1.Que é o nitróxeno amoníaco?
O nitróxeno amoníaco refírese ao amoníaco en forma de amoníaco libre (ou amoníaco non iónico, NH3) ou amoníaco iónico (NH4+).Maior pH e maior proporción de amoníaco libre;Pola contra, a proporción de sal de amonio é alta.
O nitróxeno amoníaco é un nutriente da auga, que pode provocar a eutrofización da auga, e é o principal contaminante que consume osíxeno da auga, que é tóxico para os peixes e algúns organismos acuáticos.
O principal efecto nocivo do nitróxeno amoníaco sobre os organismos acuáticos é o amoníaco libre, cuxa toxicidade é ducias de veces maior que a do sal de amonio, e aumenta co aumento da alcalinidade.A toxicidade do nitróxeno do amoníaco está intimamente relacionada co valor do pH e da temperatura da auga da piscina, en xeral, canto maior sexa o valor do pH e a temperatura da auga, maior será a toxicidade.
Dous métodos colorimétricos de sensibilidade aproximada que se usan habitualmente para determinar o amoníaco son o método clásico de reactivos de Nessler e o método de fenol-hipoclorito.As titulacións e os métodos eléctricos tamén se usan habitualmente para determinar o amoníaco;Cando o contido de nitróxeno amoníaco é alto, tamén se pode usar o método de valoración por destilación.(Os estándares nacionais inclúen o método de reactivos de Nath, a espectrofotometría de ácido salicílico, o método de destilación e titulación)
2.Proceso físico e químico de eliminación de nitróxeno
① Método de precipitación química
O método de precipitación química, tamén coñecido como método de precipitación MAP, consiste en engadir magnesio e ácido fosfórico ou fosfato de hidróxeno ás augas residuais que conteñen nitróxeno amoníaco, para que o NH4+ das augas residuais reaccione con Mg+ e PO4- nunha solución acuosa para xerar precipitación de fosfato de magnesio e amonio. , a fórmula molecular é MgNH4P04.6H20, para conseguir o propósito de eliminar o nitróxeno amoníaco.O fosfato amónico de magnesio, coñecido comunmente como estruvita, pódese usar como compost, aditivo do solo ou retardante de lume para produtos estruturais de construción.A ecuación da reacción é a seguinte:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Os principais factores que afectan o efecto do tratamento da precipitación química son o valor do pH, a temperatura, a concentración de nitróxeno amoníaco e a relación molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Os resultados mostran que cando o valor de pH é 10 e a relación molar de magnesio, nitróxeno e fósforo é de 1,2:1:1,2, o efecto do tratamento é mellor.
Usando cloruro de magnesio e fosfato de hidróxeno disódico como axentes precipitantes, os resultados mostran que o efecto do tratamento é mellor cando o valor de pH é 9,5 e a relación molar de magnesio, nitróxeno e fósforo é de 1,2:1:1.
Os resultados mostran que MgC12+Na3PO4.12H20 é superior a outras combinacións de axentes precipitantes.Cando o valor de pH é 10,0, a temperatura é de 30 ℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, a concentración en masa de nitróxeno amoníaco nas augas residuais redúcese despois de axitar durante 30 min. de 222 mg/L antes do tratamento a 17 mg/L, e a taxa de eliminación é do 92,3%.
Combináronse o método de precipitación química e o método de membrana líquida para o tratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco industrial de alta concentración.Nas condicións de optimización do proceso de precipitación, a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco alcanzou o 98,1% e, a continuación, o tratamento posterior co método de película líquida reduciu a concentración de nitróxeno amoníaco a 0,005 g/L, alcanzando o estándar nacional de emisión de primeira clase.
Investigouse o efecto de eliminación de ións metálicos divalentes (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) distintos do Mg+ sobre o nitróxeno amoníaco baixo a acción do fosfato.Propúxose un novo proceso de precipitación de CaSO4 - precipitación MAP para as augas residuais de sulfato de amonio.Os resultados mostran que o regulador tradicional de NaOH pode ser substituído por cal.
A vantaxe do método de precipitación química é que cando a concentración de augas residuais de nitróxeno amoníaco é alta, a aplicación doutros métodos é limitada, como método biolóxico, método de cloración do punto de ruptura, método de separación de membrana, método de intercambio iónico, etc. Neste momento, O método de precipitación química pódese usar para o tratamento previo.A eficiencia de eliminación do método de precipitación química é mellor, non está limitada pola temperatura e a operación é sinxela.O lodo precipitado que contén fosfato de magnesio e amonio pódese utilizar como fertilizante composto para realizar a utilización dos residuos, compensando así parte do custo;Se se pode combinar con algunhas empresas industriais que producen augas residuais de fosfato e empresas que producen salmoira, pode aforrar custos farmacéuticos e facilitar a aplicación a gran escala.
A desvantaxe do método de precipitación química é que, debido á restrición do produto de solubilidade do fosfato de amonio e magnesio, despois de que o nitróxeno amoníaco nas augas residuais alcanza unha certa concentración, o efecto de eliminación non é obvio e o custo da entrada aumenta moito.Polo tanto, o método de precipitación química debe usarse en combinación con outros métodos axeitados para o tratamento avanzado.A cantidade de reactivo utilizada é grande, o lodo producido é grande e o custo do tratamento é elevado.A introdución de ións cloruro e fósforo residual durante a dosificación de produtos químicos pode provocar facilmente contaminación secundaria.
Fabricante e provedor de sulfato de aluminio por xunto |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Fabricante e provedor de fosfato de sodio dibásico por xunto |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
② método de eliminación
A eliminación do nitróxeno amoníaco mediante o método de soplado consiste en axustar o valor do pH a alcalino, de xeito que o ión amoníaco das augas residuais se converta en amoníaco, de modo que exista principalmente en forma de amoníaco libre e, a continuación, quítase o amoníaco libre. das augas residuais a través do gas portador, para conseguir o propósito de eliminar o nitróxeno amoníaco.Os principais factores que afectan a eficiencia de vento son o valor do pH, a temperatura, a relación gas-líquido, o caudal de gas, a concentración inicial, etc.Na actualidade, o método de soplado é amplamente utilizado no tratamento de augas residuais con alta concentración de nitróxeno amoníaco.
Estudou a eliminación de nitróxeno amoníaco dos lixiviados do vertedoiro mediante o método de blow-off.Descubriuse que os factores clave que controlaban a eficiencia do soplado eran a temperatura, a relación gas-líquido e o valor do pH.Cando a temperatura da auga é superior a 2590, a relación gas-líquido é de aproximadamente 3500 e o pH é de aproximadamente 10,5, a taxa de eliminación pode alcanzar máis do 90% para o lixiviado do vertedoiro cunha concentración de nitróxeno amoníaco tan alta como 2000-4000 mg/ L.Os resultados mostran que cando o pH = 11,5, a temperatura de extracción é de 80 ºC e o tempo de extracción é de 120 min, a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco nas augas residuais pode alcanzar o 99,2%.
A eficiencia de expulsión das augas residuais de nitróxeno amoníaco de alta concentración realizouse mediante unha torre de soplado a contracorrente.Os resultados mostraron que a eficiencia de soplado aumentaba co aumento do valor do pH.Canto maior sexa a relación gas-líquido, maior é a forza motriz da transferencia de masa de eliminación de amoníaco e tamén aumenta a eficiencia de separación.
A eliminación do nitróxeno amoníaco mediante o método de soplado é eficaz, fácil de operar e fácil de controlar.O nitróxeno de amoníaco insuflado pódese usar como absorbente con ácido sulfúrico e o diñeiro do ácido sulfúrico xerado pódese usar como fertilizante.O método de soplado é unha tecnoloxía de uso común para a eliminación física e química de nitróxeno na actualidade.Non obstante, o método de expulsión ten algunhas desvantaxes, como a escalada frecuente na torre de descarga, a baixa eficiencia de eliminación de nitróxeno amoníaco a baixa temperatura e a contaminación secundaria causada polo gas de descarga.O método de eliminación xeralmente combínase con outros métodos de tratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco para pretratar as augas residuais de nitróxeno amoníaco de alta concentración.
③ Punto de ruptura de cloración
O mecanismo de eliminación do amoníaco mediante a cloración do punto de ruptura é que o gas cloro reacciona co amoníaco para producir nitróxeno inofensivo, e o N2 escapa á atmosfera, facendo que a fonte de reacción continúe cara á dereita.A fórmula da reacción é:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Cando o gas cloro se transfire ás augas residuais ata certo punto, o contido de cloro libre na auga é baixo e a concentración de amoníaco é cero.Cando a cantidade de cloro gaseoso pasa polo punto, a cantidade de cloro libre na auga aumentará, polo tanto, o punto chámase punto de ruptura e a cloración neste estado denomínase cloración do punto de ruptura.
O método de cloración do punto de ruptura utilízase para tratar as augas residuais de perforación despois do sopro de nitróxeno amoníaco e o efecto do tratamento vese directamente afectado polo proceso de soplado de nitróxeno con amoníaco de pretratamento.Cando o 70% do nitróxeno amoníaco das augas residuais é eliminado por proceso de soplado e despois tratado mediante cloración do punto de ruptura, a concentración de masa de nitróxeno amoníaco no efluente é inferior a 15 mg/L.Zhang Shengli et al.tomou como obxecto de investigación augas residuais simuladas de nitróxeno amoníaco cunha concentración de masa de 100 mg/L, e os resultados da investigación mostraron que os factores principais e secundarios que afectan á eliminación do nitróxeno amoníaco pola oxidación do hipoclorito sódico eran a proporción de cantidades de cloro e nitróxeno amoníaco. tempo de reacción e valor de pH.
O método de cloración do punto de ruptura ten unha alta eficiencia de eliminación de nitróxeno, a taxa de eliminación pode alcanzar o 100% e a concentración de amoníaco nas augas residuais pódese reducir a cero.O efecto é estable e non se ve afectado pola temperatura;Menos equipos de investimento, resposta rápida e completa;Ten un efecto de esterilización e desinfección no corpo de auga.O ámbito de aplicación do método de cloración do punto de ruptura é que a concentración de augas residuais de nitróxeno amoníaco é inferior a 40 mg/L, polo que o método de cloración do punto de ruptura úsase principalmente para o tratamento avanzado de augas residuais de nitróxeno amoníaco.O requisito de uso e almacenamento seguro é alto, o custo do tratamento é alto e os subprodutos cloraminas e orgánicos clorados provocarán contaminación secundaria.
④ método de oxidación catalítica
O método de oxidación catalítica é a través da acción do catalizador, a unha determinada temperatura e presión, a través da oxidación do aire, a materia orgánica e o amoníaco das augas residuais poden oxidarse e descompoñerse en substancias inofensivas como CO2, N2 e H2O, para lograr o propósito de purificación.
Os factores que afectan o efecto da oxidación catalítica son as características do catalizador, a temperatura, o tempo de reacción, o valor do pH, a concentración de nitróxeno amoníaco, a presión, a intensidade de axitación, etc.
Estudou o proceso de degradación do nitróxeno amoníaco ozonizado.Os resultados mostraron que cando o valor do pH aumentaba, producíase unha especie de radical H O cunha forte capacidade de oxidación e a taxa de oxidación acelerábase significativamente.Os estudos demostran que o ozono pode oxidar o nitróxeno amoníaco a nitrito e o nitrito a nitrato.A concentración de nitróxeno amoníaco na auga diminúe co aumento do tempo e a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco é de aproximadamente o 82%.CuO-Mn02-Ce02 utilizouse como catalizador composto para tratar augas residuais de nitróxeno amoníaco.Os resultados experimentais mostran que a actividade de oxidación do catalizador composto recentemente preparado mellora significativamente e as condicións de proceso adecuadas son 255 ℃, 4,2 MPa e pH = 10,8.No tratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco cunha concentración inicial de 1023 mg/L, a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco pode alcanzar o 98% en 150 minutos, alcanzando o estándar nacional de descarga secundaria (50 mg/L).
O rendemento catalítico do fotocatalizador de TiO2 soportado por zeolita foi investigado estudando a taxa de degradación do nitróxeno amoníaco en solución de ácido sulfúrico.Os resultados mostran que a dosificación óptima do fotocatalizador de Ti02/zeolita é de 1,5 g/L e o tempo de reacción é de 4 horas baixo irradiación ultravioleta.A taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco das augas residuais pode alcanzar o 98,92%.Estudou o efecto de eliminación de dióxido de ferro e nano-queixo baixo a luz ultravioleta sobre o fenol e o nitróxeno amoníaco.Os resultados mostran que a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco é do 97,5% cando se aplica pH = 9,0 á solución de nitróxeno amoníaco cunha concentración de 50 mg/L, que é un 7,8% e un 22,5% superior á do ferro ou ao dióxido de China só.
O método de oxidación catalítica ten as vantaxes dunha alta eficiencia de purificación, un proceso sinxelo, unha pequena superficie inferior, etc., e adoita usarse para tratar augas residuais de nitróxeno amoníaco de alta concentración.A dificultade da aplicación é como evitar a perda de catalizador e a protección contra a corrosión dos equipos.
⑤método de oxidación electroquímica
O método de oxidación electroquímica refírese ao método de eliminación de contaminantes na auga mediante a electrooxidación con actividade catalítica.Os factores que inflúen son a densidade de corrente, o caudal de entrada, o tempo de saída e o tempo de solución puntual.
Estudou a oxidación electroquímica das augas residuais de amoníaco-nitróxeno nunha cela electrolítica de fluxo circulante, onde o positivo é a electricidade da rede Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 e o negativo é a electricidade da rede Ti.Os resultados mostran que cando a concentración de ión cloruro é de 400 mg/L, a concentración inicial de nitróxeno amoníaco é de 40 mg/L, o caudal do afluente é de 600 ml/min, a densidade de corrente é de 20 mA/cm e o tempo electrolítico é de 90 min, o amoníaco é de 90 min. a taxa de eliminación de nitróxeno é do 99,37%.Mostra que a oxidación electrolítica das augas residuais de amoníaco e nitróxeno ten unha boa perspectiva de aplicación.
3. Proceso bioquímico de eliminación de nitróxeno
① toda a nitrificación e desnitrificación
A nitrificación e desnitrificación de todo o proceso é un tipo de método biolóxico que se usa amplamente durante moito tempo na actualidade.Converte o nitróxeno amoníaco das augas residuais en nitróxeno mediante unha serie de reaccións como a nitrificación e a desnitrificación baixo a acción de diversos microorganismos, co fin de conseguir o propósito do tratamento das augas residuais.O proceso de nitrificación e desnitrificación para eliminar o nitróxeno amoníaco debe pasar por dúas etapas:
Reacción de nitrificación: a reacción de nitrificación complétase por microorganismos aeróbicos autótrofos.No estado aeróbico, o nitróxeno inorgánico úsase como fonte de nitróxeno para converter o NH4+ en NO2-, e despois oxídase a NO3-.O proceso de nitrificación pódese dividir en dúas etapas.Na segunda etapa, o nitrito convértese en nitrato (NO3-) polas bacterias nitrificantes e o nitrito convértese en nitrato (NO3-) polas bacterias nitrificantes.
Reacción de desnitrificación: a reacción de desnitrificación é o proceso no que as bacterias desnitrificantes reducen o nitróxeno nitrito e o nitróxeno nitrato a nitróxeno gasoso (N2) en estado de hipoxia.As bacterias desnitrificantes son microorganismos heterótrofos, a maioría dos cales pertencen a bacterias anfícticas.No estado de hipoxia, usan osíxeno en nitrato como aceptor de electróns e materia orgánica (compoñente DBO nas augas fecais) como doador de electróns para proporcionar enerxía e oxidarse e estabilizarse.
As aplicacións de enxeñería de nitrificación e desnitrificación de todo o proceso inclúen principalmente AO, A2O, gabia de oxidación, etc., que é un método máis maduro usado na industria de eliminación biolóxica de nitróxeno.
Todo o método de nitrificación e desnitrificación ten as vantaxes dun efecto estable, un funcionamento sinxelo, sen contaminación secundaria e baixo custo.Este método tamén ten algúns inconvenientes, como a fonte de carbono que debe engadirse cando a relación C/N nas augas residuais é baixa, o requisito de temperatura é relativamente estrito, a eficiencia é baixa a baixa temperatura, a área é grande, a demanda de osíxeno. é grande e algunhas substancias nocivas, como os ións de metais pesados, teñen un efecto de presión sobre os microorganismos, que deben ser eliminados antes de levar a cabo o método biolóxico.Ademais, a alta concentración de nitróxeno amoníaco nas augas residuais tamén ten un efecto inhibidor sobre o proceso de nitrificación.Polo tanto, o pretratamento debe realizarse antes do tratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco de alta concentración para que a concentración de augas residuais de nitróxeno amoníaco sexa inferior a 500 mg/L.O método biolóxico tradicional é axeitado para o tratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco de baixa concentración que conteñen materia orgánica, como sumidoiros domésticos, augas residuais químicas, etc.
②Nitrificación e desnitrificación simultáneas (SND)
Cando a nitrificación e a desnitrificación se realizan xuntos no mesmo reactor, denomínase desnitrificación por dixestión simultánea (SND).O osíxeno disolto nas augas residuais está limitado pola velocidade de difusión para producir un gradiente de osíxeno disolto na zona do microambiente no flóculo microbiano ou biopelícula, o que fai que o gradiente de osíxeno disolto na superficie exterior do flóculo microbiano ou biopelícula favoreza o crecemento e propagación. de bacterias nitrificantes aeróbicas e bacterias amoniacantes.Canto máis profunda no flóculo ou membrana, menor será a concentración de osíxeno disolto, dando lugar a unha zona anóxica onde dominan as bacterias desnitrificantes.Formando así un proceso simultáneo de dixestión e desnitrificación.Os factores que afectan a dixestión e desnitrificación simultáneas son o valor de pH, a temperatura, a alcalinidade, a fonte de carbono orgánico, o osíxeno disolto e a idade dos lodos.
A nitrificación/desnitrificación simultánea existía na gabia de oxidación do Carrousel, e a concentración de osíxeno disolto entre o impulsor aireado na gabia de oxidación do Carrousel diminuíu gradualmente e o osíxeno disolto na parte inferior da gabia de oxidación do Carrousel era menor que o da parte superior. .As taxas de formación e consumo de nitróxeno de nitrato en cada parte da canle son case iguais e a concentración de nitróxeno amoníaco na canle é sempre moi baixa, o que indica que as reaccións de nitrificación e desnitrificación ocorren simultáneamente na canle de oxidación do Carrousel.
O estudo sobre o tratamento de augas residuais domésticas mostra que canto maior sexa o CODCr, máis completa será a desnitrificación e mellor será a eliminación de TN.O efecto do osíxeno disolto na nitrificación e desnitrificación simultáneas é grande.Cando o osíxeno disolto se controla a 0,5 ~ 2 mg/L, o efecto de eliminación total de nitróxeno é bo.Ao mesmo tempo, o método de nitrificación e desnitrificación aforra o reactor, reduce o tempo de reacción, ten un baixo consumo de enerxía, aforra investimento e é fácil de manter estable o valor do pH.
③Dixestión e desnitrificación de curto alcance
No mesmo reactor utilízanse bacterias oxidantes de amoníaco para oxidar o amoníaco a nitrito en condicións aeróbicas, e despois o nitrito desnitrificase directamente para producir nitróxeno con materia orgánica ou fonte externa de carbono como doador de electróns en condicións de hipoxia.Os factores de influencia da nitrificación e desnitrificación de curto alcance son a temperatura, o amoníaco libre, o valor do pH e o osíxeno disolto.
Efecto da temperatura na nitrificación de curto alcance de augas residuais municipais sen auga de mar e de augas residuais municipais cun 30% de auga de mar.Os resultados experimentais mostran que: para as augas residuais municipais sen auga de mar, o aumento da temperatura é propicio para conseguir unha nitrificación de curto alcance.Cando a proporción de auga de mar nas augas residuais domésticas é do 30%, a nitrificación de curto alcance pódese conseguir mellor en condicións de temperatura media.A Universidade de Tecnoloxía de Delft desenvolveu o proceso SHARON, o uso de alta temperatura (uns 30-4090) é propicio para a proliferación de bacterias de nitrito, polo que as bacterias de nitrito perden competencia, mentres que controlando a idade do lodo para eliminar as bacterias de nitrito, que a reacción de nitrificación na fase de nitrito.
Baseándose na diferenza de afinidade polo osíxeno entre as bacterias de nitrito e as bacterias de nitrito, o Gent Microbial Ecology Laboratory desenvolveu o proceso OLAND para conseguir a acumulación de nitróxeno de nitrito controlando o osíxeno disolto para eliminar as bacterias de nitrito.
Os resultados das probas piloto do tratamento de augas residuais de coque mediante nitrificación e desnitrificación de curto alcance mostran que cando as concentracións de DQO, nitróxeno amoníaco, TN e fenol afluentes son 1201,6.510,4,540,1 e 110,4 mg/L, a DQO media do efluente, nitróxeno amoníaco. As concentracións de TN e fenol son 197,1, 14,2, 181,5 e 0,4 mg/L, respectivamente.As taxas de retirada correspondentes foron do 83,6%, 97,2%, 66,4% e 99,6%, respectivamente.
O proceso de nitrificación e desnitrificación a curto alcance non pasa pola fase de nitrato, aforrando a fonte de carbono necesaria para a eliminación biolóxica do nitróxeno.Ten certas vantaxes para as augas residuais de nitróxeno amoníaco con baixa relación C/N.A nitrificación e desnitrificación de curto alcance ten as vantaxes de menos lodos, tempo de reacción curto e aforro de volume do reactor.Non obstante, a nitrificación e desnitrificación a curto alcance requiren unha acumulación estable e duradeira de nitritos, polo que como inhibir eficazmente a actividade das bacterias nitrificantes convértese na clave.
④ Oxidación anaeróbica de amoníaco
A amoxidación anaerobia é un proceso de oxidación directa do nitróxeno amoníaco a nitróxeno por bacterias autótrofas baixo a condición de hipoxia, con nitróxeno nitroso ou nitróxeno nitroso como aceptor de electróns.
Estudáronse os efectos da temperatura e do pH na actividade biolóxica de anammoX.Os resultados mostraron que a temperatura de reacción óptima era 30 ℃ e o valor de pH era 7,8.Estudou a viabilidade dun reactor ammoX anaerobio para o tratamento de augas residuais de nitróxeno de alta salinidade e alta concentración.Os resultados mostraron que a alta salinidade inhibiu significativamente a actividade de anammoX, e esta inhibición foi reversible.A actividade ammox anaeróbica dos lodos non aclimatados foi un 67,5% menor que a dos lodos control baixo a salinidade de 30 g.L-1 (NaC1).A actividade anammoX dos lodos aclimatados foi un 45,1% inferior á do control.Cando o lodo aclimatado foi transferido dun ambiente de alta salinidade a un ambiente de baixa salinidade (sen salmoira), a actividade de ammoX anaeróbica aumentou nun 43,1%.Non obstante, o reactor é propenso a diminuír o seu funcionamento cando funciona en alta salinidade durante moito tempo.
En comparación co proceso biolóxico tradicional, a ammoX anaeróbica é unha tecnoloxía biolóxica de eliminación de nitróxeno máis económica sen fonte adicional de carbono, baixa demanda de osíxeno, sen necesidade de neutralizar reactivos e menor produción de lodos.As desvantaxes do ammox anaerobio son que a velocidade de reacción é lenta, o volume do reactor é grande e a fonte de carbono é desfavorable para o amMOX anaeróbico, o que ten un significado práctico para resolver as augas residuais de nitróxeno amoníaco cunha biodegradabilidade pobre.
4.proceso de eliminación de nitróxeno por separación e adsorción
① método de separación de membrana
O método de separación da membrana consiste en utilizar a permeabilidade selectiva da membrana para separar selectivamente os compoñentes do líquido, co fin de lograr o propósito de eliminar o nitróxeno amoníaco.Incluíndo osmose inversa, nanofiltración, membrana desammoniante e electrodiálise.Os factores que afectan á separación da membrana son as características da membrana, a presión ou voltaxe, o valor do pH, a temperatura e a concentración de nitróxeno amoníaco.
Segundo a calidade da auga das augas residuais de nitróxeno amoníaco vertidas pola fundición de terras raras, o experimento de ósmose inversa levouse a cabo con augas residuais simuladas con NH4C1 e NaCI.Descubriuse que nas mesmas condicións, a ósmose inversa ten unha maior taxa de eliminación de NaCI, mentres que o NHCl ten unha maior taxa de produción de auga.A taxa de eliminación de NH4C1 é do 77,3% despois do tratamento de ósmose inversa, que se pode usar como pretratamento de augas residuais de nitróxeno amoníaco.A tecnoloxía de ósmose inversa pode aforrar enerxía, boa estabilidade térmica, pero a resistencia ao cloro, a resistencia á contaminación é pobre.
Utilizouse un proceso de separación de membrana de nanofiltración bioquímica para tratar o lixiviado do vertedoiro, de xeito que o 85% ~ 90% do líquido permeable foi descargado segundo a norma, e só o 0% ~ 15% do líquido de sumidoiros concentrado e o lodo foron devoltos ao depósito de lixo.Ozturki et al.tratou o lixiviado do vertedoiro de Odayeri en Turquía con membrana de nanofiltración e a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco foi de aproximadamente o 72%.A membrana de nanofiltración require menor presión que a membrana de ósmose inversa, fácil de operar.
O sistema de membrana de eliminación de amoníaco úsase xeralmente no tratamento de augas residuais con nitróxeno alto en amoníaco.O nitróxeno amoníaco na auga ten o seguinte equilibrio: NH4- +OH-= NH3+H2O en funcionamento, as augas residuais que conteñen amoníaco flúen na capa do módulo de membrana e o líquido absorbente de ácido flúe no tubo da membrana. módulo.Cando o PH das augas residuais aumenta ou a temperatura aumenta, o equilibrio desprazarase cara á dereita e o ión amonio NH4- convértese no NH3 gasoso libre.Neste momento, o NH3 gasoso pode entrar na fase líquida de absorción de ácido no tubo desde a fase de auga residual na casca a través dos microporos da superficie da fibra oca, que é absorbido pola solución ácida e se converte inmediatamente en NH4- iónico.Manteña o PH das augas residuais por riba de 10 e a temperatura por riba de 35 ° C (por debaixo dos 50 ° C), de xeito que o NH4 na fase de augas residuais converterase continuamente en NH3 para a migración da fase líquida de absorción.Como resultado, a concentración de nitróxeno amoníaco no lado das augas residuais diminuíu continuamente.A fase líquida de absorción de ácido, porque só hai ácido e NH4-, forma un sal de amonio moi puro, e alcanza unha certa concentración despois da circulación continua, que pode ser reciclada.Por unha banda, o uso desta tecnoloxía pode mellorar moito a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco nas augas residuais e, por outra banda, pode reducir o custo operativo total do sistema de tratamento de augas residuais.
② método de electrodiálise
A electrodiálise é un método de eliminación de sólidos disoltos de solucións acuosas aplicando unha tensión entre os pares de membranas.Baixo a acción da tensión, os ións de amoníaco e outros ións nas augas residuais de amoníaco e nitróxeno enriquécense a través da membrana na auga concentrada que contén amoníaco, para conseguir o propósito de eliminación.
O método de electrodiálise utilizouse para tratar augas residuais inorgánicas con alta concentración de nitróxeno amoníaco e obtivo bos resultados.Para augas residuais de nitróxeno amoníaco de 2000-3000 mg/L, a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco pode ser superior ao 85% e a auga de amoníaco concentrada pódese obter nun 8,9%.A cantidade de electricidade consumida durante a operación de electrodiálise é proporcional á cantidade de nitróxeno amoníaco nas augas residuais.O tratamento de electrodiálise das augas residuais non está limitado polo valor de pH, temperatura e presión, e é fácil de operar.
As vantaxes da separación por membrana son a alta recuperación de nitróxeno amoníaco, un funcionamento sinxelo, un efecto de tratamento estable e ningunha contaminación secundaria.Non obstante, no tratamento de augas residuais de nitróxeno de amoníaco de alta concentración, agás a membrana desammoniada, outras membranas son fáciles de escalar e obstruír, e a rexeneración e o retrolavado son frecuentes, o que aumenta o custo do tratamento.Polo tanto, este método é máis axeitado para o pretratamento ou as augas residuais de nitróxeno amoníaco de baixa concentración.
③ Método de intercambio iónico
O método de intercambio iónico é un método para eliminar o nitróxeno amoníaco das augas residuais mediante o uso de materiais cunha forte adsorción selectiva de ións de amoníaco.Os materiais de adsorción máis utilizados son o carbón activado, a zeolita, a montmorillonita e a resina de intercambio.A zeolita é unha especie de silico-aluminato con estrutura espacial tridimensional, estrutura de poros regulares e buratos, entre os que a clinoptilolita ten unha forte capacidade de adsorción selectiva de ións de amoníaco e baixo prezo, polo que se usa habitualmente como material de adsorción para as augas residuais de nitróxeno amoníaco. en enxeñaría.Os factores que afectan o efecto do tratamento da clinoptilolita inclúen o tamaño das partículas, a concentración de nitróxeno amoníaco influente, o tempo de contacto, o valor do pH, etc.
O efecto de adsorción da zeolita sobre o nitróxeno amoníaco é obvio, seguido da ranita, e o efecto do solo e da ceramisita é pobre.A principal forma de eliminar o nitróxeno amoníaco da zeolita é o intercambio iónico e o efecto de adsorción física é moi pequeno.O efecto de intercambio iónico da ceramita, o chan e o ranito é similar ao efecto de adsorción física.A capacidade de adsorción dos catro recheos diminuíu co aumento da temperatura no rango de 15-35 ℃ e aumentou co aumento do valor do pH no rango de 3-9.O equilibrio de adsorción alcanzouse despois de 6 horas de oscilación.
Estudou a viabilidade de eliminar o nitróxeno amoníaco dos lixiviados do vertedoiro mediante adsorción de zeolitas.Os resultados experimentais mostran que cada gramo de zeolita ten un potencial de adsorción limitado de 15,5 mg de nitróxeno amoníaco, cando o tamaño das partículas da zeolita é de 30-16 mallas, a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco alcanza o 78,5% e baixo o mesmo tempo de adsorción, dosificación e O tamaño das partículas de zeolita, canto maior sexa a concentración de nitróxeno amoníaco influyente, maior será a taxa de adsorción, e é factible que a zeolita como adsorbente elimine o nitróxeno amoníaco do lixiviado.Ao mesmo tempo, sinálase que a taxa de adsorción de nitróxeno amoníaco pola zeolita é baixa e é difícil que a zeolita alcance a capacidade de adsorción de saturación na práctica.
Estudou o efecto de eliminación do leito de zeolita biolóxica sobre nitróxeno, DQO e outros contaminantes nas augas fecais simuladas da aldea.Os resultados mostran que a taxa de eliminación de nitróxeno amoníaco polo leito de zeolita biolóxica é superior ao 95% e a eliminación do nitróxeno de nitrato está moi afectada polo tempo de residencia hidráulica.
O método de intercambio iónico ten as vantaxes de pequeno investimento, proceso sinxelo, funcionamento cómodo, insensibilidade ao veleno e á temperatura e a reutilización da zeolita por rexeneración.Non obstante, cando se tratan augas residuais de nitróxeno amoníaco de alta concentración, a rexeneración é frecuente, o que supón un inconveniente para a operación, polo que hai que combinar con outros métodos de tratamento de nitróxeno amoníaco ou usar para tratar augas residuais de nitróxeno amoníaco de baixa concentración.
Fabricante e provedor de zeolita 4A por xunto |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Hora de publicación: 10-Xul-2024
