énggal présipitasi CaSO4-PRÉSIPASI MAP parantos diusulkeun pikeun cai limbah amonium sulfat. Hasilna nunjukkeun yén régulator NaOH tradisional tiasa digentos ku kapur.

Kaunggulan tina metode présipitasi kimiawi nyaéta nalika konsentrasi cai limbah amonia nitrogén luhur, aplikasi metode sanés terbatas, sapertos metode biologis, metode klorinasi titik putus, metode pamisahan mémbran, metode pertukaran ion, jsb. Dina waktos ayeuna, metode présipitasi kimiawi tiasa dianggo pikeun pra-perawatan. Efisiensi panyabutan metode présipitasi kimiawi langkung saé, sareng henteu diwatesan ku suhu, sareng operasina saderhana. Lumpur anu diendapkeun anu ngandung magnesium amonium fosfat tiasa dianggo salaku pupuk komposit pikeun ngawujudkeun panggunaan runtah, sahingga ngimbangan sabagian biaya; Upami tiasa digabungkeun sareng sababaraha perusahaan industri anu ngahasilkeun cai limbah fosfat sareng perusahaan anu ngahasilkeun brine uyah, éta tiasa ngahémat biaya farmasi sareng ngagampangkeun aplikasi skala ageung.

Kakurangan tina metode présipitasi kimiawi nyaéta kusabab kawatesanan produk kalarutan amonium magnésium fosfat, saatos nitrogén amonia dina cai limbah ngahontal konsentrasi anu tangtu, pangaruh panyabutanana henteu atra sareng biaya input ningkat pisan. Ku alatan éta, metode présipitasi kimiawi kedah dianggo digabungkeun sareng metode sanés anu cocog pikeun pangolahan canggih. Jumlah réagen anu dianggo ageung, leutak anu dihasilkeun ageung, sareng biaya pangolahanna luhur. Bubuka ion klorida sareng sésa fosfor nalika dosis bahan kimia tiasa gampang nyababkeun polusi sekundér.

Pabrikan sareng Supplier Aluminium Sulfat Grosir | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Pabrikan sareng Supplier Natrium Fosfat Dibasa Grosir | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②métode niup

Ngaleungitkeun nitrogén amonia ku cara niup nyaéta pikeun nyaluyukeun nilai pH kana basa, supados ion amonia dina cai limbah dirobih janten amonia, supados utamina aya dina bentuk amonia bébas, teras amonia bébas dikaluarkeun tina cai limbah ngalangkungan gas pembawa, supados ngahontal tujuan miceun nitrogén amonia. Faktor utama anu mangaruhan efisiensi niup nyaéta nilai pH, suhu, babandingan gas-cair, laju aliran gas, konsentrasi awal sareng saterasna. Ayeuna, metode blow-off seueur dianggo dina pangolahan cai limbah kalayan konsentrasi nitrogén amonia anu luhur.

Panyabutan nitrogén amonia tina lindi TPA ku metode blow-off parantos dikaji. Kapanggih yén faktor konci anu ngontrol efisiensi blow-off nyaéta suhu, babandingan gas-cair sareng nilai pH. Nalika suhu cai langkung ageung tibatan 2590, babandingan gas-cair sakitar 3500, sareng pH sakitar 10,5, laju panyabutan tiasa ngahontal langkung ti 90% pikeun lindi TPA kalayan konsentrasi nitrogén amonia dugi ka 2000-4000 mg/L. Hasilna nunjukkeun yén nalika pH = 11,5, suhu stripping nyaéta 80cC sareng waktos stripping nyaéta 120 menit, laju panyabutan nitrogén amonia dina cai limbah tiasa ngahontal 99,2%.

Efisiensi blowing-off tina cai limbah amonia nitrogén konsentrasi luhur dilaksanakeun ku menara blowing-off arus lawan. Hasilna nunjukkeun yén efisiensi blowing-off ningkat kalayan ningkatna nilai pH. Beuki ageung babandingan gas-cair, beuki ageung gaya panggerak transfer massa stripping amonia, sareng efisiensi stripping ogé ningkat.

Ngaleungitkeun nitrogén amonia ku cara niup téh éféktif, gampang dioperasikeun, jeung gampang dikontrol. Nitrogén amonia anu ditiup bisa dipaké salaku panyerep asam sulfat, sarta duit asam sulfat anu dihasilkeun bisa dipaké salaku pupuk. Métode blow-off mangrupa téknologi anu umum dipaké pikeun miceun nitrogén sacara fisik jeung kimia ayeuna. Sanajan kitu, métode blow-off miboga sababaraha kalemahan, saperti seringna scaling dina menara blow-off, efisiensi miceun nitrogén amonia anu handap dina suhu anu handap, jeung polusi sekundér anu disababkeun ku gas blow-off. Métode blow-off umumna digabungkeun jeung métode pangolahan cai limbah nitrogén amonia lianna pikeun ngolah cai limbah nitrogén amonia konsentrasi luhur.

③Klorinasi titik putus

Mékanisme panyabutan amonia ku cara klorinasi titik putus nyaéta gas klorin ngaréaksikeun jeung amonia pikeun ngahasilkeun gas nitrogén anu teu bahaya, sarta N2 kaluar ka atmosfir, sahingga sumber réaksi terus ka katuhu. Rumus réaksina nyaéta:

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

Nalika gas klorin dipindahkeun kana cai limbah ka titik anu tangtu, eusi klorin bébas dina cai rendah, sareng konsentrasi amonia nol. Nalika jumlah gas klorin ngalangkungan titik éta, jumlah klorin bébas dina cai bakal ningkat, ku kituna, titik éta disebut titik putus, sareng klorinasi dina kaayaan ieu disebut titik putus klorinasi.

Métode klorinasi titik putus dianggo pikeun ngolah cai limbah pangeboran saatos niup nitrogén amonia, sareng pangaruh pangolahanana langsung kapangaruhan ku prosés niup nitrogén amonia sateuacan perlakuan. Nalika 70% nitrogén amonia dina cai limbah dipiceun ku prosés niup teras diolah ku klorinasi titik putus, konsentrasi massa nitrogén amonia dina cai limbah kirang ti 15mg/L. Zhang Shengli et al. nyandak simulasi cai limbah nitrogén amonia kalayan konsentrasi massa 100mg/L salaku objék panalungtikan, sareng hasil panalungtikan nunjukkeun yén faktor utama sareng sekundér anu mangaruhan panyabutan nitrogén amonia ku oksidasi natrium hipoklorit nyaéta babandingan kuantitas klorin sareng nitrogén amonia, waktos réaksi, sareng nilai pH.

Métode klorinasi titik putus miboga efisiensi miceun nitrogén anu luhur, laju miceunna bisa ngahontal 100%, sarta konsentrasi amonia dina cai limbah bisa dikirangan jadi nol. Éfékna stabil sarta teu kapangaruhan ku suhu; Alat investasina leuwih saeutik, résponna gancang sarta lengkep; Éta miboga pangaruh sterilisasi sarta disinfeksi dina awak cai. Ruang lingkup aplikasi métode klorinasi titik putus nyaéta konsentrasi cai limbah nitrogén amonia kurang ti 40mg/L, jadi métode klorinasi titik putus lolobana dipaké pikeun pangolahan cai limbah nitrogén amonia anu leuwih maju. Sarat pikeun panggunaan sarta panyimpenan anu aman téh luhur, biaya pangolahanana mahal, sarta produk sampingan kloramin sarta organik anu diklorinasi bakal nyababkeun polusi sékundér.

④métode oksidasi katalitik

Métode oksidasi katalitik nyaéta ngaliwatan aksi katalis, dina suhu sareng tekanan anu tangtu, ngaliwatan oksidasi hawa, bahan organik sareng amonia dina limbah tiasa dioksidasi sareng diuraikeun janten zat anu teu bahaya sapertos CO2, N2 sareng H2O, pikeun ngahontal tujuan purifikasi.

Faktor-faktor anu mangaruhan pangaruh oksidasi katalitik nyaéta karakteristik katalis, suhu, waktos réaksi, nilai pH, konsentrasi nitrogén amonia, tekanan, inténsitas pengadukan sareng saterasna.

Prosés degradasi nitrogén amonia anu diozonasi parantos ditalungtik. Hasilna nunjukkeun yén nalika nilai pH ningkat, hiji jinis radikal HO kalayan kamampuan oksidasi anu kuat dihasilkeun, sareng laju oksidasi ningkat sacara signifikan. Panilitian nunjukkeun yén ozon tiasa ngoksidasi nitrogén amonia janten nitrit sareng nitrit janten nitrat. Konsentrasi nitrogén amonia dina cai nurun kalayan ningkatna waktos, sareng laju panyabutan nitrogén amonia sakitar 82%. CuO-Mn02-Ce02 dianggo salaku katalis komposit pikeun ngolah cai limbah nitrogén amonia. Hasil ékspérimén nunjukkeun yén aktivitas oksidasi katalis komposit anu nembé disiapkeun ningkat sacara signifikan, sareng kaayaan prosés anu cocog nyaéta 255℃, 4.2MPa sareng pH = 10.8. Dina pangolahan cai limbah nitrogén amonia kalayan konsentrasi awal 1023mg/L, laju panyabutan nitrogén amonia tiasa ngahontal 98% dina 150 menit, ngahontal standar pembuangan sekundér nasional (50mg/L).

Kinerja katalitik fotokatalis TiO2 anu dirojong ku zeolit ​​ditalungtik ku cara nalungtik laju degradasi nitrogén amonia dina larutan asam sulfat. Hasilna nunjukkeun yén dosis optimal fotokatalis TiO2/zeolit ​​nyaéta 1,5 g/L sareng waktos réaksina nyaéta 4 jam dina iradiasi ultraviolét. Laju panyabutan nitrogén amonia tina cai limbah tiasa ngahontal 98,92%. Pangaruh panyabutan beusi anu luhur sareng nano-dagu dioksida dina sinar ultraviolét kana fenol sareng nitrogén amonia ditalungtik. Hasilna nunjukkeun yén laju panyabutan nitrogén amonia nyaéta 97,5% nalika pH = 9,0 diterapkeun kana larutan nitrogén amonia kalayan konsentrasi 50 mg/L, nyaéta 7,8% sareng 22,5% langkung luhur tibatan beusi anu luhur atanapi Cina dioksida nyalira.

Métode oksidasi katalitik mibanda kaunggulan efisiensi purifikasi anu luhur, prosés anu saderhana, daérah handapeun anu alit, jsb., sareng sering dianggo pikeun ngolah cai limbah amonia nitrogén konsentrasi luhur. Kasusah aplikasi nyaéta kumaha nyegah leungitna katalis sareng panyalindungan korosi alat-alat.

⑤métode oksidasi éléktrokimia

Métode oksidasi éléktrokimia nujul kana métode pikeun miceun polutan dina cai ku cara ngagunakeun éléktrooksidasi kalayan aktivitas katalitik. Faktor anu mangaruhan nyaéta kapadetan arus, laju aliran asupan, waktos kaluar sareng waktos titik solusi.

Oksidasi éléktrokimia cai limbah amonia-nitrogén dina sél éléktrolitik aliran sirkulasi parantos dikaji, dimana positipna nyaéta listrik jaringan Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 sareng négatipna nyaéta listrik jaringan Ti. Hasilna nunjukkeun yén nalika konsentrasi ion klorida 400 mg/L, konsentrasi nitrogén amonia awal nyaéta 40 mg/L, laju aliran influén nyaéta 600 mL/mnt, kapadetan arus nyaéta 20 mA/cm, sareng waktos éléktrolitik nyaéta 90 menit, laju panyabutan nitrogén amonia nyaéta 99,37%. Éta nunjukkeun yén oksidasi éléktrolitik cai limbah amonia-nitrogén gaduh prospek aplikasi anu saé.

3. Prosés miceun nitrogén biokimia

①sadaya nitrifikasi sareng denitrifikasi

Nitrifikasi sareng denitrifikasi prosés lengkep mangrupikeun salah sahiji metode biologis anu parantos seueur dianggo salami waktos ayeuna. Ieu ngarobih nitrogén amonia dina cai limbah janten nitrogén ngalangkungan sababaraha réaksi sapertos nitrifikasi sareng denitrifikasi dina pangaruh rupa-rupa mikroorganisme, supados ngahontal tujuan pangolahan cai limbah. Prosés nitrifikasi sareng denitrifikasi pikeun miceun nitrogén amonia kedah ngalangkungan dua tahapan:

Réaksi nitrifikasi: Réaksi nitrifikasi réngsé ku mikroorganisme autotrofik aerobik. Dina kaayaan aerobik, nitrogén anorganik dianggo salaku sumber nitrogén pikeun ngarobah NH4+ jadi NO2-, teras dioksidasi jadi NO3-. Prosés nitrifikasi bisa dibagi jadi dua tahapan. Dina tahapan kadua, nitrit dirobah jadi nitrat (NO3-) ku baktéri nitrifikasi, sarta nitrit dirobah jadi nitrat (NO3-) ku baktéri nitrifikasi.

Réaksi denitrifikasi: Réaksi denitrifikasi nyaéta prosés dimana baktéri denitrifikasi ngurangan nitrogén nitrit sareng nitrogén nitrat jadi nitrogén gas (N2) dina kaayaan hipoksia. Baktéri denitrifikasi nyaéta mikroorganisme hétérotrofik, kalolobaanna kagolong kana baktéri amfiktik. Dina kaayaan hipoksia, aranjeunna nganggo oksigén dina nitrat salaku panampi éléktron sareng bahan organik (komponén BOD dina limbah) salaku donor éléktron pikeun nyayogikeun énergi sareng dioksidasi sareng distabilisasi.

Sakabéh prosés aplikasi rékayasa nitrifikasi sareng denitrifikasi utamina kalebet AO, A2O, parit oksidasi, jsb., anu mangrupikeun metode anu langkung dewasa anu dianggo dina industri panyabutan nitrogén biologis.

Sakabéh métode nitrifikasi sareng denitrifikasi ngagaduhan kaunggulan tina pangaruh anu stabil, operasi anu saderhana, teu aya polusi sekundér sareng biaya anu murah. Métode ieu ogé ngagaduhan sababaraha kakurangan, sapertos sumber karbon kedah ditambahkeun nalika rasio C/N dina cai limbah rendah, sarat suhu relatif ketat, efisiensi rendah dina suhu rendah, daérah anu lega, paménta oksigén ageung, sareng sababaraha zat ngabahayakeun sapertos ion logam beurat ngagaduhan pangaruh anu nyepetkeun kana mikroorganisme, anu kedah dipiceun sateuacan metode biologis dilaksanakeun. Salian ti éta, konsentrasi nitrogén amonia anu luhur dina cai limbah ogé ngagaduhan pangaruh ngahambat kana prosés nitrifikasi. Ku alatan éta, perlakuan awal kedah dilaksanakeun sateuacan perlakuan cai limbah nitrogén amonia konsentrasi tinggi supados konsentrasi cai limbah nitrogén amonia kirang ti 500mg/L. Métode biologis tradisional cocog pikeun perlakuan cai limbah nitrogén amonia konsentrasi rendah anu ngandung bahan organik, sapertos limbah rumah tangga, cai limbah kimia, jsb.

②Nitrifikasi jeung denitrifikasi simultan (SND)

Nalika nitrifikasi sareng denitrifikasi dilaksanakeun babarengan dina réaktor anu sami, éta disebut denitrifikasi pencernaan simultan (SND). Oksigén anu leyur dina cai limbah diwatesan ku laju difusi pikeun ngahasilkeun gradién oksigén anu leyur dina daérah lingkungan mikro dina flok mikroba atanapi biofilm, anu ngajantenkeun gradién oksigén anu leyur dina permukaan luar flok mikroba atanapi biofilm kondusif pikeun kamekaran sareng panyebaran baktéri nitrifikasi aerobik sareng baktéri amonia. Beuki jero kana flok atanapi mémbran, beuki handap konsentrasi oksigén anu leyur, ngahasilkeun zona anoksik dimana baktéri denitrifikasi dominan. Ku kituna ngabentuk prosés pencernaan sareng denitrifikasi simultan. Faktor-faktor anu mangaruhan pencernaan sareng denitrifikasi simultan nyaéta nilai PH, suhu, alkalinitas, sumber karbon organik, oksigén anu leyur sareng umur leutak.

Nitrifikasi/denitrifikasi sacara simultan aya dina parit oksidasi Carrousel, sareng konsentrasi oksigén anu leyur antara impeller anu diaérasi dina parit oksidasi Carrousel laun-laun turun, sareng oksigén anu leyur di bagian handap parit oksidasi Carrousel langkung handap tibatan di bagian luhur. Laju formasi sareng konsumsi nitrogén nitrat di unggal bagian saluran ampir sami, sareng konsentrasi nitrogén amonia dina saluran sok handap pisan, anu nunjukkeun yén réaksi nitrifikasi sareng denitrifikasi lumangsung sacara simultan dina saluran oksidasi Carrousel.

Panilitian ngeunaan pangolahan limbah rumah tangga nunjukkeun yén beuki luhur CODCr, beuki lengkep denitrifikasi sareng beuki saé panyabutan TN. Pangaruh oksigén leyur dina nitrifikasi sareng denitrifikasi sacara simultan ageung pisan. Nalika oksigén leyur dikontrol dina 0,5 ~ 2mg / L, pangaruh panyabutan nitrogén total saé. Dina waktos anu sami, metode nitrifikasi sareng denitrifikasi ngahémat réaktor, ngirangan waktos réaksi, gaduh konsumsi énergi anu handap, ngahémat investasi, sareng gampang pikeun ngajaga nilai pH tetep stabil.

③Pancernaan sareng denitrifikasi jarak pondok

Dina réaktor anu sami, baktéri pangoksidasi amonia dianggo pikeun ngoksidasi amonia jadi nitrit dina kaayaan aerobik, teras nitrit didenitrifikasi langsung pikeun ngahasilkeun nitrogén kalayan bahan organik atanapi sumber karbon éksternal salaku donor éléktron dina kaayaan hipoksia. Faktor pangaruh nitrifikasi sareng denitrifikasi jarak pondok nyaéta suhu, amonia bébas, nilai pH sareng oksigén leyur.

Pangaruh suhu kana nitrifikasi jarak pondok tina limbah kota tanpa cai laut sareng limbah kota kalayan 30% cai laut. Hasil ékspérimén nunjukkeun yén: pikeun limbah kota tanpa cai laut, ningkatkeun suhu kondusif pikeun ngahontal nitrifikasi jarak pondok. Nalika proporsi cai laut dina limbah rumah tangga nyaéta 30%, nitrifikasi jarak pondok tiasa kahontal langkung saé dina kaayaan suhu sedeng. Universitas Teknologi Delft ngembangkeun prosés SHARON, panggunaan suhu anu luhur (sakitar 30-4090) kondusif pikeun proliferasi baktéri nitrit, supados baktéri nitrit kaleungitan persaingan, sedengkeun ku cara ngontrol umur leutak pikeun ngaleungitkeun baktéri nitrit, supados réaksi nitrifikasi dina tahap nitrit.

Dumasar kana bédana afinitas oksigén antara baktéri nitrit sareng baktéri nitrit, Laboratorium Ékologi Mikrobial Gent ngembangkeun prosés OLAND pikeun ngahontal akumulasi nitrogén nitrit ku cara ngontrol oksigén leyur pikeun ngaleungitkeun baktéri nitrit.

Hasil uji coba tina pangolahan cai limbah kokas ku nitrifikasi sareng denitrifikasi jarak pondok nunjukkeun yén nalika konsentrasi COD, nitrogén amonia, TN sareng fenol anu berpengaruh nyaéta 1201,6,510,4,540,1 sareng 110,4 mg/L, konsentrasi COD, nitrogén amonia, TN sareng fenol rata-rata nyaéta 197,1,14,2,181,5 sareng 0,4 mg/L. Laju panyabutan anu saluyu nyaéta 83,6%, 97,2%, 66,4% sareng 99,6%, masing-masing.

Prosés nitrifikasi sareng denitrifikasi jarak pondok henteu ngalangkungan tahapan nitrat, ngahémat sumber karbon anu diperyogikeun pikeun miceun nitrogén biologis. Éta ngagaduhan kaunggulan anu tangtu pikeun cai limbah nitrogén amonia kalayan rasio C/N anu handap. Nitrifikasi sareng denitrifikasi jarak pondok ngagaduhan kaunggulan tina leutak anu langkung sakedik, waktos réaksi anu pondok sareng ngahémat volume réaktor. Nanging, nitrifikasi sareng denitrifikasi jarak pondok meryogikeun akumulasi nitrit anu stabil sareng awét, janten kumaha cara ngahambat kagiatan baktéri nitrifikasi sacara efektif janten konci.

④ Oksidasi amonia anaerobik

Amoksidasi anaerobik nyaéta prosés oksidasi langsung nitrogén amonia jadi nitrogén ku baktéri autotrofik dina kaayaan hipoksia, kalayan nitrogén nitrogén atawa nitrogén nitrogén salaku panarima éléktron.

Pangaruh suhu sareng PH kana aktivitas biologis anammoX parantos ditalungtik. Hasilna nunjukkeun yén suhu réaksi optimal nyaéta 30℃ sareng nilai pH nyaéta 7,8. Kalayakan réaktor ammoX anaérobik pikeun ngolah cai limbah salinitas anu luhur sareng konsentrasi nitrogén anu luhur parantos ditalungtik. Hasilna nunjukkeun yén salinitas anu luhur sacara signifikan ngahambat aktivitas anammoX, sareng inhibisi ieu tiasa dibalikkeun deui. Aktivitas ammox anaérobik tina lumpur anu teu diaklimatisasi nyaéta 67,5% langkung handap tibatan lumpur kontrol dina salinitas 30g.L-1 (NaC1). Aktivitas anammoX tina lumpur anu diaklimatisasi nyaéta 45,1% langkung handap tibatan kontrol. Nalika lumpur anu diaklimatisasi dipindahkeun tina lingkungan salinitas anu luhur ka lingkungan salinitas anu handap (tanpa cai uyah), aktivitas ammoX anaérobik ningkat ku 43,1%. Nanging, réaktor condong turun fungsi nalika dijalankeun dina salinitas anu luhur pikeun waktos anu lami.

Dibandingkeun sareng prosés biologis tradisional, ammoX anaérobik mangrupikeun téknologi miceun nitrogén biologis anu langkung ekonomis tanpa sumber karbon tambahan, paménta oksigén anu handap, henteu peryogi réagen pikeun nétralkeun, sareng produksi leutak anu langkung sakedik. Kakurangan ammox anaérobik nyaéta kecepatan réaksina laun, volume réaktorna ageung, sareng sumber karbon henteu nguntungkeun pikeun amMOX anaérobik, anu gaduh harti praktis pikeun ngarengsekeun cai limbah nitrogén amonia kalayan biodegradabilitas anu goréng.

4. prosés panyabutan nitrogén anu misah sareng adsorpsi

① métode pamisahan mémbran

Métode pamisahan mémbran nyaéta ngagunakeun perméabilitas selektif mémbran pikeun misahkeun komponén dina cairan sacara selektif, supados ngahontal tujuan miceun nitrogén amonia. Kalebet osmosis tibalik, nanofiltrasi, mémbran deammoniasi sareng éléktrodialisis. Faktor-faktor anu mangaruhan pamisahan mémbran nyaéta karakteristik mémbran, tekanan atanapi tegangan, nilai pH, suhu sareng konsentrasi nitrogén amonia.

Numutkeun kualitas cai limbah nitrogén amonia anu dikaluarkeun ku pabrik peleburan logam mulia, ékspérimén osmosis tibalik dilaksanakeun nganggo limbah simulasi NH4C1 sareng NaCI. Kapanggih yén dina kaayaan anu sami, osmosis tibalik ngagaduhan laju panyabutan NaCI anu langkung luhur, sedengkeun NHCl ngagaduhan laju produksi cai anu langkung luhur. Laju panyabutan NH4C1 nyaéta 77,3% saatos perlakuan osmosis tibalik, anu tiasa dianggo salaku perlakuan awal limbah nitrogén amonia. Téhnologi osmosis tibalik tiasa ngahémat énergi, stabilitas termal anu saé, tapi résistansi klorin, résistansi polusi goréng.

Prosés pamisahan mémbran nanofiltrasi biokimia dianggo pikeun ngolah lindi TPA, sahingga 85% ~ 90% tina cairan permeabel dikaluarkeun numutkeun standar, sareng ngan ukur 0% ~ 15% tina cairan limbah kentel sareng leutak anu dipulangkeun deui ka tangki sampah. Ozturki et al. ngolah lindi TPA Odayeri di Turki nganggo mémbran nanofiltrasi, sareng laju panyabutan nitrogén amonia sakitar 72%. Mémbran nanofiltrasi meryogikeun tekanan anu langkung handap tibatan mémbran osmosis terbalik, gampang dioperasikeun.

Sistem mémbran anu miceun amonia umumna dianggo dina pangolahan cai limbah nganggo nitrogén amonia anu luhur. Nitrogén amonia dina cai ngagaduhan kasaimbangan ieu: NH4- +OH- = NH3 + H2O nalika beroperasi, cai limbah anu ngandung amonia ngalir dina cangkang modul mémbran, sareng cairan anu nyerep asam ngalir dina pipa modul mémbran. Nalika PH cai limbah ningkat atanapi suhu naék, kasaimbangan bakal ngageser ka katuhu, sareng ion amonium NH4- janten NH3 gas bébas. Dina waktos ieu, NH3 gas tiasa lebet kana fase cairan panyerepan asam dina pipa tina fase cai limbah dina cangkang ngalangkungan mikropori dina permukaan serat berongga, anu diserep ku larutan asam sareng langsung janten NH4- ionik. Jaga PH cai limbah di luhur 10, sareng suhu di luhur 35 ° C (di handap 50 ° C), supados NH4 dina fase cai limbah bakal terus janten NH3 pikeun migrasi fase cairan panyerepan. Hasilna, konsentrasi nitrogén amonia dina sisi cai limbah terus turun. Fase cairan panyerepan asam, kusabab ngan aya asam sareng NH4-, ngabentuk uyah amonium anu murni pisan, sareng ngahontal konsentrasi anu tangtu saatos sirkulasi anu terus-terusan, anu tiasa didaur ulang. Di hiji sisi, panggunaan téknologi ieu tiasa ningkatkeun pisan laju panyabutan nitrogén amonia dina cai limbah, sareng di sisi anu sanés, éta tiasa ngirangan total biaya operasi sistem pangolahan cai limbah.

②métode éléktrodialisis

Éléktrodialisis nyaéta hiji métode pikeun miceun zat padet anu leyur tina leyuran cai ku cara nerapkeun tegangan antara pasangan mémbran. Dina pangaruh tegangan, ion amonia sareng ion-ion sanés dina cai limbah amonia-nitrogén diperkaya ngaliwatan mémbran dina cai kentel anu ngandung amonia, supados ngahontal tujuan miceunna.

Métode éléktrodialisis dianggo pikeun ngolah cai limbah anorganik nganggo konsentrasi nitrogén amonia anu luhur sareng ngahontal hasil anu saé. Pikeun cai limbah nitrogén amonia 2000-3000mg /L, laju panyabutan nitrogén amonia tiasa langkung ti 85%, sareng cai amonia anu pekat tiasa diala 8,9%. Jumlah listrik anu dikonsumsi nalika operasi éléktrodialisis sabanding sareng jumlah nitrogén amonia dina cai limbah. Pangolahan cai limbah sacara éléktrodialisis henteu diwatesan ku nilai pH, suhu sareng tekanan, sareng gampang dioperasikeun.

Kaunggulan tina pamisahan mémbran nyaéta pamulihan nitrogén amonia anu luhur, operasi anu saderhana, pangaruh pangolahan anu stabil sareng teu aya polusi sekundér. Nanging, dina pangolahan cai limbah nitrogén amonia konsentrasi luhur, iwal ti mémbran anu dideamonium, mémbran sanésna gampang naék sareng tersumbat, sareng régenerasi sareng backwashing sering dilakukeun, anu ningkatkeun biaya pangolahan. Ku kituna, metode ieu langkung cocog pikeun pangolahan awal atanapi cai limbah nitrogén amonia konsentrasi handap.

③ Métode pertukaran ion

Métode pertukaran ion nyaéta métode pikeun miceun nitrogén amonia tina cai limbah ku cara ngagunakeun bahan-bahan anu mibanda adsorpsi selektif anu kuat tina ion amonia. Bahan adsorpsi anu umum dianggo nyaéta karbon aktif, zeolit, montmorilonit sareng résin pertukaran. Zeolit ​​nyaéta jinis silico-aluminate kalayan struktur spasial tilu diménsi, struktur pori anu teratur sareng liang, diantarana klinoptilolit ngagaduhan kapasitas adsorpsi selektif anu kuat pikeun ion amonia sareng harga anu murah, janten umumna dianggo salaku bahan adsorpsi pikeun cai limbah nitrogén amonia dina rékayasa. Faktor-faktor anu mangaruhan pangaruh pangolahan klinoptilolit kalebet ukuran partikel, konsentrasi nitrogén amonia anu berpengaruh, waktos kontak, nilai pH sareng saterasna.

Pangaruh adsorpsi zeolit ​​kana nitrogén amonia jelas, dituturkeun ku ranit, sareng pangaruh taneuh sareng ceramisit goréng. Cara utama pikeun miceun nitrogén amonia tina zeolit ​​nyaéta ku cara silih tukeur ion, sareng pangaruh adsorpsi fisikna alit pisan. Pangaruh silih tukeur ion tina ceramit, taneuh sareng ranit sami sareng pangaruh adsorpsi fisik. Kapasitas adsorpsi opat pangisi nurun kalayan ningkatna suhu dina kisaran 15-35 ℃, sareng ningkat kalayan ningkatna nilai pH dina kisaran 3-9. Kasaimbangan adsorpsi kahontal saatos osilasi 6 jam.

Kamungkinan pikeun miceun nitrogén amonia tina lindi TPA ku adsorpsi zeolit ​​parantos ditalungtik. Hasil ékspérimén nunjukkeun yén unggal gram zeolit ​​​​gaduh poténsi adsorpsi anu terbatas nyaéta 15,5 mg nitrogén amonia, nalika ukuran partikel zeolit ​​​​30-16 mesh, laju panyabutan nitrogén amonia ngahontal 78,5%, sareng dina waktos adsorpsi, dosis sareng ukuran partikel zeolit ​​​​anu sami, beuki luhur konsentrasi nitrogén amonia anu berpengaruh, beuki luhur laju adsorpsi, sareng zeolit ​​​​​​bisa dianggo salaku adsorben pikeun miceun nitrogén amonia tina lindi. Dina waktos anu sami, ditunjukkeun yén laju adsorpsi nitrogén amonia ku zeolit ​​​​rendah, sareng hésé pikeun zeolit ​​​​​​ngahontal kapasitas adsorpsi jenuh dina operasi praktis.

Pangaruh miceun lapisan zeolit ​​biologis kana nitrogén, COD sareng polutan sanésna dina limbah désa simulasi parantos ditalungtik. Hasilna nunjukkeun yén laju miceun nitrogén amonia ku lapisan zeolit ​​biologis langkung ti 95%, sareng miceun nitrogén nitrat dipangaruhan pisan ku waktos tinggal hidrolik.

Métode pertukaran ion mibanda kaunggulan nyaéta investasi anu leutik, prosés anu saderhana, operasi anu merenah, teu sénsitip kana racun sareng suhu, sareng panggunaan deui zeolit ​​​​ku cara regenerasi. Nanging, nalika ngolah cai limbah amonia nitrogén konsentrasi luhur, regenerasi sering dilakukeun, anu nyababkeun gangguan kana operasi, janten kedah digabungkeun sareng metode pangolahan nitrogén amonia anu sanés, atanapi dianggo pikeun ngolah cai limbah amonia nitrogén konsentrasi handap.

Grosir Zeolit ​​4A Produsén sareng Supplier | EVERBRIGHT (cnchemist.com)