كيميائية وعملية لإزالة النيتروجين الأمونيا من الماء

1. ما هو النيتروجين الأمونيا؟

يشير النيتروجين الأمونيا إلى الأمونيا في شكل الأمونيا الحرة (أو الأمونيا غير الأيونية ، NH3) أو الأمونيا الأيونية (NH4+). ارتفاع درجة الحموضة ونسبة أعلى من الأمونيا الحرة ؛ على العكس من ذلك ، فإن نسبة ملح الأمونيوم مرتفعة.

النيتروجين الأمونيا هو مغذيات في الماء ، والتي يمكن أن تؤدي إلى مخثطات الماء ، وهو الأوكسجين الرئيسي الذي يستهلك الملوثات في الماء ، وهو سامة للأسماك وبعض الكائنات المائية.

التأثير الضار الرئيسي لنيتروجين الأمونيا على الكائنات المائية هو الأمونيا الحرة ، التي تزيد سسمها عن عشرات المرات من ملح ملح الأمونيوم ، ويزيد مع زيادة القلوية. ترتبط سمية النيتروجين الأمونيا ارتباطًا وثيقًا بقيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة حرارة الماء في ماء البركة ، بشكل عام ، كلما ارتفعت قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة حرارة الماء ، كلما كانت السمية أقوى.

هناك طريقتان تقريبيان للحساسية اللونية المستخدمة بشكل شائع لتحديد الأمونيا هما طريقة كاشف Nessler الكلاسيكية وطريقة الفينول-هوكلوريت. تستخدم المعايرة والطرق الكهربائية أيضًا لتحديد الأمونيا ؛ عندما يكون محتوى النيتروجين الأمونيا مرتفعًا ، يمكن أيضًا استخدام طريقة معايرة التقطير. (تشمل المعايير الوطنية طريقة كاشف ناث ، قياس طيف حمض الساليسيليك ، التقطير - طريقة المعايرة)

2. عملية إزالة النيتروجين الفيزيائية والكيميائية

① طريقة هطول الأمطار الكيميائية

تتمثل طريقة هطول الأمطار الكيميائية ، والمعروفة أيضًا باسم طريقة هطول الأمطار في الخريطة ، إلى إضافة المغنيسيوم وحمض الفوسفوريك أو فوسفات الهيدروجين إلى مياه الصرف الصحي التي تحتوي على نيتروجين الأمونيا ، بحيث يتفاعل NH4+ في مياه الصرف الصحي مع MG+ و PO4- إزالة النيتروجين الأمونيا. يمكن استخدام فوسفات الأمونيوم المغنيسيوم ، المعروف باسم ستروفيت ، كسماد أو مضافة للتربة أو مثبتة للحريق لبناء المنتجات الهيكلية. معادلة التفاعل هي كما يلي:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

العوامل الرئيسية التي تؤثر على تأثير المعالجة لهطول الأمطار الكيميائي هي قيمة درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، وتركيز النيتروجين الأمونيا ونسبة المولي (N (ملغ+): N (NH4+): N (P04-)). تظهر النتائج أنه عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 10 ونسبة المولي من المغنيسيوم والنيتروجين والفوسفور هي 1.2: 1: 1.2 ، يكون تأثير العلاج أفضل.

باستخدام كلوريد المغنيسيوم والفوسفات الهيدروجين disodium كعوامل ترسب ، تظهر النتائج أن تأثير المعالجة أفضل عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 9.5 ونسبة المولي من المغنيسيوم والنيتروجين والفوسفور هي 1.2: 1: 1.

أظهرت النتائج أن MGC12+Na3PO4.12H20 متفوق على مجموعات الوكيل المترسبة الأخرى. عندما تكون قيمة الرقم الهيدروجيني 10.0 ، تكون درجة الحرارة 30 ℃ ، n (ملغ+): N (NH4+): N (p04-) = 1: 1: 1 ، يتم تقليل تركيز الكتلة من النيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي بعد التحريك لمدة 30 دقيقة من 222 ملغ/لتر قبل المعالجة حتى 17mg/l ، ويبلغ معدل التذاكر 92.3 ٪.

تم الجمع بين طريقة هطول الأمطار الكيميائية وطريقة الغشاء السائل لعلاج مياه الصرف الصحي النيتروجين الصناعية عالية التركيز. في ظل ظروف تحسين عملية هطول الأمطار ، وصل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا إلى 98.1 ٪ ، ثم أدى العلاج إلى مزيد من المعالجة مع طريقة الفيلم السائل إلى تقليل تركيز النيتروجين الأمونيا إلى 0.005 جم/لتر ، ووصل إلى معيار الانبعاثات الوطني من الدرجة الأولى.

تم فحص تأثير إزالة أيونات المعادن الثنائيات (Ni+، Mn+، Zn+، Cu+، Fe+) بخلاف Mg+على نيتروجين الأمونيا تحت عمل الفوسفات. تم اقتراح عملية جديدة من هطول هطول الأمطار Caso4 لمياه الصرف الصحي كبريتات الأمونيوم. تظهر النتائج أن منظم NaOH التقليدي يمكن استبداله بالجير.

ميزة طريقة هطول الأمطار الكيميائية هي أنه عندما يكون تركيز مياه الصرف الصحي النيتروجين الأمونيا مرتفعًا ، يكون تطبيق طرق أخرى محدودًا ، مثل الطريقة البيولوجية ، طريقة كسر كلورات نقطة ، طريقة فصل الغشاء ، طريقة تبادل الأيونات ، إلخ. في هذا الوقت ، يمكن استخدام طريقة هطول الأمطار الكيميائية لسبق المعالجة. كفاءة إزالة طريقة هطول الأمطار الكيميائية أفضل ، ولا تقتصر على درجة الحرارة ، والعملية بسيطة. يمكن استخدام الحمأة المترسبة التي تحتوي على فوسفات الأمونيوم المغنيسيوم كسماد مركب لتحقيق استخدام النفايات ، وبالتالي تعويض جزء من التكلفة ؛ إذا كان يمكن دمجها مع بعض المؤسسات الصناعية التي تنتج مياه الصرف الفوسفاتية والمؤسسات التي تنتج محلول ملحي ، يمكن أن توفر تكاليف الأدوية وتسهيل التطبيق على نطاق واسع.

إن عيب طريقة هطول الأمطار الكيميائية هو أنه بسبب تقييد منتج القابلية للذوبان من الفوسفات المغنيسيوم الأموني ، بعد أن يصل نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي إلى تركيز معين ، فإن تأثير الإزالة غير واضح ويتم زيادة تكلفة المدخلات بشكل كبير. لذلك ، يجب استخدام طريقة هطول الأمطار الكيميائية مع طرق أخرى مناسبة للعلاج المتقدم. كمية الكاشف المستخدمة كبيرة ، الحمأة المنتجة كبيرة ، وتكلفة العلاج مرتفعة. يمكن أن يؤدي إدخال أيونات الكلوريد والفوسفور المتبقي خلال جرعات المواد الكيميائية بسهولة إلى تلوث ثانوي.

الجملة المصنعة كبريتات الألومنيوم والمورد | Everbright (cnchemist.com)

الجملة الدبزي الصوديوم المصنعة والمورد | Everbright (cnchemist.com)

② قبالة الطريقة

تتمثل إزالة نيتروجين الأمونيا عن طريق النفخ في ضبط قيمة الأس الهيدروجيني للقلويين ، بحيث يتم تحويل أيون الأمونيا في مياه الصرف الصحي إلى الأمونيا ، بحيث يكون موجودًا بشكل أساسي في شكل الأمونيا الحرة ، ثم يتم إخراج الأمونيا الحرة من مياه الصرف الصحي عبر غاز الناقل حتى لتحقيق هذا الغرض من Amoving Ammonia Niter. العوامل الرئيسية التي تؤثر على كفاءة النفخ هي قيمة درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، ونسبة الغاز السائل ، ومعدل تدفق الغاز ، والتركيز الأولي وما إلى ذلك. في الوقت الحاضر ، يتم استخدام طريقة التفجير على نطاق واسع في معالجة مياه الصرف الصحي مع ارتفاع تركيز النيتروجين الأمونيا.

تمت دراسة إزالة النيتروجين الأمونيا من مروى المكب بواسطة طريقة التفجير. وقد وجد أن العوامل الرئيسية التي تتحكم في كفاءة الانفجار كانت درجة الحرارة ونسبة الغاز السائل وقيمة الرقم الهيدروجيني. عندما تكون درجة حرارة الماء أكبر من 2590 ، تكون نسبة السائل الغازي حوالي 3500 ، ودرجة الحموضة حوالي 10.5 ، يمكن أن يصل معدل الإزالة إلى أكثر من 90 ٪ من مرآب المكب مع تركيز النيتروجين الأمونيا يصل إلى 2000-4000mg/لتر. تظهر النتائج أنه عندما تكون درجة الحموضة = 11.5 ، فإن درجة حرارة التجريد هي 80 سم ووقت التجريد 120 دقيقة ، فإن معدل إزالة النيتروجين في مياه الصرف الصحي يمكن أن يصل إلى 99.2 ٪.

تم تنفيذ كفاءة نفخ مياه النيتروجين ذات التركيز العالي من خلال برج الضرب المضاد. أظهرت النتائج أن كفاءة النفخ زادت مع زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني. كلما زادت نسبة الغاز السائل ، زادت القوة الدافعة لنقل كتلة تجريد الأمونيا ، كما تزداد كفاءة التجريد.

إن إزالة نيتروجين الأمونيا بواسطة طريقة النفخ فعالة وسهلة التشغيل وسهلة التحكم. يمكن استخدام نيتروجين الأمونيا المنفوخ كامتصاص مع حمض الكبريتيك ، ويمكن استخدام أموال حمض الكبريتيك المولدة كسماد. طريقة التفجير هي تقنية شائعة الاستخدام لإزالة النيتروجين الفيزيائية والكيميائية في الوقت الحاضر. ومع ذلك ، فإن طريقة التفجير لها بعض العيوب ، مثل التحجيم المتكرر في برج الانفجار ، وكفاءة إزالة النيتروجين منخفضة الأمونيا عند درجة حرارة منخفضة ، والتلوث الثانوي الناجم عن غاز الانفجار. يتم دمج طريقة الانفجار بشكل عام مع طرق معالجة مياه الصرف الصحي النيتروجينية الأخرى لتلبية مياه الصرف الصحي النيتروجينية ذات التركيز العالي.

③ النقطة الكلور

آلية إزالة الأمونيا عن طريق كلور كلور النقطة هي أن غاز الكلور يتفاعل مع الأمونيا لإنتاج غاز النيتروجين غير الضار ، ويهرب N2 إلى الغلاف الجوي ، مما يجعل مصدر التفاعل يستمر إلى اليمين. صيغة التفاعل هي:

HOCL NH4 + + 1.5 -> 0.5 N2 H20 H ++ CL - 1.5 + 2.5 + 1.5)

عندما يتم نقل غاز الكلور إلى مياه الصرف الصحي إلى نقطة معينة ، يكون محتوى الكلور الحر في الماء منخفضًا ، وتركيز الأمونيا صفر. عندما تمر كمية غاز الكلور بالنقطة ، ستزداد كمية الكلور الحر في الماء ، لذلك ، تسمى النقطة نقطة الاستراحة ، ويسمى الكلور في هذه الحالة الكلور النقطة.

يتم استخدام طريقة كلور نقطة الاستراحة لعلاج مياه الصرف الصحي الحفر بعد نفخ النيتروجين في الأمونيا ، ويتأثر تأثير العلاج بشكل مباشر بعملية نفخ النيتروجين الأمونيا. عندما تتم إزالة 70 ٪ من نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي عن طريق عملية النفخ ثم يعاملون بواسطة الكلور نقطة الانهيار ، يكون تركيز الكتلة النيتروجين في الأمونيا في النفايات السائلة أقل من 15 ملغ/لتر. Zhang Shengli et al. أخذت مياه الصرف الصحي النيتروجينية المحاكاة مع تركيز الكتلة من 100 ملغ/لتر ككائن بحث ، وأظهرت نتائج البحث أن العوامل الرئيسية والثانوية التي تؤثر على إزالة النيتروجين الأمونيا عن طريق أكسدة قصوروكلوريت الصوديوم كانت نسبة كمية الكلور إلى نيتروجين الأمونيا ، ووقت التفاعل ، وقيمة الرقم الهيدروجيني.

تتمتع طريقة كلور نقطة الاستراحة بكفاءة إزالة النيتروجين العالية ، ويمكن أن يصل معدل الإزالة إلى 100 ٪ ، ويمكن تخفيض تركيز الأمونيا في مياه الصرف إلى الصفر. التأثير مستقر ولا يتأثر بدرجة الحرارة ؛ معدات استثمار أقل ، استجابة سريعة وكاملة ؛ لها تأثير التعقيم والتطهير على جسم الماء. نطاق تطبيق طريقة كلور نقطة الاستراحة هو أن تركيز مياه الصرف الصحي النيتروجينية الأمونيا أقل من 40 ملغ/لتر ، وبالتالي فإن طريقة كلور نقطة الاستراحة تستخدم في الغالب للمعالجة المتقدمة لمياه الصرف الصحي النيتروجينية. إن متطلبات الاستخدام والتخزين الآمن مرتفع ، وتكلفة العلاج مرتفعة ، وسوف تسبب كلورامينات الكلور والكلور تلوثًا ثانويًا.

④ طريقة الأكسدة التحفيزية

تتمثل طريقة الأكسدة الحفزية في عمل المحفز ، في ظل درجة حرارة وضغط معينة ، من خلال أكسدة الهواء ، والمواد العضوية والأمونيا في مياه الصرف الصحي يمكن أن تتحلل وتحلل إلى مواد غير ضارة مثل CO2 و N2 و H2O ، لتحقيق الغرض من التطهير.

العوامل التي تؤثر على تأثير الأكسدة الحفزية هي خصائص المحفز ، ودرجة الحرارة ، ووقت التفاعل ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، وتركيز النيتروجين الأمونيا ، والضغط ، والتحريك شدة وما إلى ذلك.

تمت دراسة عملية تدهور نيتروجين الأمونيا الأوزون. أظهرت النتائج أنه عندما زادت قيمة الرقم الهيدروجيني ، تم إنتاج نوع من HO جذري مع قدرة الأكسدة القوية ، وتم تسريع معدل الأكسدة بشكل كبير. تشير الدراسات إلى أن الأوزون يمكنه أكسدة النيتروجين الأمونيا للنتريت والنتريت إلى النترات. يتناقص تركيز نيتروجين الأمونيا في الماء مع زيادة الوقت ، ومعدل إزالة نيتروجين الأمونيا حوالي 82 ٪. تم استخدام Cuo-Mn02-CE02 كمحفز مركب لعلاج مياه الصرف الصحي النيتروجينية الأمونيا. تُظهر النتائج التجريبية أن نشاط الأكسدة للمحفز المركب المعدل حديثًا قد تحسن بشكل كبير ، وأن شروط العملية المناسبة هي 255 ℃ و 4.2MPa و PH = 10.8. في علاج مياه الصرف الصحي النيتروجينية الأمونيا مع تركيز أولي قدره 1023 ملغ/لتر ، يمكن أن يصل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا إلى 98 ٪ خلال 150 دقيقة ، حيث يصل إلى معيار التفريغ الثانوي الوطني (50 ملغ/لتر).

تم التحقيق في الأداء الحفاز للمحفز الضوئي للزيوليت TIO2 من خلال دراسة معدل تدهور نيتروجين الأمونيا في محلول حمض الكبريتيك. أظهرت النتائج أن الجرعة المثلى للمحفز الضوئي Ti02/ Zeolite هي 1.5 جم/ لتر وأن وقت التفاعل هو 4H تحت تشعيع الأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن يصل معدل إزالة نيتروجين الأمونيا من مياه الصرف الصحي إلى 98.92 ٪. تمت دراسة تأثير إزالة الحديد العالي وثاني أكسيد النانو تحت الضوء فوق البنفسجي على الفينول ونيتروجين الأمونيا. أظهرت النتائج أن معدل إزالة النيتروجين الأمونيا هو 97.5 ٪ عندما يتم تطبيق درجة الحموضة = 9.0 على محلول النيتروجين الأمونيا مع تركيز 50 ملغ/لتر ، وهو 7.8 ٪ و 22.5 ٪ أعلى من ثاني أكسيد الحديد المرتفع وحده.

تتمتع طريقة الأكسدة الحفزية بمزايا كفاءة التنقية العالية ، والعملية البسيطة ، والمساحة السفلية الصغيرة ، وما إلى ذلك ، وغالبًا ما تستخدم لعلاج مياه النيتروجين عالية التركيز. صعوبة التطبيق هي كيفية منع فقدان المحفز وحماية التآكل للمعدات.

طريقة الأكسدة الكيميائية

تشير طريقة الأكسدة الكهروكيميائية إلى طريقة إزالة الملوثات في الماء باستخدام الأكسدة الكهربائية مع النشاط الحفاز. العوامل المؤثرة هي الكثافة الحالية ومعدل تدفق المدخل ووقت المخرج ووقت حل النقطة.

تمت دراسة الأكسدة الكهروكيميائية لمياه الصرف الصحي للأمونيا النيتروجين في خلية كهربائية متداولة ، حيث يكون الإيجابية هي كهرباء شبكة Ti/Ru02-TiO2-IR02-SNO2 والسلبية هي كهرباء شبكة Ti. أظهرت النتائج أنه عندما يكون تركيز أيون كلوريد 400 ملجم/لتر ، فإن تركيز النيتروجين الأولي للأمونيا هو 40 ملغ/لتر ، فإن معدل التدفق المؤثر هو 600 مل/دقيقة ، وكثافة التيار هي 20 مللي أمبير/سم ، ووقت الكهرباء هو 90 دقيقة ، ويبلغ معدل الإزالة النيتروجيني للأمونيا 99.37 ٪. إنه يدل على أن الأكسدة بالكهرباء لمياه الصرف الصحي للأمونيا النيتروجين لديها احتمال جيد للتطبيق.

3. عملية إزالة النيتروجين الكيميائية الحيوية

① النترجة الكاملة وعدم النترج

إن النترجة الكاملة للعملية وعدم النترج هي نوع من الطريقة البيولوجية التي تم استخدامها على نطاق واسع لفترة طويلة في الوقت الحاضر. إنه يحول النيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي إلى النيتروجين من خلال سلسلة من ردود الفعل مثل النترجة وإزالة النتروجين تحت عمل الكائنات الحية الدقيقة المختلفة ، وذلك لتحقيق الغرض من معالجة مياه الصرف الصحي. يجب أن تمر عملية النتروجين والترسيب لإزالة نيتروجين الأمونيا عبر مرحلتين:

تفاعل النترجة: يتم الانتهاء من تفاعل النتروجين عن طريق الكائنات الحية الدقيقة التذرية الهوائية. في الحالة الهوائية ، يتم استخدام النيتروجين غير العضوي كمصدر للنيتروجين لتحويل NH4+ إلى NO2- ، ثم يتأكسد إلى NO3-. يمكن تقسيم عملية النترج إلى مرحلتين. في المرحلة الثانية ، يتم تحويل النتريت إلى نترات (NO3-) بواسطة بكتيريا النترات ، ويتم تحويل النيتريت إلى نترات (NO3-) عن طريق البكتيريا النتروية.

تفاعل إزالة النتروجين: تفاعل إزالة النتروجين هو العملية التي تقلل فيها بكتيريا النتروجين النتروجين ونيتروجين النترات إلى النيتروجين الغازي (N2) في حالة نقص الأكسجة. البكتيريا غير المتجانسة هي الكائنات الحية الدقيقة غير المتجانسة ، ومعظمها ينتمي إلى البكتيريا البرمائية. في حالة نقص الأكسجة ، يستخدمون الأكسجين في النترات كمستقبل للإلكترون والمواد العضوية (مكون BOD في مياه الصرف الصحي) كمتبرع إلكترون لتوفير الطاقة وتأكسد واستقرار.

تشمل تطبيقات النترجة والترسيب العملي بأكملها بشكل أساسي AO ، A2O ، خندق الأكسدة ، وما إلى ذلك ، وهي طريقة أكثر نضجًا تستخدم في صناعة إزالة النيتروجين البيولوجية.

تتمتع طريقة النترجة والرقص بأكملها بمزايا التأثير المستقر ، والتشغيل البسيط ، ولا تلوث ثانوي وتكلفة منخفضة. تحتوي هذه الطريقة أيضًا على بعض العيوب ، مثل مصدر الكربون يجب إضافة عندما تكون نسبة C/N في مياه الصرف منخفضة ، ومتطلبات درجة الحرارة صارمة نسبيًا ، وكفاءة منخفضة عند درجة الحرارة المنخفضة ، والمساحة كبيرة ، والطلب على الأكسجين كبير ، وبعض المواد الضارة مثل أيونات المعادن الثقيلة لها تأثير ملحق على النشاطات الدقيقة ، والتي تحتاج إلى حاجة إلى التبادل البيولوجي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التركيز العالي لنيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي له أيضًا تأثير مثبط على عملية النترجة. لذلك ، يجب إجراء المعالجة قبل معالجة مياه الصرف الصحي في الأمونيا عالية التركيز بحيث يكون تركيز مياه الصرف الصحي النيتروجين الأمونيا أقل من 500 ملغ/لتر. الطريقة البيولوجية التقليدية مناسبة لعلاج انخفاض تركيز مياه النيتروجين التي تحتوي على المواد العضوية ، مثل مياه الصرف الصحي المحلية ، ومياه الصرف الصحي الكيميائية ، إلخ.

nitrispion و nitrispion (SND) في وقت واحد

عندما يتم تنفيذ النترجة وعدم النتروجين معًا في نفس المفاعل ، يطلق عليه نزع النترات في وقت واحد (SND). يقتصر الأكسجين المذاب في مياه الصرف الصحي على معدل الانتشار لإنتاج تدرج الأكسجين المذاب في منطقة البيئة المكروية على Floc الميكروبية أو الأغشية الحيوية ، مما يجعل تدرج الأكسجين المذاب على السطح الخارجي للبكتيريا الميكروبية أو الملمول الحيوي. كلما كان عمقًا في الدقة أو الغشاء ، انخفض تركيز الأكسجين المذاب ، مما يؤدي إلى منطقة غير أكسدة حيث تهيمن البكتيريا الناتجة. وبالتالي تشكيل عملية الهضم وعملية إزالة النترج في وقت واحد. العوامل التي تؤثر على الهضم المتزامن وإزالة النترج هي قيمة درجة الحموضة ، ودرجة الحرارة ، والقلوية ، ومصدر الكربون العضوي ، والأكسجين المذاب وعمر الحمأة.

كانت النترجة/إزالة النترج في وقت واحد في خندق أكسدة كاروسيل ، وتركيز الأكسجين الذائب بين المكره الهوائي في خندق أكسدة كاروسيل انخفض تدريجيا ، وكان الأكسجين الذائب في الجزء السفلي من خندق أكسدة كاروسيل أقل من ذلك في الجزء العلوي. تكون معدلات تكوين واستهلاك نيتروجين النترات في كل جزء من القناة متساوية تقريبًا ، وتركيز نيتروجين الأمونيا في القناة دائمًا منخفض للغاية ، مما يشير إلى أن تفاعلات النترجة والرقص تحدث في وقت واحد في قناة أكسدة كاروسيل.

أظهرت الدراسة على علاج مياه الصرف الصحي المحلية أنه كلما ارتفعت CODCR ، زادت إكمال النتروجين وأفضل إزالة TN. تأثير الأكسجين المذاب على النترجة المتزامنة وعدم النتروجين أمر رائع. عندما يتم التحكم في الأكسجين المذاب عند 0.5 ~ 2mg/l ، يكون تأثير إزالة النيتروجين الكلي جيدًا. في الوقت نفسه ، تقوم طريقة النترجة والرقص بتوفر المفاعل ، ويحقق وقت التفاعل ، ويحصل على استهلاك منخفض للطاقة ، ويوفر الاستثمار ، ويسهل الحفاظ على قيمة الرقم الهيدروجيني مستقرة.

③short-Range Devestion و Nechitromision

في نفس المفاعل ، تُستخدم بكتيريا أكسدة الأمونيا لتأكسد الأمونيا للنتريت في ظل الظروف الهوائية ، ثم يتم النيتريت مباشرة لإنتاج النيتروجين مع المواد العضوية أو مصدر الكربون الخارجي مثل المتبرع بالإلكترون في ظل ظروف نقص الأكسجة. إن عوامل التأثير في النترجة قصيرة المدى ونزع الحرارة هي درجة الحرارة ، الأمونيا الحرة ، قيمة الرقم الهيدروجيني والأكسجين الذائب.

تأثير درجة الحرارة على النترجة قصيرة المدى لمياه الصرف الصحي البلدية دون مياه البحر والصرف الصحي البلدي مع مياه البحر 30 ٪. تظهر النتائج التجريبية ما يلي: بالنسبة لمياه الصرف الصحي البلدية بدون مياه البحر ، فإن زيادة درجة الحرارة مفضية إلى تحقيق النترجة قصيرة المدى. عندما تكون نسبة مياه البحر في مياه الصرف الصحي المحلية 30 ٪ ، يمكن تحقيق النترسة قصيرة المدى بشكل أفضل في ظروف درجة الحرارة المتوسطة. طورت جامعة دلفت للتكنولوجيا عملية شارون ، فإن استخدام درجة الحرارة المرتفعة (حوالي 30-4090) يفضي إلى انتشار بكتيريا النيتريت ، بحيث تفقد بكتيريا النيتريت المنافسة ، بينما من خلال السيطرة على عمر الحمأة للقضاء على بكتيريا النيتريت ، بحيث يكون تفاعل النيتريت في مرحلة النيتريت.

استنادًا إلى الاختلاف في تقارب الأكسجين بين بكتيريا النيتريت والبكتيريا النيتريت ، طور مختبر البيئة الميكروبية Gent عملية OLAND لتحقيق تراكم النتروجين النيتري عن طريق التحكم في الأكسجين الذائبة للقضاء على بكتيريا النيتريت.

تُظهر نتائج الاختبار التجريبي لعلاج مياه الصرف الصحي عن طريق النترجة القصيرة المدى ونزع النترج أنه عندما تكون تركيزات COD المؤثرة ونيتروجين الأمونيا و TN والفينول 1201.6،510.4،540.1 و 110.4mg/l ، متوسط ​​الديدان الهادئة ، Ammonia Nitrogen ، Tn و Phenol هي 197.14.2،18114.18181141. 0.4mg/l ، على التوالي. وكانت معدلات الإزالة المقابلة 83.6 ٪ ، 97.2 ٪ ، 66.4 ٪ و 99.6 ٪ ، على التوالي.

لا تمر عملية النترجة قصيرة المدى وإزالة النتروجين من مرحلة النترات ، مما يوفر مصدر الكربون المطلوب لإزالة النيتروجين البيولوجي. لديها مزايا معينة لمياه الصرف الصحي النيتروجينية الأمونيا مع نسبة C/N منخفضة. النترجة قصيرة المدى وإخلاصها لها مزايا أقل الحمأة ، ووقت التفاعل القصير وحجم مفاعل الادخار. ومع ذلك ، تتطلب النترجة قصيرة المدى وعدم النتروجين تراكمًا مستقرًا ودائمًا للنتريت ، لذا فإن كيفية تثبيط نشاط البكتيريا النيترات بشكل فعال يصبح المفتاح.

④ أكسدة الأمونيا اللاهوائية

الذخيرة اللاهوائية هي عملية الأكسدة المباشرة لنيتروجين الأمونيا إلى النيتروجين عن طريق البكتيريا الذاتي في ظل حالة نقص الأكسجة ، مع النيتروجين النيتروز أو النيتروجين كمستقبل للإلكترون.

تمت دراسة آثار درجة الحرارة ودرجة الحموضة على النشاط البيولوجي لـ anammox. أظهرت النتائج أن درجة حرارة التفاعل المثلى كانت 30 ℃ وقيمة الرقم الهيدروجيني 7.8. تمت دراسة جدوى مفاعل Ammox اللاهوائي لعلاج ملوحة عالية وتركيز عالي التركيز مياه الصرف الصحي. أظهرت النتائج أن الملوحة العالية تمنع بشكل كبير نشاط anammox ، وكان هذا التثبيط قابلاً للعكس. كان نشاط الذخيرة اللاهوائية للحمأة غير المقلدة أقل بنسبة 67.5 ٪ من حمأة التحكم تحت ملوحة 30G.L-1 (NAC1). كان نشاط anammox للحمأة المتساقطة أقل بنسبة 45.1 ٪ من نظام السيطرة. عندما تم نقل الحمأة المتساقطة من بيئة ملوحة عالية إلى بيئة ملوحة منخفضة (بدون محلول ملحي) ، تمت زيادة نشاط الذخيرة اللاهوائية بنسبة 43.1 ٪. ومع ذلك ، فإن المفاعل عرضة لتراجع الوظيفة عندما يتم تشغيله في ملوحة عالية لفترة طويلة.

بالمقارنة مع العملية البيولوجية التقليدية ، فإن الذخيرة اللاهوائية هي تقنية أكثر اقتصادا لإزالة النيتروجين البيولوجي مع عدم وجود مصدر إضافي للكربون ، والطلب المنخفض الأكسجين ، ولا حاجة للكواشف لتحييد ، وأقل إنتاج الحمأة. إن عيوب الذخيرة اللاهوائية هي أن سرعة التفاعل بطيئة ، وحجم المفاعل كبير ، ومصدر الكربون غير موات لذبوكس اللاهوائية ، والتي لها أهمية عملية لحل مياه الصرف في النيتروجين الأمونيات مع قابلية التحلل الحيوي السيئ.

4. عملية إزالة النيتروجين والامتصاص

① طريقة فصل الغشاء

تتمثل طريقة فصل الغشاء في استخدام النفاذية الانتقائية للغشاء لفصل المكونات بشكل انتقائي في السائل ، وذلك لتحقيق الغرض من إزالة النيتروجين الأمونيا. بما في ذلك التناضح العكسي ، والترشيح النانوي ، والغشاء deammoniating ، والكلية. العوامل التي تؤثر على فصل الغشاء هي خصائص الغشاء ، والضغط أو الجهد ، وقيمة الرقم الهيدروجيني ، ودرجة الحرارة وتركيز النيتروجين الأمونيا.

وفقًا لجودة المياه لمياه الصرف الصحي النيتروجينية الأمونيا التي خرجت من مصهر الأرض النادر ، تم تنفيذ تجربة التناضح العكسي مع مياه الصرف الصحي المحاكاة NH4C1 و NACI. وقد وجد أنه في ظل نفس الظروف ، فإن التناضح العكسي لديه معدل إزالة أعلى من NACI ، في حين أن NHCL لديه معدل إنتاج المياه أعلى. معدل إزالة NH4C1 هو 77.3 ٪ بعد معالجة التناضح العكسي ، والتي يمكن استخدامها كمعالجة لمياه الصرف الصحي النيتروجين الأمونيا. يمكن أن توفر تقنية التناضح العكسي الطاقة ، والاستقرار الحراري الجيد ، ولكن مقاومة الكلور ، ومقاومة التلوث سيئة.

تم استخدام عملية فصل غشاء الترشيح النانوي الكيميائي لعلاج رمية مكب النفايات ، بحيث تم تفريغ 85 ٪ ~ 90 ٪ من السائل القابل للنفاذ وفقًا للمعيار ، ولم يتم إرجاع 0 ٪ ~ 15 ٪ فقط من سائل الصرف الصحي المركز والطين إلى خزان القمامة. Ozturki et al. تعاملت مع مرآب المكب من Odayeri في تركيا مع غشاء الترشيح النانوي ، وكان معدل إزالة النيتروجين الأمونيا حوالي 72 ٪. يتطلب غشاء الترشيح النانوي ضغطًا أقل من غشاء التناضح العكسي ، ويسهل تشغيله.

يستخدم نظام الغشاء الذي يطلق الأمونيا عمومًا في معالجة مياه الصرف الصحي مع النيتروجين العالي من الأمونيا. يحتوي النيتروجين الأمونيا في الماء على التوازن التالي: NH4- +OH- = NH3 +H2O في التشغيل ، وتدفقات مياه الصرف الصحي التي تحتوي على الأمونيا في غلاف وحدة الغشاء ، وتدفقات السائل الممتصة الحمضي في أنبوب وحدة الغشاء. عندما تزداد درجة الحموضة في مياه الصرف الصحي أو ارتفاع درجة الحرارة ، سيتحول التوازن إلى اليمين ، ويصبح أيون الأمونيوم NH4- NH3 الغازي. في هذا الوقت ، يمكن أن يدخل NH3 الغازي إلى مرحلة امتصاص الحمض في الأنبوب من مرحلة مياه الصرف في القشرة من خلال micropores على سطح الألياف المجوفة ، والتي يمتصها محلول الحمض ويصبح على الفور NH4-. حافظ على درجة الحموضة للمياه العادمة التي تتجاوز 10 ، ودرجة الحرارة أعلى من 35 درجة مئوية (أقل من 50 درجة مئوية) ، بحيث تصبح NH4 في مرحلة المياه العادمة NH3 باستمرار لترحيل الطور السائل الامتصاص. نتيجة لذلك ، انخفض تركيز النيتروجين الأمونيا في جانب مياه الصرف الصحي بشكل مستمر. تشكل مرحلة امتصاص الحمض ، لأنه لا يوجد سوى حمض و NH4- ، ملح الأمونيوم النقي للغاية ، ويصل إلى تركيز معين بعد الدورة الدموية المستمرة ، والتي يمكن إعادة تدويرها. من ناحية ، يمكن أن يؤدي استخدام هذه التكنولوجيا إلى تحسين معدل إزالة النيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي ، ومن ناحية أخرى ، يمكن أن يقلل من إجمالي تكلفة التشغيل لنظام معالجة مياه الصرف الصحي.

طريقة غسيل الكلى

غسيل الكهرباء هي طريقة لإزالة المواد الصلبة المذابة من المحاليل المائية عن طريق تطبيق الجهد بين أزواج الغشاء. في ظل عمل الجهد ، يتم تخصيب أيونات الأمونيا وغيرها من الأيونات في مياه الصرف الصحي في الأمونيا النيتروجين من خلال الغشاء في المياه المركزة التي تحتوي على الأمونيا ، وذلك لتحقيق الغرض من الإزالة.

تم استخدام طريقة غسيل الكلية لعلاج مياه الصرف الصحي غير العضوية مع ارتفاع تركيز النيتروجين الأمونيا وحقق نتائج جيدة. بالنسبة إلى مياه الصرف الصحي النيتروجينية 2000-3000mg /L ، يمكن أن يكون معدل إزالة النيتروجين الأمونيا أكثر من 85 ٪ ، ويمكن الحصول على مياه الأمونيا المركزة بنسبة 8.9 ٪. تتناسب كمية الكهرباء المستهلكة أثناء تشغيل غسيل الكلية مع كمية نيتروجين الأمونيا في مياه الصرف. لا تقتصر معالجة غسيل الكلية لمياه الصرف الصحي على قيمة الرقم الهيدروجيني ودرجة الحرارة والضغط ، ومن السهل تشغيلها.

تتمثل مزايا فصل الغشاء في الانتعاش العالي لنيتروجين الأمونيا ، والتشغيل البسيط ، وتأثير العلاج المستقر وليس التلوث الثانوي. ومع ذلك ، في معالجة مياه الصرف الصحي النيتروجينية عالية التركيز ، باستثناء الغشاء المدمر ، من السهل توسيع نطاق الأغشية الأخرى والتجديد والتجديد المتكرر ، مما يزيد من تكلفة العلاج. لذلك ، فإن هذه الطريقة أكثر ملاءمة للمعالجة المسبقة أو مياه الصرف الصحي النيتروجينية منخفضة التركيز.

③ طريقة التبادل الأيوني

طريقة التبادل الأيوني هي طريقة لإزالة نيتروجين الأمونيا من مياه الصرف الصحي باستخدام مواد ذات امتصاص انتقائي قوي من أيونات الأمونيا. مواد الامتزاز شائعة الاستخدام هي تنشيط الكربون والزيوليت والمونتموريلونيت وراتنجات التبادل. الزيوليت هو نوع من السيليكو من الألومنيات مع التركيب المكاني ثلاثي الأبعاد ، وهيكل مسام منتظم وثقوب ، من بينها ، يتمتع Clinoptilolite بقدرة امتصاص انتقائية قوية على أيونات الأمونيا والسعر المنخفض ، لذلك يتم استخدامها عادة كمواد امتصاص في المياه المصالحة النيتروجينية الأمونيا. تشمل العوامل التي تؤثر على تأثير علاج الإكليووبتيلوليت حجم الجسيمات ، وتركيز النيتروجين الأمونيا المؤثر ، ووقت التلامس ، وقيمة الرقم الهيدروجيني وما إلى ذلك.

تأثير امتصاص الزيوليت على النيتروجين الأمونيا واضح ، يليه رانيت ، وتأثير التربة والسيراميسيت ضعيف. الطريقة الرئيسية لإزالة نيتروجين الأمونيا من الزيوليت هي تبادل أيون ، وتأثير الامتزاز المادي صغير جدًا. يشبه تأثير التبادل الأيوني للسيراميت والتربة والرانيت تأثير الامتزاز المادي. انخفضت قدرة الامتزاز في الحشو الأربعة مع زيادة درجة الحرارة في حدود 15-35 ℃ ، وزيادة مع زيادة قيمة الرقم الهيدروجيني في نطاق 3-9. تم الوصول إلى توازن الامتزاز بعد التذبذب 6H.

تمت دراسة جدوى إزالة النيتروجين الأمونيا من مرآب المكب بواسطة امتصاص الزيوليت. تظهر النتائج التجريبية أن كل غرام من الزيوليت لديه إمكانية امتصاص محدودة تبلغ 15.5 ملجم من النيتروجين الأمونيا ، عندما يكون حجم جسيمات الزيوليت 30-16 شبكة ، ومعدل إزالة النيتروجين الأمونيا يصل إلى 78.5 ٪ ، وتركيز على درجة المزينة ، وارتفاع الصخور ، وارتفاع الصخور. ممكن بالنسبة للزيوليت كمصدر مامح لإزالة نيتروجين الأمونيا من المادة المرتشحة. في الوقت نفسه ، يشير إلى أن معدل امتصاص نيتروجين الأمونيا بواسطة الزيوليت منخفض ، ومن الصعب على الزيوليت الوصول إلى قدرة امتصاص التشبع في التشغيل العملي.

تمت دراسة تأثير إزالة سرير الزيوليت البيولوجي على النيتروجين وسمك القد والملوثات الأخرى في مياه الصرف الصحي في القرية المحاكاة. أظهرت النتائج أن معدل إزالة نيتروجين الأمونيا بواسطة سرير الزيوليت البيولوجي يزيد عن 95 ٪ ، ويتأثر إزالة نيتروجين النترات بشكل كبير بوقت الإقامة الهيدروليكي.

تتمتع طريقة التبادل الأيوني بمزايا الاستثمار الصغير ، والعملية البسيطة ، والتشغيل المريح ، وعدم الحساسية للسم ودرجة الحرارة ، وإعادة استخدام الزيوليت عن طريق التجديد. ومع ذلك ، عند معالجة مياه الصرف الصحي النيتروجينية ذات التركيز العالي ، يكون التجديد متكررًا ، مما يجلب إزعاجًا للعملية ، لذلك يجب دمجه مع طرق أخرى لعلاج النيتروجين في الأمونيا ، أو تستخدم لعلاج مياه النيتروجين منخفض التركيز.

الجملة 4A مصنع زيوليت والمورد | Everbright (cnchemist.com)