1.Што такое аміячны азот?
Аміячны азот адносіцца да аміяку ў форме свабоднага аміяку (або неіённага аміяку, NH3) або іённага аміяку (NH4+).Больш высокі pH і большая доля вольнага аміяку;Наадварот, доля аміячнай солі высокая.
Аміячны азот з'яўляецца пажыўным рэчывам у вадзе, якое можа прывесці да эўтрафікацыі вады, і з'яўляецца асноўным забруджвальным рэчывам, якое спажывае кісларод у вадзе, таксічным для рыб і некаторых водных арганізмаў.
Асноўнае шкоднае ўздзеянне аміячнага азоту на водныя арганізмы аказвае свабодны аміяк, таксічнасць якога ў дзесяткі разоў перавышае таксічнасць аміячнай солі і ўзрастае з павышэннем шчолачнасці.Таксічнасць азоту аміяку цесна звязана са значэннем pH і тэмпературай вады ў басейне, у цэлым чым вышэй значэнне pH і тэмпература вады, тым мацней таксічнасць.
Два каларыметрычныя метады прыблізнай адчувальнасці, якія звычайна выкарыстоўваюцца для вызначэння аміяку, - гэта класічны метад з рэактывамі Несслера і фенол-гіпахларытны метад.Тытраванне і электрычныя метады таксама звычайна выкарыстоўваюцца для вызначэння аміяку;Калі ўтрыманне аміячнага азоту высокае, таксама можна выкарыстоўваць метад дыстыляцыйнага тытравання.(Нацыянальныя стандарты ўключаюць метад рэагентаў Ната, спектрафатаметрыю саліцылавай кіслаты, метад дыстыляцыі - тытравання)
2.Фізічны і хімічны працэс выдалення азоту
① Метад хімічнага асаджэння
Метад хімічнага асаджэння, таксама вядомы як метад асаджэння MAP, заключаецца ў даданні магнію і фосфарнай кіслаты або фасфату вадароду ў сцёкавую ваду, якая змяшчае азот аміяку, так што NH4+ у сцёкавых водах рэагуе з Mg+ і PO4- у водным растворы для атрымання асадка фасфату амонію і магнію. , малекулярная формула MgNH4P04.6H20, каб дасягнуць мэты выдалення азоту аміяку.Фасфат магнію амонія, шырока вядомы як струвіт, можа выкарыстоўвацца ў якасці кампоста, дабаўкі да глебы або антыпірэну для будаўнічых канструкцый.Ураўненне рэакцыі выглядае наступным чынам:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Асноўнымі фактарамі, якія ўплываюць на ачышчальны эфект хімічнага асаджэння, з'яўляюцца значэнне pH, тэмпература, канцэнтрацыя аміячнага азоту і малярныя суадносіны (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Вынікі паказваюць, што калі значэнне pH роўна 10 і малярнае суадносіны магнію, азоту і фосфару роўна 1,2:1:1,2, эфект лячэння лепш.
Выкарыстанне хларыду магнію і динатрийгидрофосфата ў якасці ападкаў, вынікі паказваюць, што эфект лячэння лепш, калі значэнне рн складае 9,5 і малярныя суадносіны магнію, азоту і фосфару 1,2:1:1.
Вынікі паказваюць, што MgC12+Na3PO4.12H20 пераўзыходзіць іншыя камбінацыі ападкаў.Пры значэнні pH 10,0, тэмпературы 30 ℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, масавая канцэнтрацыя аміячнага азоту ў сцёкавых водах пасля 30-хвіліннага мяшання зніжаецца. ад 222 мг/л да лячэння да 17 мг/л, а хуткасць выдалення складае 92,3%.
Метад хімічнага асаджэння і метад вадкаснай мембраны былі аб'яднаны для ачысткі сцёкавых вод прамысловага азоту з высокай канцэнтрацыяй аміяку.Ва ўмовах аптымізацыі працэсу ападкаў хуткасць выдалення аміячнага азоту дасягнула 98,1%, а затым дадатковая апрацоўка метадам вадкай плёнкі знізіла канцэнтрацыю аміячнага азоту да 0,005 г/л, дасягнуўшы нацыянальнага стандарту выкідаў першага класа.
Даследаваны эфект выдалення іонаў двухвалентных металаў (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+), акрамя Mg+, на аміячны азот пад дзеяннем фасфату.Для сцёкавых вод сульфатам амонію быў прапанаваны новы працэс асаджэння CaSO4-MAP.Вынікі паказваюць, што традыцыйны рэгулятар NaOH можна замяніць вапнай.
Перавага метаду хімічнага асаджэння заключаецца ў тым, што калі канцэнтрацыя аміячнага азоту ў сцёкавых водах высокая, прымяненне іншых метадаў абмежавана, такіх як біялагічны метад, метад хларавання з пункту разрыву, метад мембраннага падзелу, метад іённага абмену і г. д. У гэты час, метад хімічнага асаджэння можа быць выкарыстаны для папярэдняй апрацоўкі.Эфектыўнасць выдалення метадам хімічнага асаджэння лепш, і ён не абмежаваны тэмпературай, а аперацыя простая.Асаджаны шлам, які змяшчае фасфат магнію і амонія, можа быць выкарыстаны ў якасці кампазітнага ўгнаенні для рэалізацыі ўтылізацыі адходаў, такім чынам кампенсуючы частку выдаткаў;Калі яго можна аб'яднаць з некаторымі прамысловымі прадпрыемствамі, якія вырабляюць фасфатныя сцёкавыя вады, і прадпрыемствамі, якія вырабляюць расол солі, гэта можа зэканоміць выдаткі на фармацэўтыку і палегчыць шырокамаштабнае прымяненне.
Недахопам метаду хімічнага асаджэння з'яўляецца тое, што з-за абмежавання прадукту растваральнасці фасфату амонія і магнію пасля таго, як азот аміяку ў сцёкавых водах дасягае пэўнай канцэнтрацыі, эфект выдалення не відавочны, і кошт уводу значна павялічваецца.Такім чынам, метад хімічнага асаджэння варта выкарыстоўваць у спалучэнні з іншымі метадамі, прыдатнымі для пашыранага лячэння.Колькасць выкарыстоўванага рэагента вялікая, утвораны асадак вялікі, а кошт апрацоўкі высокая.Увядзенне іёнаў хларыду і рэшткавага фосфару падчас дазавання хімічных рэчываў можа лёгка выклікаць другаснае забруджванне.
Аптовы вытворца і пастаўшчык сульфату алюмінію |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Аптовы вытворца і пастаўшчык двухасноўнага фасфату натрыю |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②выдувной метад
Выдаленне аміячнага азоту метадам прадзьмуху заключаецца ў давядзенні значэння pH да шчолачнага, так што іён аміяку ў сцёкавых водах ператвараецца ў аміяк, так што ён у асноўным існуе ў форме свабоднага аміяку, а затым свабодны аміяк выводзіцца. сцёкавых вод праз газ-носьбіт, каб дасягнуць мэты выдалення аміячнага азоту.Асноўнымі фактарамі, якія ўплываюць на эфектыўнасць выдзімання, з'яўляюцца значэнне pH, тэмпература, суадносіны газ-вадкасць, хуткасць патоку газу, пачатковая канцэнтрацыя і гэтак далей.У цяперашні час метад прадзьмуху шырока выкарыстоўваецца пры ачыстцы сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту.
Даследавана выдаленне аміячнага азоту з фільтрата звалкі метадам прадзьмуху.Высветлілася, што ключавымі фактарамі, якія кантралююць эфектыўнасць абдуву, з'яўляюцца тэмпература, газавадкасць і значэнне pH.Калі тэмпература вады вышэй за 2590, суадносіны газ-вадкасць складае каля 3500, а pH складае каля 10,5, хуткасць выдалення можа дасягаць больш за 90% для фільтрата з палігона з канцэнтрацыяй аміячнага азоту да 2000-4000 мг/ Л.Вынікі паказваюць, што калі pH=11,5, тэмпература ачысткі складае 80cC і час ачысткі складае 120 хвілін, хуткасць выдалення аміячнага азоту ў сцёкавых водах можа дасягаць 99,2%.
Эфектыўнасць прадзьмуху сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту ажыццяўлялася супрацьточнай прадзьмухвальнай вежай.Вынікі паказалі, што эфектыўнасць выдзімання павялічвалася з павелічэннем значэння pH.Чым большае суадносіны газ-вадкасць, тым большая рухаючая сіла масапераносу адчысткі аміяку, і эфектыўнасць адчысткі таксама павялічваецца.
Выдаленне аміячнага азоту метадам прадзьмуху з'яўляецца эфектыўным, простым у эксплуатацыі і кантраляванні.Выдзіманы аміячны азот можа быць выкарыстаны ў якасці паглынальніка з сернай кіслатой, а атрыманая серная кіслата - у якасці ўгнаенні.Метад прадзьмуху з'яўляецца шырока выкарыстоўванай тэхналогіяй для фізічнага і хімічнага выдалення азоту ў цяперашні час.Аднак метад прадзьмуху мае некаторыя недахопы, такія як частае адукацыю накіпу ў прадзьмухвальнай вежы, нізкая эфектыўнасць выдалення аміячнага азоту пры нізкай тэмпературы і другаснае забруджванне, выкліканае прадзьмухвальным газам.Метад прадзьмуху звычайна спалучаецца з іншымі метадамі ачысткі сцёкавых вод аміячным азотам для папярэдняй ачысткі сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту.
③Кропка хларавання
Механізм выдалення аміяку шляхам хларавання па кропцы разрыву заключаецца ў тым, што газападобны хлор уступае ў рэакцыю з аміякам з адукацыяй бясшкоднага азоту, а N2 выходзіць у атмасферу, прымушаючы крыніцу рэакцыі працягвацца направа.Формула рэакцыі:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Калі газападобны хлор перадаецца ў сцёкавыя вады да пэўнага моманту, утрыманне вольнага хлору ў вадзе нізкае, а канцэнтрацыя аміяку роўная нулю.Калі колькасць газападобнага хлору перасякае кропку, колькасць вольнага хлору ў вадзе павялічваецца, таму кропка называецца кропкай разрыву, а хлараванне ў гэтым стане называецца хлараваннем кропкі разрыву.
Метад хларавання кропкі перапынку выкарыстоўваецца для ачысткі буравых сцёкавых вод пасля прадзьмуху аміячным азотам, і на эфект ачысткі непасрэдна ўплывае працэс папярэдняй апрацоўкі прадзьмухвання аміячным азотам.Калі 70% азоту аміяку ў сцёкавых водах выдаляецца працэсам прадзьмуху і затым апрацоўваецца хлараваннем па кропцы разрыву, масавая канцэнтрацыя азоту аміяку ў сцёкавых водах складае менш за 15 мг/л.Чжан Шэнлі і інш.у якасці аб'екта даследавання ўзялі змадэляваныя сцёкавыя воды азоту аміяку з масавай канцэнтрацыяй 100 мг/л, і вынікі даследавання паказалі, што асноўнымі і другараднымі фактарамі, якія ўплываюць на выдаленне азоту аміяку шляхам акіслення гіпахларыту натрыю, з'яўляюцца суадносіны колькасці хлору і азоту аміяку, час рэакцыі і значэнне pH.
Метад хларавання кропкі разрыву мае высокую эфектыўнасць выдалення азоту, хуткасць выдалення можа дасягаць 100%, а канцэнтрацыя аміяку ў сцёкавых водах можа быць зведзена да нуля.Эфект стабільны і не залежыць ад тэмпературы;Менш інвестыцый у абсталяванне, хуткі і поўны адказ;Ён аказвае эфект стэрылізацыі і дэзінфекцыі вадаёма.Сфера прымянення метаду хларавання па кропцы разрыву заключаецца ў тым, што канцэнтрацыя аміячнага азоту ў сцёкавых водах складае менш за 40 мг/л, таму метад хларавання па кропцы разрыву ў асноўным выкарыстоўваецца для пашыранай ачысткі сцёкавых вод аміячным азотам.Патрабаванні да бяспечнага выкарыстання і захоўвання высокія, кошт ачысткі высокі, а пабочныя прадукты хлораміны і хлараваная арганіка будуць выклікаць другаснае забруджванне.
④ метад каталітычнага акіслення
Метад каталітычнага акіслення заключаецца ў дзеянні каталізатара, пры пэўнай тэмпературы і ціску, праз акісленне паветрам, арганічныя рэчывы і аміяк у сцёкавых водах могуць акісляцца і раскладацца на бясшкодныя рэчывы, такія як CO2, N2 і H2O, для дасягнення мэты ачысткі.
Фактарамі, якія ўплываюць на эфект каталітычнага акіслення, з'яўляюцца характарыстыкі каталізатара, тэмпература, час рэакцыі, значэнне pH, канцэнтрацыя аміячнага азоту, ціск, інтэнсіўнасць мяшання і гэтак далей.
Вывучаны працэс дэградацыі азанаванага азоту аміяку.Вынікі паказалі, што пры павелічэнні рн утвараецца радыкал HO з моцнай акісляльнай здольнасцю, і хуткасць акіслення значна павялічваецца.Даследаванні паказваюць, што азон можа акісляць аміячны азот да нітрытаў і нітрытаў да нітратаў.Канцэнтрацыя аміячнага азоту ў вадзе памяншаецца з павелічэннем часу, і хуткасць выдалення аміячнага азоту складае каля 82%.CuO-Mn02-Ce02 выкарыстоўваўся ў якасці кампазітнага каталізатара для ачысткі сцёкавых вод аміячнага азоту.Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што акісляльная актыўнасць нядаўна прыгатаванага кампазітнага каталізатара значна палепшылася, а прыдатныя ўмовы працэсу складаюць 255 ℃, 4,2 МПа і pH=10,8.Пры ачыстцы сцёкавых вод аміячным азотам з пачатковай канцэнтрацыяй 1023 мг/л хуткасць выдалення аміячнага азоту можа дасягаць 98% на працягу 150 хвілін, дасягаючы нацыянальнага стандарту другаснага скіду (50 мг/л).
Каталітычныя характарыстыкі фотакаталізатара TiO2, нанесенага на цэаліт, даследавалі шляхам вывучэння хуткасці дэградацыі азоту аміяку ў растворы сернай кіслаты.Вынікі паказваюць, што аптымальная доза фотакаталізатара TiO2/цэаліт складае 1,5 г/л, а час рэакцыі складае 4 гадзіны пры ўльтрафіялетавым апрамяненні.Каэфіцыент выдалення аміячнага азоту са сцёкавых вод можа дасягаць 98,92%.Даследаваўся эфект выдалення высокага ўтрымання жалеза і дыяксіду нана-падбародка пад ультрафіялетавым святлом на фенол і аміячны азот.Вынікі паказваюць, што хуткасць выдалення аміячнага азоту складае 97,5%, калі pH=9,0 прымяняецца да раствора аміячнага азоту з канцэнтрацыяй 50 мг/л, што на 7,8% і 22,5% вышэй, чым у аднаго высокага ўтрымання жалеза або дыяксіду Кіна.
Метад каталітычнага акіслення мае такія перавагі, як высокая эфектыўнасць ачысткі, просты працэс, невялікая плошча дна і г.д., і часта выкарыстоўваецца для ачысткі сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту.Цяжкасць прымянення заключаецца ў тым, як прадухіліць страту каталізатара і абарону абсталявання ад карозіі.
⑤электрахімічны метад акіслення
Метад электрахімічнага акіслення адносіцца да метаду выдалення забруджвальных рэчываў з вады з дапамогай электраакіслення з каталітычнай актыўнасцю.Фактарамі ўплыву з'яўляюцца шчыльнасць току, хуткасць патоку на ўваходзе, час на выхадзе і час кропкавага рашэння.
Даследавалася электрахімічнае акісленне аміячна-азотных сцёкавых вод у электралізеры з цыркуляцыйным патокам, дзе станоўчым з'яўляецца электрычнасць сеткі Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2, а адмоўным - электрычнасць сеткі Ti.Вынікі паказваюць, што калі канцэнтрацыя іёнаў хларыду складае 400 мг/л, пачатковая канцэнтрацыя аміячнага азоту складае 40 мг/л, хуткасць патоку складае 600 мл/мін, шчыльнасць току складае 20 мА/см, а час электралізу складае 90 хвілін, аміяк каэфіцыент выдалення азоту складае 99,37%.Гэта паказвае, што электралітычнае акісленне аміячна-азотных сцёкавых вод мае добрую перспектыву прымянення.
3. Біяхімічны працэс выдалення азоту
①уся нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя
Поўны працэс нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі - гэта свайго роду біялагічны метад, які шырока выкарыстоўваецца на працягу доўгага часу ў цяперашні час.Ён ператварае аміячны азот у сцёкавых водах у азот праз шэраг рэакцый, такіх як нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя пад дзеяннем розных мікраарганізмаў, каб дасягнуць мэты ачысткі сцёкавых вод.Працэс нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі для выдалення аміячнага азоту павінен праходзіць два этапы:
Рэакцыя нітрыфікацыі: рэакцыя нітрыфікацыі завяршаецца аэробнымі аўтатрофнымі мікраарганізмамі.У аэробным стане неарганічны азот выкарыстоўваецца ў якасці крыніцы азоту для пераўтварэння NH4+ у NO2-, а затым акісляецца да NO3-.Працэс нітрыфікацыі можна падзяліць на два этапы.На другім этапе нітрыт ператвараецца ў нітрат (NO3-) нітрыфікуючымі бактэрыямі, а нітрыт ператвараецца ў нітрат (NO3-) нітрыфікуючымі бактэрыямі.
Рэакцыя дэнітрыфікацыі: рэакцыя дэнітрыфікацыі - гэта працэс, у якім дэнітрыфікуючыя бактэрыі аднаўляюць нітрытны азот і нітратны азот да газападобнага азоту (N2) у стане гіпаксіі.Денитрифицирующие бактэрыі - гетеротрофные мікраарганізмы, большасць з якіх належыць да амфиктических бактэрый.У стане гіпаксіі яны выкарыстоўваюць кісларод у нітратах як акцэптар электронаў і арганічныя рэчывы (кампанент БПК у сцёкавых водах) як донары электронаў для забеспячэння энергіяй, акіслення і стабілізацыі.
Увесь працэс нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі ў галіне тэхнікі ў асноўным уключае AO, A2O, акісляльную канаву і г.д., што з'яўляецца больш сталым метадам, які выкарыстоўваецца ў прамысловасці біялагічнага выдалення азоту.
Увесь метад нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі мае такія перавагі, як стабільны эфект, простае кіраванне, адсутнасць другаснага забруджвання і нізкі кошт.Гэты метад таксама мае некаторыя недахопы, напрыклад, неабходна дадаць крыніцу вугляроду, калі стаўленне C/N у сцёкавых водах нізкае, патрабаванні да тэмпературы адносна строгія, эфектыўнасць нізкая пры нізкай тэмпературы, плошча вялікая, патрэба ў кіслародзе вялікая, і некаторыя шкодныя рэчывы, такія як іёны цяжкіх металаў, аказваюць прэсінгоўны эфект на мікраарганізмы, якія неабходна выдаліць перад правядзеннем біялагічнага метаду.Акрамя таго, высокая канцэнтрацыя аміячнага азоту ў сцёкавых водах таксама аказвае інгібіруе працэс нітрыфікацыі.Такім чынам, папярэднюю ачыстку трэба праводзіць перад ачысткай сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту, каб канцэнтрацыя аміячнага азоту была меншай за 500 мг/л.Традыцыйны біялагічны метад падыходзіць для ачысткі сцёкавых вод з нізкай канцэнтрацыяй аміячнага азоту, якія змяшчаюць арганічныя рэчывы, такіх як бытавыя сцёкавыя вады, хімічныя сцёкавыя вады і г.д.
②Адначасовая нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя (SND)
Калі нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя праводзяцца разам у адным рэактары, гэта называецца дэнітрыфікацыяй адначасовага разварвання (SND).Раствораны кісларод у сцёкавых водах абмяжоўваецца хуткасцю дыфузіі для стварэння градыенту растворанага кіслароду ў вобласці мікраасяроддзя на мікробных шматках або біяплёнцы, што робіць градыент растворанага кіслароду на знешняй паверхні мікробных шматкоў або біяплёнкі спрыяльным для росту і размнажэння аэробных нитрифицирующих бактэрый і амонифицирующих бактэрый.Чым глыбей у шматкі або мембрану, тым ніжэй канцэнтрацыя растворанага кіслароду, што прыводзіць да бескіслароднай зоны, дзе дамінуюць дэнітрыфікуючыя бактэрыі.Такім чынам утвараючы адначасовы працэс стрававання і денитрификации.Фактарамі, якія ўплываюць на адначасовае пераварванне і дэнітрыфікацыю, з'яўляюцца значэнне рН, тэмпература, шчолачнасць, крыніца арганічнага вугляроду, раствораны кісларод і ўзрост асадка.
Адначасовая нітрыфікацыя/дэнітрыфікацыя існавала ў акісляльнай канаве Карусель, і канцэнтрацыя растворанага кіслароду паміж аэраваным крыльчаткай у акісляльнай канаве Карузеля паступова зніжалася, а раствораны кісларод у ніжняй частцы акісляльнай канавы Карузеля быў ніжэй, чым у верхняй частцы .Хуткасць утварэння і спажывання нітратнага азоту ў кожнай частцы канала практычна аднолькавая, а канцэнтрацыя аміячнага азоту ў канале заўсёды вельмі нізкая, што паказвае на тое, што рэакцыі нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі адбываюцца адначасова ў канале акіслення Карусель.
Даследаванне ачысткі бытавых сцёкавых вод паказвае, што чым вышэй CODCr, тым больш поўная дэнітрыфікацыя і лепшае выдаленне TN.Уплыў растворанага кіслароду на адначасовую нітрыфікацыю і дэнітрыфікацыю вялікі.Калі раствораны кісларод кантралюецца на ўзроўні 0,5~2 мг/л, агульны эфект выдалення азоту добры.У той жа час метад нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі эканоміць рэактар, скарачае час рэакцыі, мае нізкае энергаспажыванне, эканомію інвестыцый і лёгка падтрымлівае стабільнае значэнне pH.
③Кароткае пераварванне і дэнітрыфікацыя
У тым жа рэактары бактэрыі, якія акісляюць аміяк, выкарыстоўваюцца для акіслення аміяку ў нітрыт у аэробных умовах, а затым нітрыт непасрэдна дэнітрыфікуецца для атрымання азоту з арганічнымі рэчывамі або знешняй крыніцай вугляроду ў якасці донара электронаў ва ўмовах гіпаксіі.Фактарамі ўздзеяння блізкай нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі з'яўляюцца тэмпература, свабодны аміяк, значэнне pH і раствораны кісларод.
Уплыў тэмпературы на кароткую нітрыфікацыю гарадскіх сцёкавых вод без марской вады і гарадскіх сцёкавых вод з 30% марской вады.Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што: для гарадскіх сцёкавых вод без марской вады павышэнне тэмпературы спрыяе дасягненню нітрыфікацыі на кароткі тэрмін.Калі доля марской вады ў бытавых сцёкавых водах складае 30%, кароткая нітрыфікацыя можа быць дасягнута лепш ва ўмовах сярэдняй тэмпературы.Дэлфтскі тэхналагічны ўніверсітэт распрацаваў працэс SHARON, выкарыстанне высокай тэмпературы (каля 30-4090) спрыяе размнажэнню нітрытных бактэрый, так што нітрытныя бактэрыі губляюць канкурэнцыю, у той час як, кантралюючы ўзрост асадка, ліквідуюць нітрытныя бактэрыі, так што што рэакцыя нітрыфікацыі ў нітрытнай стадыі.
Грунтуючыся на розніцы ў сродстве да кіслароду паміж нітрытнымі і нітрытнымі бактэрыямі, Мікробная экалагічная лабараторыя Гента распрацавала працэс OLAND для дасягнення назапашвання нітрытнага азоту шляхам кантролю растворанага кіслароду для ліквідацыі нітрытных бактэрый.
Вынікі пілотных выпрабаванняў ачысткі сцёкавых вод коксавання метадамі нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі кароткага дзеяння паказваюць, што калі канцэнтрацыі ХПК, аміячнага азоту, TN і фенолу ў сцёкавых водах складаюць 1201,6510,4540,1 і 110,4 мг/л, сярэдні ХПК у сцёкавых водах, аміячны азот Канцэнтрацыі TN і фенолу складаюць адпаведна 197,1, 14,2, 181,5 і 0,4 мг/л.Адпаведныя паказчыкі выдалення склалі 83,6%, 97,2%, 66,4% і 99,6% адпаведна.
Працэс нітрыфікацыі і дэнітрыфікацыі кароткага дзеяння не праходзіць праз стадыю нітратаў, што дазваляе захаваць крыніцу вугляроду, неабходную для біялагічнага выдалення азоту.Ён мае пэўныя перавагі для сцёкавых вод аміячнага азоту з нізкім стаўленнем C/N.Кароткая нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя мае такія перавагі, як меншая колькасць шлама, кароткі час рэакцыі і эканомія аб'ёму рэактара.Аднак нітрыфікацыя і дэнітрыфікацыя кароткага дзеяння патрабуюць стабільнага і працяглага назапашвання нітрытаў, таму ключом становіцца тое, як эфектыўна душыць дзейнасць нітрыфікуючых бактэрый.
④ Анаэробнае акісленне аміяку
Анаэробнае аксідаванне - гэта працэс прамога акіслення аміячнага азоту ў азот аўтатрофнымі бактэрыямі ва ўмовах гіпаксіі з выкарыстаннем нітрознага азоту або нітрознага азоту ў якасці акцэптара электронаў.
Вывучаны ўплыў тэмпературы і PH на біялагічную актыўнасць anammoX.Вынікі паказалі, што аптымальная тэмпература рэакцыі была 30 ℃, а значэнне pH - 7,8.Была вывучана мэтазгоднасць анаэробнага рэактара ammoX для ачысткі сцёкавых вод з высокай салёнасцю і высокай канцэнтрацыяй азоту.Вынікі паказалі, што высокая салёнасць істотна інгібіравала актыўнасць anammoX, і гэта тармажэнне было зварачальным.Анаэробная актыўнасць аммокса неакліматызаванага глею была на 67,5% ніжэй, чым у кантрольнага глею пры салёнасці 30 г.л-1 (NaC1).AnammoX-актыўнасць акліматызаванага глею была на 45,1% ніжэй, чым у кантролі.Калі акліматызаваны глей быў пераведзены з асяроддзя з высокай салёнасцю ў асяроддзе з нізкай салёнасцю (без расола), анаэробная актыўнасць ammoX павялічылася на 43,1%.Аднак функцыянальнасць рэактара можа пагаршацца, калі ён працяглы час працуе ва ўмовах высокай салёнасці.
У параўнанні з традыцыйным біялагічным працэсам, анаэробная ammoX з'яўляецца больш эканамічнай біялагічнай тэхналогіяй выдалення азоту без дадатковай крыніцы вугляроду, нізкай патрэбы ў кіслародзе, без неабходнасці ў рэагентах для нейтралізацыі і меншага ўтварэння асадка.Недахопы анаэробнага ammox заключаюцца ў тым, што хуткасць рэакцыі павольная, аб'ём рэактара вялікі, а крыніца вугляроду неспрыяльная для анаэробнага amMOX, што мае практычнае значэнне для вырашэння праблем са сцёкавымі водамі аміячнага азоту з дрэннай біяраскладальнасцю.
4. працэс аддзялення і адсорбцыі азоту
① метад падзелу мембраны
Метад падзелу мембраны заключаецца ў выкарыстанні селектыўнай пранікальнасці мембраны для выбарачнага падзелу кампанентаў у вадкасці, каб дасягнуць мэты выдалення азоту аміяку.Уключаючы зваротны осмос, нанафільтрацыю, дэамманіяную мембрану і электрадыяліз.Фактарамі, якія ўплываюць на аддзяленне мембраны, з'яўляюцца характарыстыкі мембраны, ціск або напружанне, значэнне pH, тэмпература і канцэнтрацыя аміячнага азоту.
Згодна з якасцю вады ў сцёкавых водах з аміячным азотам, якія скідаюцца з завода па выплаўленні рэдказямельных элементаў, быў праведзены эксперымент зваротнага осмасу з мадэляванымі сцёкавымі водамі NH4C1 і NaCI.Было выяўлена, што пры тых жа ўмовах зваротны осмос мае больш высокую хуткасць выдалення NaCI, у той час як NHCl мае больш высокую хуткасць вытворчасці вады.Каэфіцыент выдалення NH4C1 складае 77,3 % пасля апрацоўкі метадам зваротнага осмасу, які можна выкарыстоўваць у якасці папярэдняй ачысткі сцёкавых вод аміячным азотам.Тэхналогія зваротнага осмасу можа зэканоміць энергію, добрая тэрмічная стабільнасць, але ўстойлівасць да хлору, устойлівасць да забруджвання дрэнная.
Для ачысткі фільтрата са звалкі быў выкарыстаны біяхімічны мембранны працэс падзелу нанафільтрацыі, так што 85%~90% пранікальнай вадкасці было скінута ў адпаведнасці са стандартам, і толькі 0%~15% канцэнтраванай каналізацыйнай вадкасці і бруду вярталіся ў бак для смецця.Азтуркі і інш.ачысціў фільтрат палігона Одаеры ў Турцыі нанафільтрацыйнай мембранай, і хуткасць выдалення аміячнага азоту склала каля 72%.Нанафільтрацыйная мембрана патрабуе больш нізкага ціску, чым мембрана зваротнага осмасу, простая ў эксплуатацыі.
Мембранная сістэма для выдалення аміяку звычайна выкарыстоўваецца пры ачыстцы сцёкавых вод з высокім утрыманнем аміячнага азоту.Аміячны азот у вадзе мае наступны баланс: NH4- +OH-= NH3+H2O падчас працы, сцёкавая вада, якая змяшчае аміяк, цячэ ў абалонцы мембраннага модуля, а вадкасць, якая паглынае кіслату, цячэ ў трубе мембраны. модуль.Калі PH сцёкавых вод павялічваецца або тэмпература павышаецца, раўнавага ссоўваецца направа, і іён амонія NH4- становіцца свабодным газападобным NH3.У гэты час газападобны NH3 можа патрапіць у вадкую фазу паглынання кіслаты ў трубе з фазы сцёкавых вод у абалонцы праз мікрапоры на паверхні полага валакна, якое паглынаецца растворам кіслаты і адразу становіцца іённым NH4-.Падтрымлівайце PH сцёкавых вод вышэй за 10 і тэмпературу вышэй за 35 ° C (ніжэй за 50 ° C), каб NH4 у фазе сцёкавых вод пастаянна ператвараўся ў NH3 да міграцыі вадкай фазы паглынання.У выніку канцэнтрацыя аміячнага азоту ў сцёкавых водах бесперапынна зніжалася.Вадкая фаза паглынання кіслаты, таму што ёсць толькі кіслата і NH4-, утварае вельмі чыстую соль амонія і дасягае пэўнай канцэнтрацыі пасля бесперапыннай цыркуляцыі, якую можна перапрацаваць.З аднаго боку, выкарыстанне гэтай тэхналогіі можа значна павысіць хуткасць выдалення аміячнага азоту ў сцёкавых водах, а з іншага боку, гэта можа знізіць агульныя эксплуатацыйныя выдаткі сістэмы ачысткі сцёкавых вод.
② метад электродиализа
Электрадыяліз - гэта метад выдалення раствораных цвёрдых рэчываў з водных раствораў шляхам падачы напружання паміж парамі мембран.Пад дзеяннем напружання іёны аміяку і іншыя іёны ў аміячна-азотных сцёкавых водах узбагачаюцца праз мембрану ў канцэнтраванай вадзе, якая змяшчае аміяк, каб дасягнуць мэты выдалення.
Метад электрадыялізу выкарыстоўваўся для ачысткі неарганічных сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту і дасягнуў добрых вынікаў.Для сцёкавых вод з утрыманнем аміячнага азоту 2000-3000 мг / л хуткасць выдалення аміячнага азоту можа быць больш за 85%, а канцэнтраваная аміячная вада можа быць атрымана на 8,9%.Колькасць электраэнергіі, якая спажываецца пры працы электрадыялізу, прапарцыйна колькасці аміячнага азоту ў сцёкавых водах.Электрадыялізная ачыстка сцёкавых вод не абмяжоўваецца значэннем pH, тэмпературай і ціскам, і яна простая ў эксплуатацыі.
Перавагамі мембраннага падзелу з'яўляюцца высокае аднаўленне азоту аміяку, простае кіраванне, стабільны эфект ачысткі і адсутнасць другаснага забруджвання.Аднак пры ачыстцы сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту, за выключэннем дэамманіяванай мембраны, іншыя мембраны лёгка ўтвараюць накіп і забіваюцца, а рэгенерацыя і зваротная прамыўка частыя, што павялічвае кошт ачысткі.Такім чынам, гэты метад больш падыходзіць для папярэдняй ачысткі або нізкай канцэнтрацыі аміячнага азоту сцёкавых вод.
③ метад іённага абмену
Іонаабменны метад - метад выдалення аміячнага азоту са сцёкавых вод з дапамогай матэрыялаў з моцнай селектыўнай адсорбцыяй іёнаў аміяку.Звычайна выкарыстоўваюцца адсарбцыйныя матэрыялы: актываваны вугаль, цэаліт, монтмарыланіт і абменная смала.Цэаліт - гэта свайго роду сіліка-алюмінат з трохмернай прасторавай структурай, рэгулярнай структурай пор і адтулінамі, сярод якіх клінаптілаліт мае моцную здольнасць селектыўнай адсорбцыі для іёнаў аміяку і нізкую цану, таму ён звычайна выкарыстоўваецца ў якасці адсорбцыйнага матэрыялу для сцёкавых вод аміячнага азоту. у машынабудаванні.Фактары, якія ўплываюць на лячэбны эфект клиноптилолита, ўключаюць памер часціц, канцэнтрацыю аміячнага азоту, час кантакту, значэнне pH і гэтак далей.
Адсорбцыйны эфект цэаліту на азот аміяку відавочны, за ім ідзе раніт, а ўплыў глебы і керамізіту дрэнны.Асноўным спосабам выдалення аміячнага азоту з цэаліту з'яўляецца іённы абмен, а фізічны эфект адсорбцыі вельмі малы.Іонаабменны эфект кераміту, глебы і раніта падобны на эфект фізічнай адсорбцыі.Адсарбцыйная здольнасць чатырох напаўняльнікаў зніжалася з павышэннем тэмпературы ў дыяпазоне 15-35 ℃ і павялічвалася з павелічэннем значэння pH у дыяпазоне 3-9.Адсорбцыйная раўнавага была дасягнута пасля 6 гадзін ваганняў.
Вывучана магчымасць выдалення аміячнага азоту з фільтрата палігонаў метадам адсорбцыі цэалітаў.Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што кожны грам цэаліту мае абмежаваны патэнцыял адсорбцыі ў 15,5 мг аміячнага азоту, калі памер часціц цэаліту складае 30-16 меш, хуткасць выдалення аміячнага азоту дасягае 78,5%, і пры аднолькавым часе адсорбцыі, дазоўцы і памер часціц цэаліту, чым вышэй канцэнтрацыя аміячнага азоту, тым вышэй хуткасць адсорбцыі, і гэта магчыма для цэаліту ў якасці адсарбенту для выдалення аміячнага азоту з фільтрата.У той жа час адзначаецца, што хуткасць адсорбцыі азоту аміяку цэалітам нізкая, і цэаліту цяжка дасягнуць адсарбцыйнай здольнасці насычэння ў практычнай працы.
Вывучаны эфект выдалення біялагічнага цэалітавага пласта на азот, ХПК і іншыя забруджвальныя рэчывы ў змадэляваных вясковых сцёкавых водах.Вынікі паказваюць, што хуткасць выдалення аміячнага азоту біялагічным пластом цэаліту складае больш за 95%, а на выдаленне нітратнага азоту ў значнай ступені ўплывае час знаходжання ў гідраўліцы.
Метад іённага абмену мае такія перавагі, як невялікія інвестыцыі, просты працэс, зручнае кіраванне, неадчувальнасць да яду і тэмпературы і паўторнае выкарыстанне цэаліту шляхам рэгенерацыі.Аднак пры ачыстцы сцёкавых вод з высокай канцэнтрацыяй аміячнага азоту рэгенерацыя адбываецца часта, што ўносіць нязручнасці ў эксплуатацыю, таму яе неабходна спалучаць з іншымі метадамі ачысткі аміячным азотам або выкарыстоўваць для ачысткі сцёкавых вод з нізкай канцэнтрацыяй аміячнага азоту.
Аптовы вытворца і пастаўшчык цэаліту 4A |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Час публікацыі: 10 ліпеня 2024 г
