саҳифа_баннер

ахбор

Химия ва процесси аз об тоза кардани нитроген аммиак

1. Нитроген аммиак чист?

Нитроген аммиак ба аммиак дар шакли аммиаки озод (ё аммиаки ғайриион, NH3) ё аммиаки ионӣ (NH4+) дахл дорад.рН баландтар ва таносуби аммиаки озод;Баръакс, вазни намаки аммоний зиёд аст.

Нитроген аммиак як моддаи ғизоӣ дар об аст, ки метавонад ба эвтрофикатсияи об оварда расонад ва оксигени асосии ифлоскунандаи об мебошад, ки барои моҳӣ ва баъзе организмҳои обӣ заҳрнок аст.

Таъсири асосии зараровари нитрогени аммиак ба организмҳои обӣ аммиаки озод мебошад, ки заҳролудшавии он аз намаки аммоний даҳҳо маротиба зиёд буда, бо зиёд шудани ишқорӣ зиёд мешавад.Заҳролудшавии нитрогени аммиак бо арзиши рН ва ҳарорати оби оби ҳавз зич алоқаманд аст, дар маҷмӯъ, арзиши рН ва ҳарорати об баландтар бошад, заҳролудшавӣ ҳамон қадар қавитар мешавад.

Ду усули тахминии ҳассосияти колориметрӣ, ки одатан барои муайян кардани аммиак истифода мешаванд, усули реактиви классикии Несслер ва усули фенол-гипохлорит мебошанд.Барои муайян кардани аммиак низ маъмулан титратсия ва усулҳои электрикӣ истифода мешаванд;Вақте ки миқдори нитрогени аммиак зиёд аст, усули титркунии дистилятсия низ метавонад истифода шавад.(Стандартҳои миллӣ усули реактивии Nath, спектрофотометрияи кислотаи салицилӣ, усули дистилятсия - титратсияро дар бар мегиранд)

 

2. Раванди бартараф кардани нитрогени физикӣ ва кимиёвӣ

① Усули боришоти кимиёвӣ

Усули боришоти кимиёвӣ, ки ҳамчун усули боришоти MAP маъруф аст, ин илова кардани магний ва кислотаи фосфорӣ ё фосфати гидроген ба оби партови дорои нитроген аммиак мебошад, то NH4+ дар оби партов бо Mg+ ва PO4- дар маҳлули обӣ барои тавлиди фосоти аммонийи магнийи претрататсия реаксия кунад. , формулаи молекулавӣ MgNH4P04.6H20 аст, ба тавре ки барои ноил шудан ба мақсади бартараф нитроген аммиак.Фосфати аммонийи магний, ки маъмулан бо номи струвит маълум аст, метавонад ҳамчун компост, иловаи хок ё зидди оташ барои сохтани маҳсулоти сохторӣ истифода шавад.Муодилаи реаксия чунин аст:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Омилҳои асосие, ки ба таъсири боришоти химиявӣ таъсир мерасонанд, арзиши рН, ҳарорат, консентратсияи нитрогени аммиак ва таносуби молярӣ (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)) мебошанд.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте ки арзиши рН 10 ва таносуби молярии магний, нитроген ва фосфор 1,2: 1: 1,2 аст, таъсири табобат беҳтар аст.

Истифодаи хлориди магний ва фосфати гидрогени динатрий ҳамчун агентҳои таҳшинкунанда, натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки таъсири табобат ҳангоми 9,5 арзиши рН ва таносуби молярии магний, нитроген ва фосфор 1,2: 1: 1 аст.

Натиљањо нишон медињанд, ки MgC12+Na3PO4.12H20 нисбат ба дигар таркибњои преципитатњо бартарї дорад.Вақте ки арзиши рН 10,0 аст, ҳарорат 30 ℃ аст, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, консентратсияи массаи нитроген аммиак дар оби партов пас аз 30 дақиқа омехта кардан кам мешавад. аз 222 мг / л пеш аз табобат ба 17 мг / л, ва сатҳи бартараф 92,3% аст.

Усули боришоти химиявӣ ва усули мембранаи моеъ барои тоза кардани обҳои партовҳои азотии аммиаки консентратсияи баланди саноатӣ якҷоя карда шуданд.Дар шароити оптимизатсияи раванди боришот, суръати бартараф кардани нитрогени аммиак ба 98,1% расид ва баъдан коркарди минбаъда бо усули плёнкаи моеъ консентратсияи нитрогени аммиакро то 0,005 г/л кам карда, ба стандарти миллии партобҳои дараҷаи якум расид.

Таъсири бартарафсозии ионҳои металлҳои дувалентӣ (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+), ба ғайр аз Mg+ ба нитрогени аммиак дар зери таъсири фосфатҳо таҳқиқ карда шуд.Раванди нави боришоти CaSO4-MAP барои обҳои партови сулфат аммоний пешниҳод карда шуд.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки танзимгари анъанавии NaOH-ро бо оҳак иваз кардан мумкин аст.

Бартарии усули боришоти химиявӣ дар он аст, ки ҳангоми зиёд будани консентратсияи оби партови нитрогени аммиак истифодаи усулҳои дигар, аз қабили усули биологӣ, усули хлоркунии нуқтаи шикаста, усули ҷудокунии мембрана, усули мубодилаи ион ва ғайра маҳдуд аст. усули боришоти химиявиро барои коркарди пешакй истифода бурдан мумкин аст.Самаранокии бартарафсозии усули боришоти кимиёвӣ беҳтар аст ва он бо ҳарорат маҳдуд намешавад ва амалиёт оддӣ аст.Холаи боришоти дорои фосфати аммонийи магнийро метавон ҳамчун нуриҳои таркибӣ барои коркарди партовҳо истифода бурд ва ҳамин тариқ як қисми хароҷотро ҷуброн кард;Агар онро бо баъзе корхонахои саноатие, ки партови фосфат ва корхонахое, ки намакоб истехсол мекунанд, якчоя кардан мумкин аст, он метавонад харочоти фармасевтиро сарфа намуда, истифодаи васеъро осон кунад.

Камбудии усули боришоти кимиёвӣ дар он аст, ки аз сабаби маҳдуд шудани маҳсули ҳалшавандагии фосфати аммонийи магний, пас аз расидани нитрогени аммиак дар оби партов ба консентратсияи муайян таъсир мерасонад, ки таъсири бартарафкунӣ маълум нест ва хароҷоти воридотӣ хеле зиёд мешавад.Аз ин рӯ, усули боришоти химиявӣ бояд дар якҷоягӣ бо дигар усулҳои барои коркарди пешрафта мувофиқ истифода шавад.Микдори реактиви истифодашуда калон аст, лойи истехсолшуда калон аст ва арзиши коркарди он баланд аст.Дохил кардани ионхои хлориди ва фосфори бокимонда хангоми до-зидани моддахои химиявй ба осонй боиси ифлосшавии дуюмдарача мегардад.

Истеҳсолкунанда ва таъминкунандаи яклухт сулфати алюминий |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Истеҳсолкунанда ва таъминкунандаи яклухти Dibasic натрий фосфат |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② усули таркиш

Хориҷ кардани нитрогени аммиак бо усули шамолкашӣ аз он иборат аст, ки арзиши рН ба сілтӣ мувофиқ карда шавад, то иони аммиак дар оби партов ба аммиак табдил ёбад, то он асосан дар шакли аммиаки озод мавҷуд бошад ва сипас аммиаки озод хориҷ карда мешавад. оби партов тавассути гази интиқолдиҳанда, то ба ҳадафи тоза кардани нитрогени аммиак ноил шавад.Омилҳои асосие, ки ба самаранокии шамол таъсир мерасонанд, арзиши рН, ҳарорат, таносуби газу моеъ, суръати ҷараёни газ, консентратсияи ибтидоӣ ва ғайра мебошанд.Дар айни замон усули шамолкашӣ дар тоза кардани обҳои партови дорои консентратсияи баланди нитрогени аммиак васеъ истифода мешавад.

Бо усули шамолкашй аз партови партов баровардани нитрогени аммиак омухта шуд.Муайян карда шуд, ки омилҳои асосии назораткунандаи самаранокии таркиш ҳарорат, таносуби газу моеъ ва арзиши рН мебошанд.Ҳангоме ки ҳарорати об аз 2590 зиёд аст, таносуби газу моеъ тақрибан 3500 ва рН тақрибан 10,5 аст, суръати хориҷшавӣ метавонад ба беш аз 90% барои шустушӯи партов бо консентратсияи нитрогени аммиак то 2000-4000 мг/расад. Л.Натиљањо нишон медињанд, ки њангоми рН=11,5, њарорати кандакорї 80cC ва мўњлати кандакорї 120 даќиќа аст, суръати аз оби ифлосшавї дур шудани нитрогени аммиак ба 99,2% мерасад.

Самаранокии партовҳои партовҳои нитрогени аммиаки консентратсияи баланд тавассути манораи ҳавои муқобил ба амал омад.Натиҷаҳо нишон доданд, ки самаранокии шамолкашӣ бо баланд шудани арзиши рН афзоиш ёфтааст.Чӣ қадаре ки таносуби газу моеъ зиёд бошад, ҳамон қадар қувваи ҳаракатдиҳандаи интиқоли массаи аммиак зиёд мешавад ва самаранокии кандашавӣ низ меафзояд.

Тоза кардани нитрогени аммиак бо усули дамидан самарабахш, кор фармудани он ва идора кардан осон аст.Нитрогени аммиаки дамидашударо бо кислотаи сулфат ҳамчун абсорбер ва пули ҳосилшудаи кислотаи сулфатро ҳамчун нуриҳо истифода бурдан мумкин аст.Усули шамолкашӣ як технологияи маъмул барои тоза кардани нитроген физикӣ ва химиявӣ мебошад.Бо вуҷуди ин, усули таркондан як қатор камбудиҳо дорад, ба монанди миқёси зуд-зуд дар манораи тарканда, самаранокии пасти азоти аммиакӣ дар ҳарорати паст ва ифлосшавии дуюмдараҷа, ки аз гази тарканда ба вуҷуд омадааст.Усули шамолкашӣ одатан бо дигар усулҳои коркарди оби партови нитрогени аммиак барои пеш аз тоза кардани обҳои партови нитрогени аммиакӣ муттаҳид карда мешавад.

③Хлоркунии нуқтаи шикаста

Механизми бартараф кардани аммиак тавассути хлоркунии нуқтаи шикаста аз он иборат аст, ки гази хлор бо аммиак реаксия карда, гази нитрогени безарар ҳосил мекунад ва N2 ба атмосфера мебарояд ва манбаи реаксияро ба тарафи рост идома медиҳад.Формулаи реаксия ин аст:

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

Вакте ки гази хлор ба оби партов ба як нуктаи муайян гузаронда мешавад, микдори хлори озод дар об кам ва консентратсияи аммиак ба сифр баробар мешавад.Вакте ки микдори гази хлор аз нукта мегузарад, микдори хлори озод дар об зиёд мешавад, бинобар ин нуктаро нуктаи рахна ва хлоршавиро дар ин холат хлорбандии нуктаи танаффус меноманд.

Усули хлорбандии нуқтаи танаффус барои коркарди оби партови пармакунӣ пас аз дамидани нитрогени аммиак истифода мешавад ва ба таъсири коркард мустақиман аз раванди дамидани нитрогени аммиаки пеш аз коркард таъсир мерасонад.Вақте ки 70% нитрогени аммиак дар оби партов бо роҳи шамолкашӣ хориҷ карда мешавад ва сипас бо хлоркунии нуқтаи шикаста тоза карда мешавад, консентратсияи массаи нитроген аммиак дар партов камтар аз 15 мг/л аст.Чжан Шенгли ва дигарон.Оби партови нитрогени аммиаки тақлидшударо бо консентратсияи массаи 100 мг/л объекти тадқиқот гирифт ва натиҷаҳои тадқиқот нишон доданд, ки омилҳои асосӣ ва дуюмдараҷаи ба хориҷ шудани нитрогени аммиак тавассути оксидшавии гипохлориди натрий таносуби миқдори хлор ба нитроген аммиак, вақти реаксия ва арзиши рН.

Усули хлорбандии нуқтаи танаффус дорои самаранокии баланди тозакунии нитроген мебошад, суръати тозакунӣ метавонад ба 100% мерасад ва консентратсияи аммиак дар оби партов метавонад ба сифр кам карда шавад.Таъсир устувор аст ва аз ҳарорат таъсир намерасонад;Таҷҳизоти камтари сармоягузорӣ, посухи зуд ва пурра;Он дорои таъсири стерилизатсия ва безараргардонӣ ба обанбор.Миқёси татбиқи усули хлорбандии нуқтаи танаффус аз он иборат аст, ки консентратсияи оби партови нитрогени аммиак камтар аз 40 мг/л аст, аз ин рӯ усули хлоркунии нуқтаи танаффус бештар барои коркарди пешрафтаи обҳои партови нитрогени аммиак истифода мешавад.Талаботи бехатари истифода ва нигахдории он зиёд, арзиши коркарди он гарон аст ва махсули иловагии хлорамин ва органикии хлордор боиси ифлосшавии дуюмдарача мегардад.

④Усули оксидшавии каталитикӣ

Усули оксидшавии каталитикӣ тавассути амали катализатор дар зери ҳарорат ва фишори муайян тавассути оксидшавии ҳаво, моддаҳои органикӣ ва аммиак дар обҳои партов метавонад оксид карда шавад ва ба моддаҳои безарар ба монанди CO2, N2 ва H2O таҷзия шавад, то ба ҳадафи тозакунӣ ноил шавад.

Омилҳое, ки ба таъсири оксидшавии каталитикӣ таъсир мерасонанд, хусусиятҳои катализатор, ҳарорат, вақти реаксия, арзиши рН, консентратсияи нитроген аммиак, фишор, шиддатнокии омехта ва ғайра мебошанд.

Процесси деградацияи азотии аммиаки озононидашуда омухта шуд.Натиҷаҳо нишон доданд, ки ҳангоми баланд шудани арзиши рН, як навъ радикалии HO бо қобилияти оксидшавии қавӣ ба вуҷуд омада, суръати оксидшавӣ ба таври назаррас суръат гирифт.Таҳқиқот нишон медиҳанд, ки озон метавонад нитрогени аммиакро ба нитрит ва нитритро ба нитрат оксид кунад.Консентратсияи нитрогени аммиак дар об бо зиёдшавии вақт кам шуда, суръати хориҷшавии нитрогени аммиак тақрибан 82% -ро ташкил медиҳад.CuO-Mn02-Ce02 ҳамчун катализатори таркибӣ барои тоза кардани обҳои партови нитрогени аммиак истифода шудааст.Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки фаъолияти оксидшавии катализатори таркибии навтаъсис ба таври назаррас беҳтар шудааст ва шароити муносиби раванд 255 ℃, 4,2 МПа ва pH = 10,8 мебошад.Ҳангоми коркарди обҳои партови нитрогени аммиак бо консентратсияи ибтидоии 1023 мг / л, суръати бартараф кардани нитрогени аммиак метавонад дар давоми 150 дақиқа ба 98% расида, ба стандарти дуюмдараҷаи миллӣ (50 мг / л) мерасад.

Фаъолияти каталитикии фотокатализатори цеолити TiO2 бо роҳи омӯзиши суръати таназзули нитрогени аммиак дар маҳлули кислотаи сулфат тафтиш карда шуд.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки миқдори оптималии фотокатализатори Ti02/цеолит 1,5 г/л ва вақти реаксия дар зери шуоъҳои ултрабунафш 4 соат аст.Сатҳи аз оби партов хориҷ кардани нитрогени аммиак ба 98,92 фоиз мерасад.Таъсири рафъи гази баланди оҳан ва наночин дар зери нурҳои ултрабунафш ба фенол ва нитрогени аммиак омӯхта шуд.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ҳангоми истифодаи рН=9,0 ба маҳлули нитрогени аммиак бо консентратсияи 50 мг/л, суръати хориҷшавии нитрогени аммиак 97,5% -ро ташкил медиҳад, ки ин нисбат ба танҳо 7,8% ва 22,5% баландтар аз оксиди баланди оҳан ё дуоксиди чинӣ мебошад.

Усули оксидшавии каталитикӣ дорои бартариҳои самаранокии баланди тозакунӣ, раванди оддӣ, майдони хурди поён ва ғайра мебошад ва аксар вақт барои коркарди обҳои партови нитрогени аммиаки консентратсияи баланд истифода мешавад.Мушкилоти татбиқ ин аст, ки чӣ гуна пешгирӣ кардани талафоти катализатор ва муҳофизати зангзании таҷҳизот.

⑤Усули оксидшавии электрохимиявӣ

Усули оксидшавии электрохимиявӣ ба усули тоза кардани ифлоскунандаҳо дар об тавассути истифодаи электрооксидшавӣ бо фаъолияти каталитикӣ дахл дорад.Омилҳои таъсиркунанда зичии ҷорӣ, суръати ҷараёни вуруд, вақти баромад ва вақти ҳалли нуқтаи мебошанд.

Оксидшавии электрохимиявии обҳои партови аммиакӣ-нитрогенӣ дар ҳуҷайраи электролитикии гардиши гардиш омӯхта шуд, ки дар он мусбат қувваи барқи шабакаи Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 ва манфии барқи шабакаи Ti мебошад.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ҳангоми консентратсияи ионҳои хлориди 400мг/л, консентратсияи ибтидоии нитроген аммиак 40мг/л, суръати ҷараёни ҷорӣ 600мл/дақ, зичии ҷараён 20мА/см ва вақти электролизӣ 90мин, аммиак суръати азот тоза кардан 99,37 фоизро ташкил медихад.Он нишон медиҳад, ки оксидшавии электролитии оби партови аммиакӣ-нитрогенӣ дурнамои хуб дорад.

 

3. Раванди тозакунии нитрогени биохимиявӣ

①тамоми нитрификация ва денитрификатсия

Нитрификатсия ва денитрификатсияи тамоми раванд як навъ усули биологӣ мебошад, ки дар айни замон муддати тӯлонӣ васеъ истифода мешавад.Он нитрогени аммиакро дар оби партов ба нитроген ба воситаи як қатор реаксияҳо ба монанди нитрификатсия ва денитрификатсия дар зери таъсири микроорганизмҳои гуногун табдил медиҳад, то ба ҳадафи коркарди оби партов ноил шавад.Раванди нитрификатсия ва денитрификатсия барои тоза кардани нитрогени аммиак бояд ду марҳила гузарад:

Реаксияи нитрификация: Реаксияи нитрификатсия аз ҷониби микроорганизмҳои аэробӣ автотрофӣ анҷом дода мешавад.Дар ҳолати аэробӣ нитрогени ғайриорганикӣ ҳамчун манбаи нитроген барои табдил додани NH4+ ба NO2- истифода мешавад ва сипас ба NO3- оксид мешавад.Раванди нитрификатсияро ба ду марҳила тақсим кардан мумкин аст.Дар марҳилаи дуюм нитрит тавассути бактерияҳои нитрификатсия ба нитрат (NO3-) ва нитрит бо бактерияҳои нитрификатсия ба нитрат (NO3-) мубаддал мешавад.

Реаксияи денитрификация: Реаксияи денитрификатсия равандест, ки дар он бактерияҳои денитрификатсия нитрогени нитритӣ ва нитрогени нитратро ба нитрогени газӣ (N2) дар ҳолати гипоксия коҳиш медиҳанд.Бактерияҳои денитрифӣ микроорганизмҳои гетеротрофӣ мебошанд, ки аксарияти онҳо ба бактерияҳои амфитикӣ тааллуқ доранд.Дар ҳолати гипоксия, онҳо оксигенро дар нитрат ҳамчун қабулкунандаи электрон ва моддаҳои органикӣ (компоненти BOD дар канализатсия) ҳамчун донори электрон истифода мебаранд, то энергияро таъмин кунанд ва оксид ва устувор шаванд.

Тамоми барномаҳои муҳандисии нитрификатсия ва денитрификатсия асосан AO, A2O, хандаи оксидшавӣ ва ғайраро дар бар мегиранд, ки як усули баркамолтар дар саноати тозакунии нитрогени биологӣ истифода мешавад.

Тамоми усули нитрификатсия ва денитрификатсия бартариҳои таъсири устувор, кори оддӣ, ифлосшавии дуюмдараҷа ва арзиши паст дорад.Ин усул инчунин баъзе нуқсонҳо дорад, ба монанди манбаи карбон бояд ҳангоми паст будани таносуби C/N дар оби партов, талабот ба ҳарорат нисбатан сахт, самаранокӣ дар ҳарорати паст паст, майдони калон, талабот ба оксиген калон буда, баъзе моддахои зарарнок, монанди ионхои металлхои вазнин ба микроорганизмхо таъсири пресскунанда доранд, ки пеш аз гузарондани усули биологи онхоро бартараф кардан лозим аст.Ба гайр аз ин, консентратсияи баланди нитрогени аммиак дар оби партов низ ба раванди нитрификатсия таъсири монеакунанда дорад.Аз ин рӯ, пеш аз коркарди обҳои партови нитрогени аммиакӣ консентратсияи баланди аммиак бояд анҷом дода шавад, то консентратсияи оби партови нитрогени аммиак аз 500 мг/л камтар бошад.Усули анъанавии биологӣ барои коркарди обҳои партовҳои нитрогени аммиаки консентратсияи пасти дорои моддаҳои органикӣ, аз қабили канализатсияи маишӣ, партовҳои кимиёвӣ ва ғайра мувофиқ аст.

②Нитрификатсия ва денитрификатсияи ҳамзамон (SND)

Вақте ки нитрификатсия ва денитрификация якҷоя дар як реактор гузаронида мешаванд, онро денитрификатсияи ҳамзамон ҳозима (SND) меноманд.Оксигени гудохташуда дар оби партов бо суръати диффузия барои тавлиди градиенти оксигени гудохташуда дар микромуҳити флока ё биофилм маҳдуд мешавад, ки градиенти оксигени гудохташударо дар сатҳи берунии флокаи микробҳо ё биофилм ба афзоиш ва паҳншавӣ мусоидат мекунад. аз бактерияхои аэроби нитрификатор ва бактерияхои аммиакдор.Чӣ қадаре ки ба флока ё мембрана амиқтар бошад, ҳамон қадар консентратсияи оксигени гудохта камтар мешавад, ки дар натиҷа минтақаи аноксикӣ ба вуҷуд меояд, ки дар он бактерияҳои денитрифивӣ бартарӣ доранд.Ҳамин тариқ, раванди ҳамзамон ҳозима ва денитрификатсия ба вуҷуд меояд.Омилҳое, ки ба ҳозима ва денитрификатсияи ҳамзамон таъсир мерасонанд, арзиши PH, ҳарорат, сілтӣ, манбаи карбонҳои органикӣ, оксигени ҳалшуда ва синну соли лой мебошанд.

Нитрификатсия/денитрификатсияи ҳамзамон дар чоҳи оксидшавии Каррусел вуҷуд дошт ва консентратсияи оксигени гудохташуда байни импеллери газдор дар чоҳи оксидшавии Каррусел тадриҷан коҳиш ёфт ва оксигени маҳлул дар қисми поёнии чоҳи оксидшавии Каррусел нисбат ба қисми боло камтар буд. .Суръати хосилшави ва сарфи нитрогени нитрат дар хар як кисми канал кариб баробар буда, консентратсияи нитрогени аммиак дар канал хамеша хеле паст аст, ки ин аз он гувохй медихад, ки реаксияхои нитрификатсия ва денитрификатсия дар канали оксидшавии Карруз дар як вакт ба амал меоянд.

Тадқиқот оид ба коркарди партовҳои маишӣ нишон медиҳад, ки ҳар қадар CODCr баланд бошад, денитрификатсия ҳамон қадар пурратар ва тозакунии ТН беҳтар мешавад.Таъсири оксигени махлул ба нитрификация ва денитрификатсия дар як вакт бузург аст.Вақте ки оксигени гудохташуда дар 0,5 ~ 2 мг / л назорат карда мешавад, таъсири умумии бартараф кардани нитроген хуб аст.Дар айни замон, усули нитрификатсия ва денитрификатсия реакторро сарфа мекунад, вақти реаксияро кӯтоҳ мекунад, сарфи ками энергия дорад, сармоягузориро сарфа мекунад ва арзиши рН-ро устувор нигоҳ медорад.

③ Ҳазми кӯтоҳмуддат ва денитрификатсия

Дар ҳамон реактор, бактерияҳои оксидкунандаи аммиак барои оксид кардани аммиак ба нитрит дар шароити аэробӣ истифода мешаванд ва сипас нитрит мустақиман барои тавлиди нитроген бо моддаҳои органикӣ ё манбаи карбон ҳамчун донори электрон дар шароити гипоксия истифода мешавад.Омилҳои таъсири нитрификатсия ва денитрификатсияи кӯтоҳмуддат ҳарорат, аммиаки озод, арзиши рН ва оксигени маҳлул мебошанд.

Таъсири ҳарорат ба нитрификатсияи кӯтоҳмуддати канализатсияи коммуналӣ бе оби баҳр ва канализатсияи коммуналӣ бо 30% оби баҳр.Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки: барои канализатсияи коммуналӣ бе оби баҳр, баланд бардоштани ҳарорат барои ноил шудан ба нитрификатсияи кӯтоҳмуддат мусоид аст.Вақте ки ҳиссаи оби баҳр дар канализатсияи хонагӣ 30% аст, нитрификатсияи кӯтоҳмуддатро дар шароити ҳарорати миёна беҳтар ба даст овардан мумкин аст.Донишгоҳи Технологияи Делфт раванди SHARON-ро таҳия кардааст, ки истифодаи ҳарорати баланд (тақрибан 30-4090) ба паҳншавии бактерияҳои нитрит мусоидат мекунад, то бактерияҳои нитрит рақобатро аз даст диҳанд, дар ҳоле ки бо назорати синну соли лой барои нест кардани бактерияҳои нитрит, аз ин рӯ ки реаксияи нитрификатсия дар марҳилаи нитритҳо.

Дар асоси фарқияти наздикии оксиген байни бактерияҳои нитрит ва бактерияҳои нитрит, Лабораторияи Экологияи Микроби Гент раванди OLAND-ро барои ноил шудан ба ҷамъшавии нитрогени нитрит тавассути назорати оксигени маҳлул барои нест кардани бактерияҳои нитрит таҳия кардааст.

Натиҷаҳои озмоишии коркарди обҳои партови коксшаванда бо роҳи нитрификатсия ва денитрификатсияи кӯтоҳмуддат нишон медиҳанд, ки ҳангоми консентратсияи КН, нитрогени аммиак, ТН ва фенол 1201,6 510,4 540,1 ва 110,4 мг/л бошад, миқдори миёнаи партовҳои партови кокс, аммиак Консентратсияи ,ТН ва фенол мутаносибан 197,1,14,2,181,5 ва 0,4мг/л мебошанд.Сатҳи дахлдори хориҷкунӣ мутаносибан 83,6%, 97,2%, 66,4% ва 99,6% буд.

Раванди нитрификатсия ва денитрификатсияи кӯтоҳмуддат аз марҳилаи нитратҳо намегузарад ва манбаи карбонро, ки барои тоза кардани нитроген биологӣ лозим аст, сарфа мекунад.Он барои обҳои партови нитрогени аммиак бо таносуби пасти C/N бартариҳои муайян дорад.Нитрификация ва денитрификатсияи кӯтоҳмуддат бартариҳои камтари лой, вақти кӯтоҳи реаксия ва сарфаи ҳаҷми реакторро дорад.Бо вуҷуди ин, нитрификатсия ва денитрификатсияи кӯтоҳмуддат ҷамъшавии устувор ва доимии нитритҳоро талаб мекунад, аз ин рӯ, чӣ гуна ба таври муассир ҷилавгирӣ кардани фаъолияти бактерияҳои нитрификатсия муҳим аст.

④ Оксидшавии аммиаки анаэробӣ

Аммоксидшавии анаэробӣ ҷараёни оксидшавии мустақими нитрогени аммиак ба нитроген аз ҷониби бактерияҳои автотрофӣ дар ҳолати гипоксия бо нитрогени нитроген ё нитрогени нитроген ҳамчун қабулкунандаи электрон мебошад.

Таъсири харорат ва РН ба фаъолияти биологии anammoX омухта шуд.Натиҷаҳо нишон доданд, ки ҳарорати оптималии реаксия 30 ℃ ва арзиши рН 7,8 буд.Имконияти истифодаи реактори анаэробии ammoX барои тоза кардани оби партовҳои азотӣ ва консентратсияи баланди шӯр омӯхта шуд.Натиҷаҳо нишон доданд, ки шӯршавии баланд фаъолияти anammoX-ро ба таври назаррас бозмедорад ва ин ҷилавгирӣ баръакс буд.Фаъолияти аммоксҳои анаэробии лойи иқлимнашуда нисбат ба лойи назоратӣ дар зери шӯршавии 30г.L-1(NaC1) 67,5% камтар буд.Фаъолияти anammoX лойкаи ба аккли-мондашуда назар ба фаъолияти назорат 45,1 фоиз паст буд.Вақте ки лойи мутобиқшуда аз муҳити шӯрии баланд ба муҳити пасти шӯр (бе намакоб) гузаронида шуд, фаъолнокии анаэробии ammoX 43,1% зиёд шуд.Аммо, вақте ки реактор дар муддати тӯлонӣ дар сатҳи шӯрии баланд кор мекунад, ба коҳиши кор майл дорад.

Дар муқоиса бо раванди анъанавии биологӣ, ammoX-и анаэробӣ як технологияи сарфакоронаи биологии нитроген аст, ки манбаи иловагии карбон, талаботи ками оксиген, эҳтиёҷ ба безараргардонии реагентҳо ва истеҳсоли камтари лой мебошад.Камбудии аммоксҳои анаэробӣ аз он иборат аст, ки суръати реаксия суст, ҳаҷми реактор калон аст ва манбаи карбон ба amMOX-и анаэробӣ номусоид аст, ки барои ҳалли оби партови нитрогени аммиак бо пастшавии биологӣ аҳамияти амалӣ дорад.

 

4.separation ва adsorbtion раванди бартараф нитроген

① усули ҷудокунии мембрана

Усули ҷудокунии мембрана ин истифодаи гузариши интихобии мембрана барои ба таври интихобӣ ҷудо кардани ҷузъҳои моеъ мебошад, то ба ҳадафи тоза кардани нитроген аммиак ноил шавад.Аз ҷумла осмоси баръакс, нанофилтратсия, мембранаи деаммонизатсия ва электродиализ.Омилҳое, ки ба ҷудошавии мембрана таъсир мерасонанд, хусусиятҳои мембрана, фишор ё шиддат, арзиши рН, ҳарорат ва консентратсияи нитрогени аммиак мебошанд.

Мувофиқи сифати оби партовҳои нитрогени аммиак, ки аз ҷониби корхонаи металлургияи нодир холӣ карда мешавад, таҷрибаи осмоси баръакс бо партовҳои NH4C1 ва NaCI тақлидшуда гузаронида шуд.Муайян карда шуд, ки дар ҳамон шароит, осмоси баръакс сатҳи баландтари хориҷкунии NaCI дорад, дар ҳоле ки NHCl суръати баландтари тавлиди об дорад.Сатҳи бартараф кардани NH4C1 пас аз коркарди осмоси баръакс 77,3% -ро ташкил медиҳад, ки онро метавон ҳамчун пеш аз коркарди обҳои партови нитрогени аммиак истифода бурд.Технологияи осмоси баръакс метавонад энергия, устувории хуби гармиро сарфа кунад, аммо муқовимат ба хлор, муқовимат ба ифлосшавӣ заиф аст.

Раванди ҷудокунии мембранаи биохимиявии нанофилтратсия барои коркарди партовҳои партов истифода шуд, то 85% ~ 90% моеъи гузаранда мувофиқи стандарт холӣ карда шуд ва танҳо 0% ~ 15% моеъи консентратсияи канализатсия ва лой ба партов баргардонида шуд. зарфи ахлот.Озтурки ва дигарон.партовгоҳи Одаёрии Туркияро бо мембранаи нанофилтратсия коркард кард ва суръати хориҷ кардани нитрогени аммиак тақрибан 72% буд.Мембранаи нанофилтратсия нисбат ба мембранаи осмоси баръакс фишори камтарро талаб мекунад, ки кор кардан осон аст.

Системаи мембранаи тозакунандаи аммиак одатан дар коркарди обҳои партов бо нитрогени баланди аммиак истифода мешавад.Нитроген аммиаки дар об мувозинати зерин дорад: NH4- +OH-= NH3+H2O дар кор, оби партови дорои аммиак дар қабати модули мембрана ва моеъи кислотадор дар қубури мембрана ҷорӣ мешавад. модул.Ҳангоми баланд шудани РН оби партов ё баланд шудани ҳарорат мувозинат ба тарафи рост мегузарад ва иони аммоний NH4- ба гази озоди NH3 табдил меёбад.Дар ин вақт NH3-и газӣ метавонад ба марҳилаи моеъи азхудкунии кислота дар қубур аз марҳилаи оби партов дар қабат тавассути микропораҳои рӯи нахи холӣ, ки аз ҷониби маҳлули кислота ҷаббида мешавад ва дарҳол NH4- ионӣ мешавад, ворид шавад.РН-и оби партовро аз 10 боло ва ҳароратро аз 35 ° C (поёнтар аз 50 ° C) нигоҳ доред, то NH4 дар марҳилаи обҳои партов пайваста ба NH3 ба муҳоҷирати фазаи моеъи азхудшаванда табдил ёбад.Дар натича консентратсияи нитрогени аммиак дар тарафи партов пай дар пай паст мешуд.Марҳилаи моеъи азхудкунии кислота, азбаски танҳо кислота ва NH4- мавҷуд аст, намаки аммонийи хеле покро ташкил медиҳад ва пас аз гардиши пайваста ба консентратсияи муайян мерасад, ки онро дубора коркард кардан мумкин аст.Аз як тараф, истифодаи ин технология метавонад суръати тозакунии нитрогени аммиакро дар обҳои партов хеле беҳтар кунад ва аз тарафи дигар, он метавонад хароҷоти умумии системаи коркарди оби партовро коҳиш диҳад.

②Усули электродиализ

Электродиализ як усули тоза кардани моддаҳои сахти гудохта аз маҳлулҳои обӣ тавассути ҷорӣ кардани шиддат байни ҷуфтҳои мембрана мебошад.Дар зери таъсири шиддат, ионҳои аммиак ва ионҳои дигар дар обҳои партови аммиак-нитроген тавассути мембрана дар оби консентратсионии аммиак бой мешаванд, то ба ҳадафи бартарафсозӣ ноил шаванд.

Усули электродиализ барои тоза кардани обхои партови гайриорганикй бо консентратсияи баланди нитрогени аммиак ба кор бурда шуд ва натичахои хуб ба даст овард.Барои 2000-3000 мг / л обҳои партови нитрогени аммиак, суръати бартараф кардани нитрогени аммиак метавонад аз 85% зиёд бошад ва оби консентратсияи аммиак 8,9% ба даст оварда шавад.Микдори кувваи электр, ки дар вакти кори электродиализ сарф мешавад, ба микдори нитрогени аммиак дар оби партов мутаносиб аст.Тозакунии электродиализи оби партов бо арзиши рН, ҳарорат ва фишор маҳдуд намешавад ва кораш осон аст.

Афзалиятҳои ҷудокунии мембрана барқароршавии баланди нитрогени аммиак, кори оддӣ, таъсири устувори табобат ва ифлосшавии дуюмдараҷа мебошанд.Бо вуҷуди ин, ҳангоми коркарди обҳои партови нитрогени аммиаки консентратсияи баланд, ба истиснои мембранаи деаммония, дигар мембранаҳо миқёс ва басташавӣ осонанд ва регенератсия ва бозшӯйӣ зуд-зуд ба амал меоянд, ки арзиши табобатро зиёд мекунанд.Аз ин рӯ, ин усул барои коркарди пешакӣ ё обҳои партови нитрогени аммиаки консентратсияи паст мувофиқтар аст.

③ Усули мубодилаи ионҳо

Усули мубодилаи ионҳо усули тоза кардани нитрогени аммиак аз оби партов бо истифода аз маводи дорои адсорбсияи қавии интихобии ионҳои аммиак мебошад.Маводҳои адсорбсияи маъмулан истифодашаванда карбон, цеолит, монтмориллонит ва қатрони мубодила мебошанд.Зеолит як навъ силико-алюминат бо сохтори фазоӣ се-ченака, сохтори мунтазами сӯрохиҳо ва сӯрохиҳо мебошад, ки дар байни онҳо клиноптилолит дорои иқтидори қавии адсорбсияи интихобӣ барои ионҳои аммиак ва нархи паст мебошад, аз ин рӯ он одатан ҳамчун маводи адсорбсия барои партовҳои нитрогени аммиак истифода мешавад. дар муҳандисӣ.Омилҳое, ки ба таъсири табобати клиноптилолит таъсир мерасонанд, андозаи зарраҳо, консентратсияи нитрогени аммиак, вақти тамос, арзиши рН ва ғайраро дар бар мегиранд.

Таъсири адсорбционии цеолит ба нитрогени аммиак аён аст, пас аз он ранит, таъсири хок ва керамизит суст аст.Рохи асосии аз цеолит тоза кардани нитрогени аммиак мубодилаи ионхо буда, таъсири адсорбцияи физики хеле кам аст.Таъсири мубодилаи ионҳои керамит, хок ва ранит ба таъсири адсорбсияи физикӣ монанд аст.Қобилияти адсорбсияи чор пуркунанда бо баланд шудани ҳарорат дар ҳудуди 15-35 ℃ коҳиш ёфт ва бо баланд шудани арзиши рН дар ҳудуди 3-9 зиёд шуд.Мувозинати адсорбсия пас аз 6 соат ларзиш ба даст омад.

Имконияти аз партови партовхо бо усули адсорбцияи цеолит тоза кардани нитрогени аммиак омухта шуд.Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки ҳар грамм зеолит дорои потенсиали маҳдуди адсорбсияи 15,5 мг нитрогени аммиак мебошад, вақте ки андозаи заррачаҳои зеолит 30-16 mesh аст, суръати хориҷшавии нитрогени аммиак ба 78,5% мерасад ва дар ҳамон вақти адсорбсия, миқдор ва миқдори андозаи заррачаҳои зеолит, консентратсияи нитрогени аммиаки воридшаванда ҳар қадар зиёд бошад, суръати адсорбсия ҳамон қадар баландтар аст ва барои зеолит ҳамчун адсорбент барои тоза кардани нитроген аммиак аз ҷӯшон имконпазир аст.Дар баробари ин кайд карда мешавад, ки суръати адсорбцияи нитрогени аммиак аз тарафи цеолит паст буда, барои цеолит дар кори амалй ба кобилияти адсорбционии сершавй расидан душвор аст.

Таъсири барҳам додани қабати биологии цеолит ба нитроген, КОД ва дигар ифлоскунандаҳо дар обҳои тақлидшудаи деҳа омӯхта шудааст.Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки сатҳи азоти аммиакӣ аз ҷониби қабати цеолити биологӣ аз 95% хориҷ карда мешавад ва ба хориҷ кардани нитрогени нитрат вақти иқомат дар гидравликӣ таъсири калон мерасонад.

Усули мубодилаи ион бартариҳои сармоягузории хурд, раванди оддӣ, кори қулай, ҳассосият ба заҳр ва ҳарорат ва истифодаи такрории цеолит бо роҳи барқарорсозӣ дорад.Аммо хангоми тоза кардани обхои партови азотии аммиаки концентратии баланд регенерация зуд-зуд ба амал меояд, ки ин боиси нороҳатии кор мегардад, бинобар ин онро бо дигар усулҳои коркарди нитрогени аммиак пайваст кардан лозим аст ё барои тоза кардани оби партови азоти камконсентратсияи аммиак истифода бурдан лозим аст.

Истеҳсолкунандаи яклухт 4А зеолит ва таъминкунанда |EVERBRIGHT (cnchemist.com)


Вақти фиристодан: июл-10-2024