Producte químic i procés per eliminar el nitrogen amoníac de l'aigua

1.Què és el nitrogen amoníac?

El nitrogen d'amoníac es refereix a l'amoníac en forma d'amoníac lliure (o amoníac no iònic, NH3) o amoníac iònic (NH4+).pH més alt i major proporció d'amoníac lliure;Al contrari, la proporció de sal d'amoni és elevada.

El nitrogen amoníac és un nutrient de l'aigua, que pot provocar l'eutrofització de l'aigua, i és el principal contaminant que consumeix oxigen a l'aigua, que és tòxic per als peixos i alguns organismes aquàtics.

El principal efecte nociu del nitrogen amoníac sobre els organismes aquàtics és l'amoníac lliure, la toxicitat del qual és desenes de vegades més gran que la de la sal d'amoni i augmenta amb l'augment de l'alcalinitat.La toxicitat del nitrogen d'amoníac està estretament relacionada amb el valor del pH i la temperatura de l'aigua de l'aigua de la piscina, en general, com més alt sigui el valor del pH i la temperatura de l'aigua, més forta serà la toxicitat.

Dos mètodes colorimètrics de sensibilitat aproximada que s'utilitzen habitualment per determinar l'amoníac són el mètode clàssic de reactius de Nessler i el mètode de fenol-hipoclorit.Les titulacions i els mètodes elèctrics també s'utilitzen habitualment per determinar l'amoníac;Quan el contingut de nitrogen d'amoníac és alt, també es pot utilitzar el mètode de valoració per destil·lació.(Els estàndards nacionals inclouen el mètode de reactius de Nath, l'espectrofotometria d'àcid salicílic, el mètode de destil·lació i valoració)

2.Procés d'eliminació de nitrogen físic i químic

① Mètode de precipitació química

El mètode de precipitació química, també conegut com a mètode de precipitació MAP, consisteix a afegir magnesi i àcid fosfòric o fosfat d'hidrogen a les aigües residuals que contenen nitrogen amoníac, de manera que l'NH4+ de les aigües residuals reaccioni amb Mg+ i PO4- en una solució aquosa per generar precipitació de fosfat ammoni i magnesi. , la fórmula molecular és MgNH4P04.6H20, per aconseguir el propòsit d'eliminar el nitrogen amoníac.El fosfat d'amoni de magnesi, conegut comunament com a estruvita, es pot utilitzar com a compost, additiu del sòl o retardant de foc per a la construcció de productes estructurals.L'equació de la reacció és la següent:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Els principals factors que afecten l'efecte del tractament de la precipitació química són el valor del pH, la temperatura, la concentració de nitrogen amoníac i la relació molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Els resultats mostren que quan el valor del pH és 10 i la proporció molar de magnesi, nitrogen i fòsfor és 1,2:1:1,2, l'efecte del tractament és millor.

Utilitzant clorur de magnesi i hidrogen fosfat disòdic com a agents precipitants, els resultats mostren que l'efecte del tractament és millor quan el valor del pH és de 9,5 i la proporció molar de magnesi, nitrogen i fòsfor és 1,2:1:1.

Els resultats mostren que MgC12+Na3PO4.12H20 és superior a altres combinacions d'agents precipitants.Quan el valor del pH és 10,0, la temperatura és de 30 ℃, n(Mg+): n(NH4+): n(P04-)= 1:1:1, es redueix la concentració massiva de nitrogen amoníac a les aigües residuals després d'agitar durant 30 minuts de 222 mg/L abans del tractament a 17 mg/L, i la taxa d'eliminació és del 92,3%.

El mètode de precipitació química i el mètode de membrana líquida es van combinar per al tractament d'aigües residuals de nitrogen amoníac industrial d'alta concentració.En les condicions d'optimització del procés de precipitació, la taxa d'eliminació de nitrogen amoníac va arribar al 98,1% i, a continuació, un tractament posterior amb el mètode de pel·lícula líquida va reduir la concentració de nitrogen amoníac a 0,005 g/L, assolint l'estàndard nacional d'emissió de primera classe.

Es va investigar l'efecte d'eliminació dels ions metàl·lics divalents (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) diferents del Mg+ sobre el nitrogen d'amoníac sota l'acció del fosfat.Es va proposar un nou procés de precipitació de CaSO4 - precipitació MAP per a les aigües residuals de sulfat d'amoni.Els resultats mostren que el regulador tradicional de NaOH es pot substituir per calç.

L'avantatge del mètode de precipitació química és que quan la concentració d'aigües residuals de nitrogen amoníac és alta, l'aplicació d'altres mètodes és limitada, com ara el mètode biològic, el mètode de cloració del punt de ruptura, el mètode de separació de membrana, el mètode d'intercanvi iònic, etc. En aquest moment, El mètode de precipitació química es pot utilitzar per al tractament previ.L'eficiència d'eliminació del mètode de precipitació química és millor i no està limitada per la temperatura i el funcionament és senzill.Els fangs precipitats que contenen fosfat d'amoni i magnesi es poden utilitzar com a fertilitzant compost per aprofitar els residus, compensant així part del cost;Si es pot combinar amb algunes empreses industrials que produeixen aigües residuals de fosfat i empreses que produeixen salmorra, pot estalviar costos farmacèutics i facilitar l'aplicació a gran escala.

L'inconvenient del mètode de precipitació química és que, a causa de la restricció del producte de solubilitat del fosfat d'amoni i magnesi, després que el nitrogen d'amoníac a les aigües residuals arribi a una certa concentració, l'efecte d'eliminació no és evident i el cost d'entrada augmenta molt.Per tant, el mètode de precipitació química s'ha d'utilitzar en combinació amb altres mètodes adequats per al tractament avançat.La quantitat de reactiu utilitzat és gran, el fang produït és gran i el cost del tractament és elevat.La introducció d'ions clorur i fòsfor residual durant la dosificació de productes químics pot provocar fàcilment contaminació secundària.

Fabricant i proveïdor a l'engròs de sulfat d'alumini |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Fabricant i proveïdor a l'engròs de fosfat de sodi dibàsic |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② Mètode d'eliminació

L'eliminació del nitrogen d'amoníac mitjançant el mètode de bufat és ajustar el valor del pH a alcalí, de manera que l'ió d'amoníac de les aigües residuals es converteixi en amoníac, de manera que existeixi principalment en forma d'amoníac lliure i, a continuació, s'elimini l'amoníac lliure. de les aigües residuals a través del gas portador, per aconseguir el propòsit d'eliminar el nitrogen amoníac.Els principals factors que afecten l'eficiència del bufat són el valor del pH, la temperatura, la relació gas-líquid, el cabal de gas, la concentració inicial, etc.Actualment, el mètode de blow-off s'utilitza àmpliament en el tractament d'aigües residuals amb alta concentració de nitrogen amoníac.

Es va estudiar l'eliminació del nitrogen amoníac dels lixiviats de l'abocador mitjançant el mètode d'eliminació.Es va trobar que els factors clau que controlen l'eficiència de l'expulsió eren la temperatura, la relació gas-líquid i el valor del pH.Quan la temperatura de l'aigua és superior a 2590, la relació gas-líquid és d'uns 3500 i el pH és d'uns 10,5, la taxa d'eliminació pot arribar a més del 90% per al lixiviat de l'abocador amb una concentració de nitrogen amoníac tan alta com 2000-4000 mg/ L.Els resultats mostren que quan el pH = 11,5, la temperatura d'extracció és de 80cC i el temps d'extracció és de 120 minuts, la taxa d'eliminació de nitrogen amoníac a les aigües residuals pot arribar al 99,2%.

L'eficiència d'expulsió de les aigües residuals de nitrogen d'amoníac d'alta concentració es va dur a terme mitjançant una torre de bufat a contracorrent.Els resultats van mostrar que l'eficiència d'expulsió augmentava amb l'augment del valor del pH.Com més gran sigui la relació gas-líquid, més gran serà la força motriu de la transferència de massa d'eliminació d'amoníac i també augmenta l'eficiència de separació.

L'eliminació del nitrogen d'amoníac mitjançant el mètode de bufat és eficaç, fàcil d'operar i fàcil de controlar.El nitrogen d'amoníac bufat es pot utilitzar com a absorbent amb àcid sulfúric, i els diners d'àcid sulfúric generats es poden utilitzar com a fertilitzant.El mètode de blow-off és una tecnologia d'ús comú per a l'eliminació física i química del nitrogen en l'actualitat.No obstant això, el mètode d'expulsió té alguns desavantatges, com ara l'escalada freqüent a la torre d'expulsió, la baixa eficiència d'eliminació de nitrogen d'amoníac a baixa temperatura i la contaminació secundària causada pel gas d'expulsió.El mètode d'eliminació generalment es combina amb altres mètodes de tractament d'aigües residuals amb nitrogen amoníac per pretractar aigües residuals amb nitrogen amoníac d'alta concentració.

③ Punt de ruptura de cloració

El mecanisme d'eliminació de l'amoníac mitjançant la cloració del punt de ruptura és que el clor gasós reacciona amb l'amoníac per produir un gas nitrogenat inofensiu i el N2 s'escapa a l'atmosfera, fent que la font de reacció continuï cap a la dreta.La fórmula de la reacció és:

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

Quan el clor gasós es transfereix a les aigües residuals fins a un punt determinat, el contingut de clor lliure a l'aigua és baix i la concentració d'amoníac és zero.Quan la quantitat de clor gasós passa pel punt, la quantitat de clor lliure a l'aigua augmentarà, per tant, el punt s'anomena punt de ruptura i la cloració en aquest estat s'anomena cloració del punt de ruptura.

El mètode de cloració del punt de ruptura s'utilitza per tractar les aigües residuals de perforació després del bufat de nitrogen amoníac, i l'efecte del tractament es veu directament afectat pel procés de bufat de nitrogen d'amoníac de pretractament.Quan el 70% del nitrogen d'amoníac de les aigües residuals s'elimina mitjançant un procés de bufat i després es tracta per cloració del punt de ruptura, la concentració en massa de nitrogen amoníac a l'efluent és inferior a 15 mg/L.Zhang Shengli et al.va prendre aigües residuals simulades de nitrogen amoníac amb una concentració de massa de 100 mg/L com a objecte d'investigació, i els resultats de la investigació van mostrar que els factors principals i secundaris que afecten l'eliminació del nitrogen amoníac per oxidació d'hipoclorit de sodi eren la relació quantitativa de clor a nitrogen d'amoníac, temps de reacció i valor de pH.

El mètode de cloració del punt de ruptura té una alta eficiència d'eliminació de nitrogen, la taxa d'eliminació pot arribar al 100% i la concentració d'amoníac a les aigües residuals es pot reduir a zero.L'efecte és estable i no es veu afectat per la temperatura;Menys equip d'inversió, resposta ràpida i completa;Té l'efecte d'esterilització i desinfecció del cos d'aigua.L'àmbit d'aplicació del mètode de cloració del punt de ruptura és que la concentració d'aigües residuals de nitrogen amoníac és inferior a 40 mg/L, de manera que el mètode de cloració del punt de ruptura s'utilitza principalment per al tractament avançat d'aigües residuals de nitrogen amoníac.El requisit d'ús i emmagatzematge segur és elevat, el cost del tractament és elevat i els subproductes cloramines i orgànics clorats provocaran contaminació secundària.

④ mètode d'oxidació catalítica

El mètode d'oxidació catalítica és mitjançant l'acció del catalitzador, sota una determinada temperatura i pressió, mitjançant l'oxidació de l'aire, la matèria orgànica i l'amoníac de les aigües residuals es poden oxidar i descompondre en substàncies inofensives com CO2, N2 i H2O, per aconseguir el propòsit de purificació.

Els factors que afecten l'efecte de l'oxidació catalítica són les característiques del catalitzador, la temperatura, el temps de reacció, el valor del pH, la concentració de nitrogen d'amoníac, la pressió, la intensitat de l'agitació, etc.

Es va estudiar el procés de degradació del nitrogen d'amoníac ozonitzat.Els resultats van mostrar que quan augmentava el valor del pH, es va produir una mena de radical H O amb una forta capacitat d'oxidació i la velocitat d'oxidació es va accelerar significativament.Els estudis demostren que l'ozó pot oxidar el nitrogen d'amoníac a nitrit i el nitrit a nitrat.La concentració de nitrogen amoníac a l'aigua disminueix amb l'augment del temps i la taxa d'eliminació de nitrogen amoníac és d'uns 82%.CuO-Mn02-Ce02 es va utilitzar com a catalitzador compost per tractar aigües residuals de nitrogen amoníac.Els resultats experimentals mostren que l'activitat d'oxidació del catalitzador compost recentment preparat millora significativament i les condicions de procés adequades són 255 ℃, 4,2 MPa i pH = 10,8.En el tractament d'aigües residuals de nitrogen amoníac amb una concentració inicial de 1023 mg/L, la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac pot arribar al 98% en 150 minuts, assolint l'estàndard de descàrrega secundària nacional (50 mg/L).

El rendiment catalític del fotocatalitzador de TiO2 suportat per zeolita es va investigar estudiant la taxa de degradació del nitrogen d'amoníac en una solució d'àcid sulfúric.Els resultats mostren que la dosi òptima del fotocatalitzador de Ti02/zeolita és d'1,5 g/L i el temps de reacció és de 4 h sota irradiació ultraviolada.La taxa d'eliminació de nitrogen amoníac de les aigües residuals pot arribar al 98,92%.Es va estudiar l'efecte d'eliminació d'un alt diòxid de ferro i nano-barbeta sota llum ultraviolada sobre el fenol i el nitrogen d'amoníac.Els resultats mostren que la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac és del 97,5% quan s'aplica pH = 9,0 a la solució de nitrogen d'amoníac amb una concentració de 50 mg/L, que és un 7,8% i un 22,5% superior a la del diòxid de ferro o Xina sol.

El mètode d'oxidació catalítica té els avantatges d'una alta eficiència de purificació, procés senzill, àrea inferior petita, etc., i sovint s'utilitza per tractar aigües residuals de nitrogen amoníac d'alta concentració.La dificultat de l'aplicació és com evitar la pèrdua de catalitzador i la protecció contra la corrosió dels equips.

⑤ mètode d'oxidació electroquímica

El mètode d'oxidació electroquímica es refereix al mètode d'eliminació de contaminants de l'aigua mitjançant l'ús d'electrooxidació amb activitat catalítica.Els factors que influeixen són la densitat de corrent, el cabal d'entrada, el temps de sortida i el temps de solució puntual.

Es va estudiar l'oxidació electroquímica d'aigües residuals d'amoníac-nitrogen en una cel·la electrolítica de flux circulant, on el positiu és l'electricitat de la xarxa Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 i el negatiu és l'electricitat de la xarxa Ti.Els resultats mostren que quan la concentració d'ions clorur és de 400 mg/L, la concentració inicial de nitrogen d'amoníac és de 40 mg/L, el cabal d'amoníac és de 600 mL/min, la densitat de corrent és de 20 mA/cm i el temps electrolític és de 90 min, l'amoníac la taxa d'eliminació de nitrogen és del 99,37%.Mostra que l'oxidació electrolítica de les aigües residuals d'amoníac i nitrogen té una bona perspectiva d'aplicació.

3. Procés bioquímic d'eliminació de nitrogen

①Tota la nitrificació i desnitrificació

La nitrificació i desnitrificació de tot el procés és un tipus de mètode biològic que s'ha utilitzat àmpliament durant molt de temps en l'actualitat.Converteix el nitrogen amoníac de les aigües residuals en nitrogen mitjançant una sèrie de reaccions com la nitrificació i la desnitrificació sota l'acció de diversos microorganismes, per tal d'aconseguir el propòsit del tractament d'aigües residuals.El procés de nitrificació i desnitrificació per eliminar el nitrogen amoníac ha de passar per dues etapes:

Reacció de nitrificació: La reacció de nitrificació es completa amb microorganismes aeròbics autòtrofs.En estat aeròbic, el nitrogen inorgànic s'utilitza com a font de nitrogen per convertir NH4+ en NO2-, i després s'oxida a NO3-.El procés de nitrificació es pot dividir en dues etapes.En la segona etapa, el nitrit es converteix en nitrat (NO3-) pels bacteris nitrificants, i el nitrit es converteix en nitrat (NO3-) pels bacteris nitrificants.

Reacció de desnitrificació: la reacció de desnitrificació és el procés en què els bacteris desnitrificants redueixen el nitrogen nitrit i el nitrogen nitrat a nitrogen gasós (N2) en estat d'hipòxia.Els bacteris desnitrificants són microorganismes heteròtrofs, la majoria dels quals pertanyen a bacteris amfíctics.En l'estat d'hipòxia, utilitzen l'oxigen del nitrat com a acceptor d'electrons i la matèria orgànica (component DBO a les aigües residuals) com a donant d'electrons per proporcionar energia i oxidar-se i estabilitzar-se.

Totes les aplicacions d'enginyeria de nitrificació i desnitrificació del procés inclouen principalment AO, A2O, rasa d'oxidació, etc., que és un mètode més madur utilitzat en la indústria d'eliminació de nitrogen biològica.

Tot el mètode de nitrificació i desnitrificació té els avantatges d'un efecte estable, un funcionament senzill, sense contaminació secundària i un baix cost.Aquest mètode també té alguns inconvenients, com ara s'ha d'afegir la font de carboni quan la relació C/N a les aigües residuals és baixa, el requisit de temperatura és relativament estricte, l'eficiència és baixa a baixa temperatura, l'àrea és gran, la demanda d'oxigen és gran i algunes substàncies nocives com els ions de metalls pesants tenen un efecte pressionant sobre els microorganismes, que s'han d'eliminar abans de dur a terme el mètode biològic.A més, l'alta concentració de nitrogen amoníac a les aigües residuals també té un efecte inhibidor sobre el procés de nitrificació.Per tant, s'ha de realitzar un pretractament abans del tractament d'aigües residuals de nitrogen amoníac d'alta concentració de manera que la concentració d'aigües residuals de nitrogen amoníac sigui inferior a 500 mg/L.El mètode biològic tradicional és adequat per al tractament d'aigües residuals de nitrogen amoníac de baixa concentració que contenen matèria orgànica, com ara aigües residuals domèstiques, aigües residuals químiques, etc.

② Nitrificació i desnitrificació simultànies (SND)

Quan la nitrificació i la desnitrificació es realitzen conjuntament en el mateix reactor, s'anomena desnitrificació de digestió simultània (SND).L'oxigen dissolt a les aigües residuals està limitat per la velocitat de difusió per produir un gradient d'oxigen dissolt a l'àrea del microambient al floc microbià o biofilm, cosa que fa que el gradient d'oxigen dissolt a la superfície exterior del floc microbià o biofilm sigui propici per al creixement i la propagació. de bacteris aeròbics nitrificants i bacteris amoniacants.Com més endins al floc o membrana, menor és la concentració d'oxigen dissolt, donant lloc a una zona anòxica on dominen els bacteris desnitrificants.Formant així un procés de digestió i desnitrificació simultània.Els factors que afecten la digestió i la desnitrificació simultànies són el valor del pH, la temperatura, l'alcalinitat, la font de carboni orgànic, l'oxigen dissolt i l'edat dels fangs.

La nitrificació/desnitrificació simultània existia a la rasa d'oxidació de Carrousel, i la concentració d'oxigen dissolt entre l'impulsor airejat a la rasa d'oxidació de Carrousel va disminuir gradualment i l'oxigen dissolt a la part inferior de la rasa d'oxidació de Carrousel era inferior a la de la part superior. .Les taxes de formació i consum de nitrogen nitrat a cada part del canal són gairebé iguals, i la concentració de nitrogen d'amoníac al canal és sempre molt baixa, la qual cosa indica que les reaccions de nitrificació i desnitrificació es produeixen simultàniament al canal d'oxidació de Carrousel.

L'estudi sobre el tractament de les aigües residuals domèstiques mostra que com més gran és el CODCr, més completa és la desnitrificació i millor és l'eliminació de TN.L'efecte de l'oxigen dissolt en la nitrificació i desnitrificació simultània és gran.Quan l'oxigen dissolt es controla a 0,5 ~ 2 mg/L, l'efecte total d'eliminació de nitrogen és bo.Al mateix temps, el mètode de nitrificació i desnitrificació estalvia el reactor, redueix el temps de reacció, té un baix consum d'energia, estalvia inversió i és fàcil mantenir estable el valor del pH.

③Digestió i desnitrificació a curt abast

En el mateix reactor, els bacteris oxidants d'amoníac s'utilitzen per oxidar l'amoníac a nitrit en condicions aeròbiques, i després el nitrit es desnitrifica directament per produir nitrogen amb matèria orgànica o font externa de carboni com a donant d'electrons en condicions d'hipòxia.Els factors d'influència de la nitrificació i desnitrificació a curt abast són la temperatura, l'amoníac lliure, el valor del pH i l'oxigen dissolt.

Efecte de la temperatura sobre la nitrificació a curt abast de les aigües residuals municipals sense aigua de mar i les aigües residuals municipals amb un 30% d'aigua de mar.Els resultats experimentals mostren que: per a les aigües residuals municipals sense aigua de mar, augmentar la temperatura és propici per aconseguir una nitrificació de curt abast.Quan la proporció d'aigua de mar a les aigües residuals domèstiques és del 30%, la nitrificació a curt abast es pot aconseguir millor en condicions de temperatura mitjana.La Universitat Tecnològica de Delft va desenvolupar el procés SHARON, l'ús d'alta temperatura (uns 30-4090) afavoreix la proliferació de bacteris de nitrit, de manera que els bacteris de nitrit perden la competència, mentre que controlant l'edat dels fangs per eliminar els bacteris de nitrit, així que la reacció de nitrificació en l'etapa de nitrit.

A partir de la diferència d'afinitat per l'oxigen entre bacteris de nitrit i bacteris de nitrit, el Laboratori d'Ecologia Microbial Gent va desenvolupar el procés OLAND per aconseguir l'acumulació de nitrogen de nitrit controlant l'oxigen dissolt per eliminar els bacteris de nitrit.

Els resultats de les proves pilot del tractament d'aigües residuals de coquització mitjançant nitrificació i desnitrificació a curt abast mostren que quan les concentracions de DQO, nitrogen amoníac, TN i fenol influents són de 1201,6,510,4,540,1 i 110,4 mg/L, la DQO mitjana de l'efluent, nitrogen d'amoníac Les concentracions de TN i fenol són de 197,1, 14,2, 181,5 i 0,4 mg/L, respectivament.Les taxes d'eliminació corresponents van ser del 83,6%, 97,2%, 66,4% i 99,6%, respectivament.

El procés de nitrificació i desnitrificació a curt abast no passa per l'etapa de nitrats, estalviant la font de carboni necessària per a l'eliminació biològica del nitrogen.Té certs avantatges per a les aigües residuals de nitrogen amoníac amb una relació C/N baixa.La nitrificació i desnitrificació a curt abast té els avantatges de menys fangs, temps de reacció curt i estalvi de volum del reactor.Tanmateix, la nitrificació i la desnitrificació a curt abast requereixen una acumulació estable i duradora de nitrits, de manera que com inhibir eficaçment l'activitat dels bacteris nitrificants es converteix en la clau.

④ Oxidació anaeròbica d'amoníac

L'amoxidació anaeròbica és un procés d'oxidació directa del nitrogen d'amoníac a nitrogen per part de bacteris autòtrofs en condicions d'hipòxia, amb nitrogen nitrós o nitrogen nitrós com a acceptor d'electrons.

Es van estudiar els efectes de la temperatura i el PH sobre l'activitat biològica d'anammoX.Els resultats van mostrar que la temperatura de reacció òptima era de 30 ℃ i el valor de pH era de 7,8.Es va estudiar la viabilitat d'un reactor ammoX anaeròbic per tractar aigües residuals d'alta salinitat i alta concentració de nitrogen.Els resultats van mostrar que l'alta salinitat inhibia significativament l'activitat anammoX i aquesta inhibició era reversible.L'activitat ammox anaeròbica dels fangs no aclimatats va ser un 67,5% menor que la del fang de control sota la salinitat de 30 g.L-1 (NaC1).L'activitat anammoX dels fangs aclimatats va ser un 45,1% inferior a la del control.Quan el fang aclimatat es va transferir d'un entorn d'alta salinitat a un entorn de baixa salinitat (sense salmorra), l'activitat ammoX anaeròbica es va incrementar en un 43,1%.No obstant això, el reactor és propens a disminuir el funcionament quan funciona en alta salinitat durant molt de temps.

En comparació amb el procés biològic tradicional, l'ammoX anaeròbic és una tecnologia d'eliminació de nitrogen biològica més econòmica sense font de carboni addicional, baixa demanda d'oxigen, sense necessitat de neutralitzar reactius i menys producció de fangs.Els desavantatges de l'ammox anaeròbic són que la velocitat de reacció és lenta, el volum del reactor és gran i la font de carboni no és favorable a l'amMOX anaeròbic, la qual cosa té un significat pràctic per resoldre les aigües residuals de nitrogen amoníac amb poca biodegradabilitat.

4.procés d'eliminació de nitrogen per adsorció i separació

① mètode de separació de membrana

El mètode de separació de membrana és utilitzar la permeabilitat selectiva de la membrana per separar selectivament els components del líquid, per tal d'aconseguir el propòsit d'eliminar el nitrogen d'amoníac.Inclou osmosi inversa, nanofiltració, membrana desammoniant i electrodiàlisi.Els factors que afecten la separació de la membrana són les característiques de la membrana, la pressió o la tensió, el valor del pH, la temperatura i la concentració de nitrogen amoníac.

Segons la qualitat de l'aigua de les aigües residuals de nitrogen amoníac abocades per la fosa de terres rares, l'experiment d'osmosi inversa es va dur a terme amb aigües residuals simulades NH4C1 i NaCI.Es va trobar que en les mateixes condicions, l'osmosi inversa té una taxa d'eliminació més alta de NaCI, mentre que el NHCl té una taxa de producció d'aigua més alta.La taxa d'eliminació de NH4C1 és del 77,3% després del tractament d'osmosi inversa, que es pot utilitzar com a pretractament d'aigües residuals de nitrogen amoníac.La tecnologia d'osmosi inversa pot estalviar energia, bona estabilitat tèrmica, però la resistència al clor, la resistència a la contaminació és deficient.

Es va utilitzar un procés de separació de membrana de nanofiltració bioquímica per tractar els lixiviats de l'abocador, de manera que el 85% ~ 90% del líquid permeable es va abocar segons la norma i només el 0% ~ 15% del líquid i fang concentrats d'aigües residuals es van tornar a la dipòsit d'escombraries.Ozturki et al.va tractar els lixiviats de l'abocador d'Odayeri a Turquia amb una membrana de nanofiltració i la taxa d'eliminació de nitrogen amoníac va ser d'aproximadament el 72%.La membrana de nanofiltració requereix una pressió més baixa que la membrana d'osmosi inversa, fàcil d'operar.

El sistema de membrana d'eliminació d'amoníac s'utilitza generalment en el tractament d'aigües residuals amb nitrogen d'amoníac alt.El nitrogen d'amoníac de l'aigua té el següent balanç: NH4- +OH-= NH3+H2O en funcionament, les aigües residuals que contenen amoníac flueixen a la carcassa del mòdul de membrana i el líquid que absorbeix àcid flueix a la canonada de la membrana. mòdul.Quan augmenta el PH de les aigües residuals o augmenta la temperatura, l'equilibri es desplaçarà cap a la dreta i l'ió amoni NH4- es converteix en NH3 gasós lliure.En aquest moment, l'NH3 gasós pot entrar a la fase líquida d'absorció d'àcids a la canonada des de la fase d'aigua residual a la closca a través dels microporos de la superfície de la fibra buida, que és absorbida per la solució àcida i es converteix immediatament en NH4- iònic.Mantingueu el PH de les aigües residuals per sobre de 10 i la temperatura per sobre de 35 ° C (per sota dels 50 ° C), de manera que l'NH4 a la fase d'aigües residuals es converteixi contínuament en NH3 a la migració de la fase líquida d'absorció.Com a resultat, la concentració de nitrogen amoníac al costat de les aigües residuals va disminuir contínuament.La fase líquida d'absorció d'àcid, com que només hi ha àcid i NH4-, forma una sal d'amoni molt pura, i arriba a una certa concentració després de la circulació contínua, que es pot reciclar.D'una banda, l'ús d'aquesta tecnologia pot millorar considerablement la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac a les aigües residuals i, d'altra banda, pot reduir el cost operatiu total del sistema de tractament d'aigües residuals.

② Mètode d'electrodiàlisi

L'electrodiàlisi és un mètode per eliminar sòlids dissolts de solucions aquoses aplicant una tensió entre els parells de membranes.Sota l'acció de la tensió, els ions d'amoníac i altres ions de les aigües residuals d'amoníac i nitrogen s'enriqueixen a través de la membrana de l'aigua concentrada que conté amoníac, per aconseguir el propòsit d'eliminació.

El mètode d'electrodiàlisi es va utilitzar per tractar aigües residuals inorgàniques amb alta concentració de nitrogen amoníac i va aconseguir bons resultats.Per a aigües residuals de nitrogen d'amoníac de 2000-3000 mg / L, la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac pot ser superior al 85% i l'aigua d'amoníac concentrada es pot obtenir en un 8,9%.La quantitat d'electricitat consumida durant l'operació d'electrodiàlisi és proporcional a la quantitat de nitrogen amoníac a les aigües residuals.El tractament d'electrodiàlisi d'aigües residuals no està limitat pel valor de pH, temperatura i pressió, i és fàcil d'operar.

Els avantatges de la separació de membrana són una alta recuperació de nitrogen amoníac, un funcionament senzill, un efecte de tractament estable i cap contaminació secundària.Tanmateix, en el tractament d'aigües residuals de nitrogen d'amoníac d'alta concentració, a excepció de la membrana desammoniada, altres membranes són fàcils d'escalar i obstruir, i la regeneració i el rentat a contracor són freqüents, augmentant el cost del tractament.Per tant, aquest mètode és més adequat per al pretractament o per a aigües residuals de nitrogen amoníac de baixa concentració.

③ Mètode d'intercanvi iònic

El mètode d'intercanvi iònic és un mètode per eliminar el nitrogen amoníac de les aigües residuals mitjançant l'ús de materials amb una forta adsorció selectiva d'ions d'amoníac.Els materials d'adsorció més utilitzats són el carbó actiu, la zeolita, la montmorillonita i la resina d'intercanvi.La zeolita és una mena de silico-aluminat amb estructura espacial tridimensional, estructura de porus regular i forats, entre els quals la clinoptilolita té una forta capacitat d'adsorció selectiva per als ions d'amoníac i un preu baix, de manera que s'utilitza habitualment com a material d'adsorció per a aigües residuals de nitrogen amoníac. en enginyeria.Els factors que afecten l'efecte del tractament de la clinoptilolita inclouen la mida de les partícules, la concentració de nitrogen d'amoníac influent, el temps de contacte, el valor del pH, etc.

L'efecte d'adsorció de la zeolita sobre el nitrogen d'amoníac és evident, seguit de la ranita, i l'efecte del sòl i la ceramisita és pobre.La forma principal d'eliminar el nitrogen d'amoníac de la zeolita és l'intercanvi iònic i l'efecte d'adsorció física és molt petit.L'efecte d'intercanvi iònic de la ceramita, el sòl i la ranita és similar a l'efecte d'adsorció física.La capacitat d'adsorció dels quatre farcits va disminuir amb l'augment de la temperatura en el rang de 15-35 ℃ i va augmentar amb l'augment del valor del pH en el rang de 3-9.L'equilibri d'adsorció es va assolir després d'oscil·lació de 6 hores.

Es va estudiar la viabilitat d'eliminar el nitrogen amoníac dels lixiviats de l'abocador mitjançant l'adsorció de zeolites.Els resultats experimentals mostren que cada gram de zeolita té un potencial d'adsorció limitat de 15,5 mg de nitrogen d'amoníac, quan la mida de les partícules de la zeolita és de 30-16 malles, la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac arriba al 78,5% i amb el mateix temps d'adsorció, dosificació i La mida de la partícula de la zeolita, com més gran sigui la concentració de nitrogen d'amoníac influent, més alta serà la taxa d'adsorció, i és factible que la zeolita com a adsorbent elimine el nitrogen amoníac del lixiviat.Al mateix temps, s'assenyala que la taxa d'adsorció del nitrogen d'amoníac per la zeolita és baixa i és difícil que la zeolita assoleixi la capacitat d'adsorció de saturació en funcionament pràctic.

Es va estudiar l'efecte d'eliminació del llit de zeolita biològic sobre el nitrogen, el DQO i altres contaminants a les aigües residuals simulades del poble.Els resultats mostren que la taxa d'eliminació de nitrogen d'amoníac pel llit de zeolita biològic és superior al 95% i l'eliminació de nitrogen de nitrat es veu molt afectada pel temps de residència hidràulica.

El mètode d'intercanvi d'ions té els avantatges d'una petita inversió, un procés senzill, un funcionament convenient, la insensibilitat al verí i la temperatura i la reutilització de la zeolita per regeneració.Tanmateix, quan es tracten aigües residuals de nitrogen d'amoníac d'alta concentració, la regeneració és freqüent, la qual cosa comporta molèsties a l'operació, per la qual cosa s'ha de combinar amb altres mètodes de tractament de nitrogen amoníac o utilitzar-se per tractar aigües residuals de nitrogen d'amoníac de baixa concentració.

Fabricant i proveïdor a l'engròs de zeolita 4A |EVERBRIGHT (cnchemist.com)