Suwdan ammoniak azotyny aýyrmak üçin himiki we usul

1. Ammiak azoty näme?

Ammiak azoty erkin ammiak (ýa-da ion däl ammiak, NH3) ýa-da ion ammiak (NH4+) görnüşinde ammiagy aňladýar. Ýokary pH we erkin ammiagyň paýy ýokary; Tersine, ammonium duzunyň paýy ýokarydyr.

Ammiak azoty suwdaky iýmit maddasy bolup, suwuň ewtrofikasiýasyna sebäp bolup biler we suwdaky esasy kislorod sarp ediji hapalandyryjy bolup, balyklar we käbir suw organizmleri üçin zäherlidir.

Ammiak azotynyň suw organizmlerine esasy zyýanly täsiri erkin ammiakdyr, onuň zäherliligi ammonium duzunyňkydan onlarça esse ýokary we şellik artmagy bilen artýar. Ammiak azotynyň zäherliligi howuz suwunyň pH bahasy we suwuň temperaturasy bilen berk baglanyşyklydyr, umuman, pH bahasy we suwuň temperaturasy näçe ýokary bolsa, zäherlilik şonça-da güýçlidir.

Ammiagy kesgitlemek üçin giňden ulanylýan iki sany takmynan duýgurlyk kolorimetrik usullary klassiki Nessler reagent usuly we fenol-gipohlorit usulydyr. Titrleme we elektrik usullary hem ammiagy kesgitlemek üçin giňden ulanylýar; Ammiak azotynyň mukdary ýokary bolanda, distilleýasiýa titrleme usuly hem ulanylyp bilner. (Milli standartlara Nath reagent usuly, salisil kislotasynyň spektrofotometriýasy, distilleýasiýa - titrleme usuly girýär)

2. Fiziki we himiki azoty aýyrmak prosesi

① Himiki çökündi usuly

Himiki çökündi usuly, MAP çökündi usuly hökmünde hem bellidir, ammiak azotyny öz içine alýan hapa suwlara magniý we fosfor turşusyny ýa-da wodorod fosfatyny goşmakdyr, şonuň üçin hapa suwlardaky NH4+ suw ergininde Mg+ we PO4- bilen reaksiýa girip, ammonium magniý fosfat çökündisini emele getirýär, molekulýar formulasy MgNH4P04.6H20 bolup, ammiak azotyny aýyrmak maksadyna ýetýär. Magniý ammonium fosfaty, adatça struvit diýlip atlandyrylýar, gurluşyk gurluşyk önümleri üçin kompost, toprak goşundysy ýa-da ot çydamly serişde hökmünde ulanylyp bilner. Reaksiýa deňlemesi aşakdaky ýaly:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Himiki çökündileriň bejeriş täsirine täsir edýän esasy faktorlar pH gymmaty, temperatura, ammonium azotynyň konsentrasiýasy we molar gatnaşygydyr (n(Mg+): n(NH4+): n(P04-)). Netijeler pH gymmaty 10 bolanda we magniýiň, azotyň we fosforyň molar gatnaşygy 1,2:1:1,2 bolanda bejeriş täsiriniň has gowy bolýandygyny görkezýär.

Magniý hloridini we disodium wodorod fosfatyny çökdüriji serişdeler hökmünde ulanmak bilen, netijeler pH gymmaty 9,5 we magniýiň, azotyň we fosforyň molar gatnaşygy 1,2:1:1 bolanda bejeriş täsiriniň has gowy bolýandygyny görkezýär.

Netijeler MgC12+Na3PO4.12H20-nyň beýleki çökdüriji maddalaryň kombinasiýalaryndan has gowydygyny görkezýär. pH gymmaty 10.0 bolanda, temperatura 30℃, n(Mg+): n(NH4+): n(P04-)= 1:1:1 bolanda, 30 minutlap garyşdyrylandan soň hapa suwdaky ammoniak azotynyň massa konsentrasiýasy arassalamakdan öňki 222mg/L-den 17mg/L-e çenli azalýar we aýrylyş tizligi 92.3% -e deňdir.

Ýokary konsentrasiýaly senagat ammiak azotly hapa suwlaryny arassalamak üçin himiki çökündi usuly we suwuk membran usuly utgaşdyryldy. Çökündi prosesini optimizirlemek şertlerinde ammiak azotynyň aýrylma tizligi 98,1% -e ýetdi, soňra suwuk plýonka usuly bilen mundan beýläk arassalamak ammiak azotynyň konsentrasiýasyny 0,005 g/L çenli azaldyp, milli birinji derejeli zyňyndy standartyna ýetdi.

Fosfatyň täsiri astynda Mg+ -dan başga iki walentli metal ionlarynyň (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) ammonyak azotyna aýyrmagyň täsiri öwrenildi. Ammonium sulfatly hapa suwlar üçin CaSO4 çökündisiniň täze usuly - MAP çökündisi teklip edildi. Netijeler däp bolan NaOH düzgünleşdirijisiniň hek bilen çalşyp boljakdygyny görkezýär.

Himiki çökündi usulynyň artykmaçlygy, ammonium azotly hapa suwlaryň konsentrasiýasy ýokary bolanda, biologik usul, döwülme nokady hlorlamak usuly, membrana bölmek usuly, ion alyş-çalyş usuly ýaly beýleki usullaryň ulanylmagynyň çäkli bolmagydyr. Häzirki wagtda himiki çökündi usuly öňünden arassalamak üçin ulanylyp bilner. Himiki çökündi usulynyň aýyrmagyň netijeliligi has gowy we ol temperatura bilen çäklenmeýär we işleýşi ýönekeý. Magniý ammonium fosfatyny öz içine alýan çökündi laý galyndylary gaýtadan ulanmak üçin kompozit dökün hökmünde ulanylyp bilner, şeýlelik bilen çykdajylaryň bir bölegini ödeýär; Eger ony fosfat hapa suwlaryny öndürýän käbir senagat kärhanalary we duzly duzly suw öndürýän kärhanalar bilen birleşdirip bolsa, derman serişdeleriniň çykdajylaryny tygşytlap we giň möçberli ulanylyşyny ýeňilleşdirip biler.

Himiki çökündi usulynyň kemçiligi, ammonium magniý fosfatynyň ereýän önüminiň çäklendirilmegi sebäpli, hapa suwdaky ammonium azoty belli bir konsentrasiýa ýetenden soň, aýyrmak täsiri aýdyň bolmaýar we giriş çykdajylary ep-esli ýokarlanýar. Şonuň üçin himiki çökündi usuly öňdebaryjy bejeriş üçin amatly beýleki usullar bilen bilelikde ulanylmaly. Ulanylýan reagentiň mukdary köp, öndürilen laý köp we bejeriş çykdajylary ýokary. Himiki maddalaryň dozasy wagtynda hlorid ionlarynyň we galan fosforyň goşulmagy ikinji derejeli hapalanmaga aňsatlyk bilen sebäp bolup biler.

Alýumin sulfatynyň lomaý satuwy | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Iki esasly natriý fosfatynyň lomaý satuwy | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② üflemek usuly

Ammiak azotyny üflemek usuly bilen aýyrmak, pH gymmatyny aşgarlylyga sazlamak üçin niýetlenendir, şonuň üçin hapa suwlardaky ammiak iony ammiaka öwrülýär, şonuň üçin ol esasan erkin ammiak görnüşinde bolýar, soňra erkin ammiak hapa suwlardan daşaýjy gaz arkaly çykarylýar, şeýlelik bilen ammiak azotyny aýyrmak maksadyna ýetilýär. Üflemek netijeliligine täsir edýän esasy faktorlar pH gymmaty, temperatura, gaz-suwuklyk gatnaşygy, gazyň akymynyň tizligi, başlangyç konsentrasiýa we ş.m. Häzirki wagtda üflemek usuly ýokary konsentrasiýaly ammiak azoty bolan hapa suwlary arassalamakda giňden ulanylýar.

Çöplük suwundan ammoniak azotynyň üflemek usuly bilen aýrylmagy öwrenildi. Üflemek netijeliligini dolandyrýan esasy faktorlaryň temperatura, gaz-suwuklyk gatnaşygy we pH gymmatydygy anyklandy. Suwuň temperaturasy 2590-dan ýokary, gaz-suwuklyk gatnaşygy takmynan 3500 we pH takmynan 10.5 bolanda, çöplük suwundan aýrylma tizligi ammiak azotynyň konsentrasiýasy 2000-4000mg/L bolanda 90% -den gowrak bolup biler. Netijeler pH=11.5, aýyrmak temperaturasy 80cC we aýyrmak wagty 120 minut bolanda, hapa suwlardaky ammoniak azotynyň aýrylma tizliginiň 99.2% -e ýetip biljekdigini görkezýär.

Ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlaryň üflemek netijeliligi garşy tok üflemek diňi arkaly amala aşyryldy. Netijeler üflemek netijeliliginiň pH gymmatynyň ýokarlanmagy bilen ýokarlanýandygyny görkezdi. Gaz-suwuklyk gatnaşygy näçe uly bolsa, ammiakyň aýrylmagynyň massa geçirijiliginiň hereketlendiriji güýji şonça-da uly bolýar we aýrylmagyň netijeliligi hem ýokarlanýar.

Ammiak azotyny üflemek usuly bilen aýyrmak netijeli, ulanmak aňsat we dolandyrmak aňsat. Üflenen ammiak azoty kükürt kislotasy bilen siňdiriji hökmünde ulanylyp bilner, öndürilen kükürt kislotasynyň puluny bolsa dökün hökmünde ulanyp bolýar. Üflemek usuly häzirki wagtda fiziki we himiki azoty aýyrmak üçin giňden ulanylýan tehnologiýadyr. Şeýle-de bolsa, üflemek usulynyň käbir kemçilikleri bar, mysal üçin, üflemek diňinde ýygy-ýygydan gabyklanma, pes temperaturada ammiak azotyny aýyrmak netijeliliginiň pesligi we üflemek gazynyň döredýän ikinji derejeli hapalanmasy. Üflemek usuly, adatça, ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly gaçak suwlaryny öňünden arassalamak üçin ammiak azotly gaçak suwlary arassalamak boýunça beýleki usullar bilen utgaşdyrylýar.

③Bölüniş nokadyny hlorlamak

Ammiagy bölmek nokadynda hlorlamak arkaly aýyrmagyň mehanizmi, hlor gazynyň ammiak bilen reaksiýa girip, zyýansyz azot gazyny öndürmeginden we N2-niň atmosfera çykmagyndan ybaratdyr, bu bolsa reaksiýa çeşmesiniň sag tarapa dowam etmegine sebäp bolýar. Reaksiýa formulasy:

HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)

Hlor gazy hapa suwlara belli bir nokada geçirilende, suwdaky erkin hloruň mukdary az bolýar we ammiagyň konsentrasiýasy nola deň bolýar. Hlor gazynyň mukdary nokada geçende, suwdaky erkin hloruň mukdary artýar, şonuň üçin nokada döwülme nokady, bu ýagdaýda hlorlanmak bolsa döwülme nokady hlorlanmak diýlip atlandyrylýar.

Burawlaýyş hapa suwlaryny ammoniak azoty üflenenden soň arassalamak üçin döwülme nokady hlorlamak usuly ulanylýar we arassalamak täsirine öňünden arassalamak ammiak azoty üflemek prosesi gönüden-göni täsir edýär. Hapa suwlardaky ammoniak azotynyň 70% -i üflemek prosesi bilen aýrylanda we soňra döwülme nokady hlorlamak bilen arassalananda, hapa suwlardaky ammoniak azotynyň massa konsentrasiýasy 15 mg/L-den az bolýar. Çžan Şengli we beýlekiler 100 mg/L massa konsentrasiýasy bolan simulýasiýa edilen ammoniak azot hapa suwlaryny ylmy-barlag obýekti hökmünde aldylar we ylmy-barlag netijeleri natriý gipohloritiniň oksidlenmegi arkaly ammoniak azotynyň aýrylmagyna täsir edýän esasy we ikinji derejeli faktorlaryň hloruň ammoniak azotyna mukdarynyň gatnaşygy, reaksiýa wagty we pH gymmatydygyny görkezdi.

Synma nokadyny hlorlamak usuly azoty aýyrmak netijeliliginiň ýokarydygyna, aýyrmak tizliginiň 100% -e ýetip biljekdigine we hapa suwlardaky ammiak konsentrasiýasyny nola çenli peseldip biljekdigine ynanýaryn. Täsiri durnukly we temperatura täsir etmeýär; Enjamlara az maýa goýum, çalt we doly jogap; Suw howdanyna sterilizasiýa we dezinfeksiýa täsir edýär. Synma nokadyny hlorlamak usulynyň ulanylyş çägi, ammiak azotly hapa suwlaryň konsentrasiýasynyň 40 mg/L-den az bolmagydyr, şonuň üçin synma nokadyny hlorlamak usuly esasan ammiak azotly hapa suwlary öňdebaryjy usulda arassalamak üçin ulanylýar. Howpsuz ulanmak we saklamak talaby ýokary, arassalamak üçin çykdajylar ýokary we hloraminler we hlorlanan organiki maddalar ikinji derejeli hapalanmaga sebäp bolar.

④katalitik oksidlenme usuly

Katalitik oksidlenme usuly katalizatoryň täsiri arkaly, belli bir temperatura we basyş astynda, howanyň oksidlenmesi arkaly, lagym suwlaryndaky organiki maddalar we ammiak oksidlenip, CO2, N2 we H2O ýaly zyýansyz maddalara parçalanyp, arassalamak maksadyna ýetmek üçin amala aşyrylýar.

Katalitik oksidlenmegiň täsirine täsir edýän faktorlar katalizatoryň häsiýetnamalary, temperatura, reaksiýa wagty, pH bahasy, ammonyak azotynyň konsentrasiýasy, basyş, garyşdyrma intensiwligi we ş.m.

Ozonlaşdyrylan ammoniak azotynyň dargama prosesi öwrenildi. Netijeler pH gymmaty ýokarlananda güýçli oksidlenme ukybyna eýe bolan bir görnüşli HO radikalynyň emele gelýändigini we oksidlenme tizliginiň ep-esli çaltlaşandygyny görkezdi. Barlaglar ozonyň ammoniak azotyny nitrite we nitriti nitrata oksidleşdirip bilýändigini görkezýär. Suwdaky ammoniak azotynyň konsentrasiýasy wagtyň geçmegi bilen azalýar we ammoniak azotynyň aýrylma tizligi takmynan 82% -e deňdir. CuO-Mn02-Ce02 ammoniak azotly hapa suwlary arassalamak üçin kompozit katalizator hökmünde ulanyldy. Eksperimental netijeler täze taýýarlanan kompozit katalizatoryň oksidlenme işjeňliginiň ep-esli gowulaşandygyny we amatly proses şertleriniň 255℃, 4.2MPa we pH=10.8 bolandygyny görkezýär. Başlangyç konsentrasiýasy 1023mg/L bolan ammoniak azotly hapa suwlary arassalamakda ammoniak azotynyň aýrylma tizligi 150 minutda 98% ýetip, milli ikinji derejeli (50mg/L) zyňyndy standartyna ýetip biler.

Seolit ​​bilen goldanylýan TiO2 fotokatalizatorynyň katalitik öndürijiligi kükürt kislotasy ergininde ammonium azotynyň dargama tizligini öwrenmek arkaly öwrenildi. Netijeler TiO2 / seolit ​​fotokatalizatorynyň optimal dozasynyň 1,5 g/L we ultramelewşe şöhlelenme astynda reaksiýa wagtynyň 4 sagatdygyny görkezýär. Agaç suwlaryndan ammonium azotynyň aýrylma tizligi 98,92% ýetip biler. Ultramelewşe şöhlelenme astynda ýokary demir we nano-chin dioksidiniň fenol we ammonium azotyna aýrylma täsiri öwrenildi. Netijeler 50 mg/L konsentrasiýaly ammonium azot erginine pH=9,0 ulanylanda ammonium azotynyň aýrylma tizliginiň 97,5% bolýandygyny görkezýär, bu bolsa ýokary demir ýa-da diňe Hytaý dioksidi bilen deňeşdirilende 7,8% we 22,5% ýokarydyr.

Katalitik oksidlenme usuly ýokary arassalaýyş netijeliligi, ýönekeý proses, kiçi aşagy we ş.m. ýaly artykmaçlyklara eýedir we köplenç ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamak üçin ulanylýar. Ulanylyşyň kynçylygy katalizatoryň we enjamlaryň korroziýadan goranmagynyň ýitmeginiň öňüni almakdyr.

⑤elektrohimiki oksidlenme usuly

Elektrokimiki oksidlenme usuly katalitik işjeňligi bolan elektrooksidlenme arkaly suwdaky hapa maddalary aýyrmak usulyna degişlidir. Täsir ediji faktorlar tok dykyzlygy, giriş akymynyň tizligi, çykyş wagty we nokat ergin wagtydyr.

Aýlanýan akymly elektrolitik öýjükde ammiak-azotly hapa suwlaryň elektrohimiki oksidlenmesi öwrenildi, bu ýerde oňyn Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 tor elektrik energiýasy, negatiw bolsa Ti tor elektrik energiýasydyr. Netijeler hlorid ionlarynyň konsentrasiýasy 400mg/L bolanda, başlangyç ammiak azotynyň konsentrasiýasynyň 40mg/L, täsir edýän akym tizliginiň 600ml/min, tok dykyzlygynyň 20mA/sm3 we elektrolitik wagt 90min bolanda, ammiak azotynyň aýrylma tizliginiň 99,37% bolýandygyny görkezýär. Bu ammiak-azotly hapa suwlaryň elektrolitik oksidlenmesiniň ulanylyş geljeginiň gowydygyny görkezýär.

3. Biohimiki azoty aýyrmak prosesi

① tutuş nitrifikatsiya we denitrifikatsiya

Tutuş prosesli nitrifikatsiya we denitrifikatsiya häzirki wagtda uzak wagtlap giňden ulanylýan biologik usulyň bir görnüşidir. Ol hapa suwlardaky ammiak azotyny dürli mikroorganizmleriň täsiri astynda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya ýaly birnäçe reaksiýalar arkaly azota öwürýär, şeýlelik bilen hapa suwlary arassalamak maksadyna ýetýär. Ammiak azotyny aýyrmak üçin nitrifikatsiya we denitrifikatsiya prosesi iki tapgyrdan geçmelidir:

Nitrifikatsiya reaksiýasy: Nitrifikatsiya reaksiýasy aerob awtotrof mikroorganizmler tarapyndan tamamlanýar. Aerobik ýagdaýda organiki däl azot NH4+-y NO2--e öwürmek üçin azot çeşmesi hökmünde ulanylýar we soňra ol NO3--e oksidlenýär. Nitrifikatsiya prosesini iki tapgyra bölmek bolýar. Ikinji tapgyrda nitrit nitrifikatsiya edýän bakteriýalar tarapyndan nitrata (NO3-), nitrit bolsa nitrifikatsiya edýän bakteriýalar tarapyndan nitrata (NO3-) öwrülýär.

Denitrifikatsiya reaksiýasy: Denitrifikatsiya reaksiýasy denitrifikatsiya edýän bakteriýalaryň gipoksiýa ýagdaýynda nitrit azotyny we nitrat azotyny gaz görnüşli azota (N2) öwürýän prosesidir. Denitrifikatsiya edýän bakteriýalar geterotrof mikroorganizmler bolup, olaryň köpüsi amfik bakteriýalara degişlidir. Gipoksiýa ýagdaýynda olar nitratdaky kislorody elektron akseptor hökmünde, organiki maddalary (kanalizasiýadaky BOD komponenti) bolsa energiýa bermek we oksidleşmek we durnuklaşdyrmak üçin elektron donor hökmünde ulanýarlar.

Nitrifikatsiya we denitrifikatsiya inženerçilik ulgamlarynyň tutuş proseslerine esasan AO, A2O, oksidlenme hanjagy we ş.m. girýär, bu bolsa biologik azoty aýyrmak senagatynda ulanylýan has ösen usuldyr.

Nitrifikatsiya we denitrifikatsiya usulynyň tutuşlygy durnukly täsir, ýönekeý işleýiş, ikinji derejeli hapalanmanyň ýoklugy we arzan baha ýaly artykmaçlyklara eýedir. Bu usulyň käbir kemçilikleri hem bar, mysal üçin, hapa suwdaky C/N gatnaşygy pes bolanda uglerod çeşmesini goşmaly, temperatura talaby deňeşdirme boýunça berk, pes temperaturada netijelilik pes, meýdan uly, kisloroda isleg köp we agyr metal ionlary ýaly käbir zyýanly maddalar mikroorganizmlere basyş täsirini ýetirýär, biologik usul geçirilmezden öň olary aýyrmak zerurdyr. Mundan başga-da, hapa suwdaky ammiak azotynyň ýokary konsentrasiýasy nitrifikatsiya prosesine hem päsgel beriji täsir edýär. Şonuň üçin, ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamazdan öň öňünden arassalamak geçirilmelidir, şonda ammiak azotly hapa suwlaryň konsentrasiýasy 500 mg/L-den az bolar. Adaty biologik usul öý hapa suwlary, himiki hapa suwlar we ş.m. ýaly organiki maddalary öz içine alýan pes konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamak üçin amatlydyr.

②Bir wagtyň özünde nitrifikatsiya we denitrifikatsiya (SND)

Nitrifikatsiya we denitrifikatsiya bir reaktorda bilelikde amala aşyrylanda, bu bir wagtyň özünde siňdiriş denitrifikatsiyasi (SND) diýlip atlandyrylýar. Agaç suwlaryndaky ereýän kislorod diffuziýa tizligi bilen çäklendirilip, mikrobial flokda ýa-da bioplenkada mikro gurşaw zolagynda ereýän kislorod gradientini döredýär, bu bolsa mikrobial flokyň ýa-da bioplenkanyň daşky ýüzünde ereýän kislorod gradientini aerob nitrifikatsiya bakteriýalarynyň we ammonlaşdyrma bakteriýalarynyň ösmegine we ýaýramagyna amatly edýär. Floka ýa-da membrana näçe çuňňur girse, ereýän kislorodyň konsentrasiýasy şonça pes bolýar, netijede denitrifikatsiya bakteriýalarynyň agdyklyk edýän anoksik zonasy emele gelýär. Şeýlelik bilen, bir wagtyň özünde siňdiriş we denitrifikatsiya prosesi emele gelýär. Bir wagtyň özünde siňdiriş we denitrifikatsiya täsir edýän faktorlar pH gymmaty, temperatura, aşgarlylyk, organiki uglerod çeşmesi, ereýän kislorod we laýyň ýaşydyr.

Karusel oksidlenme hanjagynda bir wagtda nitrifikatsiya/denitrifikasiýa bardy we Karusel oksidlenme hanjagynda howalandyrylan perwana arasyndaky ereýän kislorodyň konsentrasiýasy kem-kemden azaldy we Karusel oksidlenme hanjagynyň aşaky böleginde ereýän kislorod ýokarky böleginden pes boldy. Kanalyň her böleginde nitrat azotynyň emele gelme we sarp edilme tizligi diýen ýaly deň we kanaldaky ammoniak azotynyň konsentrasiýasy hemişe örän pes, bu bolsa nitrifikatsiya we denitrifikatsiya reaksiýalarynyň Karusel oksidlenme kanalynda bir wagtda bolup geçýändigini görkezýär.

Öý hojalyk hapa suwlaryny arassalamak boýunça geçirilen barlaglar, CODCr näçe ýokary bolsa, denitrifikatsiya şonça-da doly we TN-niň aýrylmagy şonça-da gowy bolýandygyny görkezýär. Eriýän kislorodyň bir wagtda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya üçin täsiri uly. Eriýän kislorod 0,5 ~ 2 mg / L derejesinde gözegçilik edilende, azotyň umumy aýrylmagy gowy täsir edýär. Şol bir wagtyň özünde, nitrifikatsiya we denitrifikatsiya usuly reaktory tygşytlaýar, reaksiýa wagtyny gysgaldýar, energiýa sarp edilişini pes edýär, maýa goýumlaryny tygşytlaýar we pH gymmatyny durnukly saklamak aňsat.

③Gysga aralykda iýmit siňdiriş we denitrifikatsiya

Şol bir reaktorda ammiak oksidleýji bakteriýalar aerob şertlerde ammiagy nitrite oksidlemek üçin ulanylýar, soňra nitrit gönüden-göni denitrifikasiýa edilip, gipoksiýa şertlerinde elektron donor hökmünde organiki maddalar ýa-da daşarky uglerod çeşmesi bilen azot öndürilýär. Gysga aralykda nitrifikatsiya we denitrifikatsiyaniň täsir ediji faktorlary temperatura, erkin ammiak, pH derejesi we ereýän kisloroddyr.

Deňiz suwy bolmadyk şäher lagym suwlarynyň we 30% deňiz suwy bolan şäher lagym suwlarynyň gysga aralykda nitrifikatsiyasine temperaturanyň täsiri. Eksperimental netijeler görkezýär: deňiz suwy bolmadyk şäher lagym suwlary üçin temperaturanyň ýokarlanmagy gysga aralykda nitrifikatsiyani gazanmaga ýardam edýär. Öý lagym suwlarynda deňiz suwunyň paýy 30% bolanda, gysga aralykda nitrifikatsiya orta temperatura şertlerinde has gowy amala aşyrylyp bilner. Delft Tehnologiýa Uniwersiteti SHARON prosesini işläp düzdi, ýokary temperatura (takmynan 30-4090) ulanylmagy nitrit bakteriýalarynyň köpelmegine ýardam edýär, şonuň üçin nitrit bakteriýalary bäsdeşligini ýitirýär, şol bir wagtyň özünde laýyň ýaşyny gözegçilikde saklamak arkaly nitrit bakteriýalaryny ýok etmek arkaly nitrit tapgyrynda nitrifikatsiya reaksiýasy bolýar.

Nitrit bakteriýalary bilen nitrit bakteriýalarynyň arasyndaky kislorod gatnaşygyndaky tapawut esasynda, Gent Mikrob Ekologiýa Laboratoriýasy nitrit bakteriýalaryny ýok etmek üçin erän kislorody gözegçilikde saklamak arkaly nitrit azotynyň toplanmagyna ýetmek üçin OLAND prosesini işläp düzdi.

Kokslaşýan hapa suwlary gysga aralykda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya arkaly arassalamagyň synag netijeleri, täsir edýän COD, ammoniak azoty, TN we fenol konsentrasiýalarynyň 1201.6,510.4,540.1 we 110.4mg/L bolanda, COD, ammoniak azoty, TN we fenolyň ortaça konsentrasiýalarynyň degişlilikde 197.1,14.2,181.5 we 0.4mg/L bolýandygyny görkezýär. Degişli aýyrmak tizligi degişlilikde 83.6%, 97.2%, 66.4% we 99.6% boldy.

Gysga aralykda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya prosesi nitrat tapgyryndan geçmeýär, bu bolsa biologik azoty aýyrmak üçin zerur bolan uglerod çeşmesini tygşytlaýar. Onuň pes C/N gatnaşygy bolan ammoniak azotly hapa suwlary üçin belli bir artykmaçlyklary bar. Gysga aralykda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya az laý, gysga reaksiýa wagty we reaktoryň göwrümini tygşytlamak ýaly artykmaçlyklara eýedir. Şeýle-de bolsa, gysga aralykda nitrifikatsiya we denitrifikatsiya nitritiň durnukly we uzak wagtlap toplanmagyny talap edýär, şonuň üçin nitrifikatsiya edýän bakteriýalaryň işjeňligini nädip netijeli basyp ýatyrmak esasy mesele bolup durýar.

④ Anaerob ammiak oksidleşmesi

Anaerob amoksidleşme - gipoksiýa şertinde awtotrof bakteriýalar tarapyndan ammoniak azotynyň azota gönüden-göni oksidlenme prosesidir, elektron akseptor hökmünde azotly azot ýa-da azotly azot ulanylýar.

AnammoX-iň biologik işjeňligine temperatura we pH-yň täsiri öwrenildi. Netijeler optimal reaksiýa temperaturasynyň 30℃ we pH gymmatynyň 7.8 bolandygyny görkezdi. Ýokary duzlulyk we ýokary konsentrasiýaly azotly hapa suwlary arassalamak üçin anaerob ammoX reaktorynyň mümkinçiligi öwrenildi. Netijeler ýokary duzlulygyň anammoX işjeňligini ep-esli derejede peseldýändigini we bu päsgelçiligiň yzyna gaýtaryp bolýandygyny görkezdi. 30g.L-1(NaC1) duzlulygynda adatlaşmaýan laýyň anaerob ammoks işjeňligi gözegçilik laýynyňkydan 67.5% pes boldy. Adatlaşmaýan laýyň anammoX işjeňligi gözegçilik laýynyňkydan 45.1% pes boldy. Adatlaşmaýan laý ýokary duzlulyk gurşawyndan pes duzlulyk gurşawyna (duzly suw ýok) geçirilende, anaerob ammoX işjeňligi 43.1% ýokarlandy. Şeýle-de bolsa, reaktor uzak wagtlap ýokary duzlulyk şertlerinde işlände funksiýasynyň peselmegine meýilli.

Adaty biologik proses bilen deňeşdirilende, anaerob ammoX goşmaça uglerod çeşmesi bolmadyk, kisloroda az isleg bildirmeýän, neýtrallaşdyrmak üçin reagentlere mätäçlik bolmadyk we az laý öndürýän has ykdysady biologik azot aýyrýan tehnologiýadyr. Anaerob ammoksiň kemçilikleri reaksiýanyň tizliginiň haýal bolmagy, reaktoryň göwrüminiň uly bolmagy we uglerod çeşmesiniň anaerob amMOX üçin amatsyz bolmagydyr, bu bolsa biodegradasiýasy pes bolan ammiak azotynyň hapa suwlaryny çözmek üçin amaly ähmiýete eýedir.

4. azoty bölmek we adsorbsiýa etmek prosesi

① membranany bölmek usuly

Membranany bölmek usuly, ammonium azotyny aýyrmak maksadyna ýetmek üçin, membrananyň selektiw geçirijiligini ulanmak arkaly suwuklykdaky komponentleri selektiw usulda bölmekdir. Ters osmos, nanofiltrasiýa, deammonizirleýji membrana we elektrodializ girýär. Membranany bölmäge täsir edýän faktorlar membrananyň häsiýetnamalary, basyş ýa-da naprýaženiýe, pH gymmaty, temperatura we ammonium azotynyň konsentrasiýasydyr.

Seýrek toprak eritiji zawody tarapyndan çykarylýan ammoniak azotly hapa suwlaryň suw hiline görä, ters osmos tejribesi NH4C1 we NaCI simulýasiýa edilen hapa suwlar bilen geçirildi. Şol bir şertlerde ters osmosyň NaCI-ni aýyrmak tizliginiň ýokarydygy, NHCl-iň bolsa suw öndürmek tizliginiň ýokarydygy anyklandy. Ters osmos bilen işlenenden soň NH4C1-iň aýyrmak tizligi 77,3% -e deňdir, bu bolsa ammoniak azotly hapa suwlary öňünden işläp bejermek üçin ulanylyp bilner. Ters osmos tehnologiýasy energiýany tygşytlap biler, gowy termal durnuklylyk bar, ýöne hlora garşylyk, hapalanma garşylygy pes.

Zibilhananyň suwuny arassalamak üçin biohimiki nanofiltrasiýa membranasyny bölmek prosesi ulanyldy, şonuň üçin geçirijilikli suwuklygyň 85% ~ 90% -i standarta laýyklykda boşadyldy we konsentrirlenen lagym suwuklygynyň we palçygynyň diňe 0% ~ 15% -i zibil çeleklerine gaýtaryldy. Özturki we beýlekiler Türkiýäniň Odayeri şäherindäki zibilhananyň suwuny nanofiltrasiýa membranasy bilen arassaladylar we ammoniak azotynyň aýrylma tizligi takmynan 72% boldy. Nanofiltrasiýa membranasy ters osmos membranasyna garanyňda pes basyş talap edýär we ony ulanmak aňsat.

Ammiak aýyrýan membran ulgamy, adatça, ýokary ammiak azoty bilen hapa suwlary arassalamakda ulanylýar. Suwdaky ammiak azoty aşakdaky deňagramlylyga eýedir: NH4- +OH-= NH3+H2O işlän wagtynda, ammiak saklaýan hapa suw membrana modulynyň daşky gatlagynda akýar we kislotany siňdirýän suwuklyk membrana modulynyň turbasynda akýar. Hapa suwunyň pH derejesi ýokarlananda ýa-da temperatura ýokarlananda, deňagramlylyk saga süýşýär we ammonium iony NH4- erkin gaz görnüşli NH3 bolýar. Şu wagt, gaz görnüşli NH3 içki süýümiň ýüzündäki mikrogözenekler arkaly turbadaky kislotany siňdirýän suwuklyk fazasyna girip bilýär, ol bolsa kislota ergini tarapyndan siňdirilýär we derrew ion görnüşli NH4- bolýar. Hapa suwunyň pH derejesini 10-dan ýokary we temperaturasyny 35°C-den ýokary saklaň, şonda hapa suw fazasyndaky NH4 yzygiderli siňdirýän suwuklyk fazasyna NH3 öwrüler. Netijede, hapa suw tarapyndaky ammiak azotynyň konsentrasiýasy yzygiderli pese gaçdy. Kislota siňdiriş suwuk fazasy, diňe kislota we NH4- bolandygy sebäpli, örän arassa ammonium duzuny emele getirýär we üznüksiz aýlanyşdan soň belli bir konsentrasiýa ýetýär, ol gaýtadan işlenip bilner. Bir tarapdan, bu tehnologiýany ulanmak hapa suwlardaky ammonium azotynyň aýrylma tizligini ep-esli ýokarlandyryp biler, beýleki tarapdan bolsa, hapa suwlary arassalamak ulgamynyň umumy işleýiş çykdajylaryny azaldyp biler.

2 elektrodializ usuly

Elektrodializ membrana jübütleriniň arasynda naprýaženiýe bermek arkaly suw erginlerinden ereýän gaty maddalary aýyrmagyň usulydyr. Naprýaženiýe täsiri astynda ammiak-azotly hapa suwlardaky ammiak ionlary we beýleki ionlar membrana arkaly ammiak saklaýan konsentrlenen suwda baýlaşdyrylýar we şeýlelik bilen aýyrmak maksadyna ýetilýär.

Elektrodializ usuly organiki däl hapa suwlary ýokary konsentrasiýaly ammonium azoty bilen arassalamak üçin ulanyldy we gowy netijelere ýetdi. 2000-3000 mg / L ammonium azotly hapa suwlar üçin ammonium azotynyň aýrylma tizligi 85% -den ýokary bolup biler, konsentrasiýaly ammonium suwuny bolsa 8,9% alyp bolýar. Elektrodializiň işlemegi wagtynda sarp edilýän elektrik energiýasynyň möçberi hapa suwlardaky ammonium azotynyň mukdaryna proporsionaldyr. Hapa suwlary elektrodializ arkaly arassalamak pH derejesi, temperatura we basyş bilen çäklendirilmeýär we ony ulanmak aňsat.

Membranany bölmegiň artykmaçlyklary ammiak azotynyň ýokary derejede dikeldilmegi, işlemegiň ýönekeýligi, durnukly bejeriş täsiri we ikinji derejeli hapalanmanyň ýoklugydyr. Şeýle-de bolsa, ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamakda, deammiakly membranadan başga, beýleki membranalar aňsatlyk bilen gabyklanýar we dykylýar, şeýle hem gaýtadan dikeltmek we yzyna ýuwmak ýygy-ýygydan bolýar, bu bolsa bejeriş çykdajylaryny ýokarlandyrýar. Şonuň üçin bu usul öňünden bejeriş ýa-da pes konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlar üçin has amatlydyr.

③ Ion alyş-çalyş usuly

Ion alyş-çalyş usuly, ammonium ionlarynyň güýçli selektiw adsorbsiýasy bolan materiallary ulanmak arkaly hapa suwlardan ammonium azotyny aýyrmagyň usulydyr. Köp ulanylýan adsorbsiýa materiallary aktiwleşdirilen uglerod, seolit, montmorillonit we alyş-çalyş smolasydyr. Seolit ​​üç ölçegli giňişlik gurluşy, yzygiderli gözenek gurluşy we deşikleri bolan silika-alýuminatyň bir görnüşidir, olaryň arasynda klinoptilolit ammiak ionlary üçin güýçli selektiw adsorbsiýa ukybyna we arzan bahasyna eýedir, şonuň üçin ol inženerçilikde ammiak azot hapa suwlary üçin adsorbsiýa materialy hökmünde ulanylýar. Klinoptilolitiň arassalamak täsirine täsir edýän faktorlara bölejikleriň ululygy, täsir edýän ammonium azot konsentrasiýasy, aragatnaşyk wagty, pH gymmaty we ş.m. girýär.

Seolitiň ammoniak azotyna adsorbsiýa täsiri aýdyň görünýär, ondan soň ranit gelýär we topragyň we keramisitiň täsiri pes. Seolitden ammoniak azotyny aýyrmagyň esasy usuly ion alyş-çalşygydyr we fiziki adsorbsiýa täsiri örän az. Keramidiň, topragyň we ranitiň ion alyş-çalşygy täsiri fiziki adsorbsiýa täsirine meňzeýär. Dört doldurgyjyň adsorbsiýa ukyby 15-35℃ aralygynda temperatura ýokarlanmagy bilen pese gaçdy we pH gymmatynyň 3-9 aralygynda ýokarlanmagy bilen ýokarlandy. Adsorbsiýa deňagramlylygyna 6 sagatlyk yrgyldawdan soň ýetildi.

Seolit ​​adsorbsiýasy arkaly çöplük suwundan ammoniak azotyny aýyrmagyň mümkinçiligi öwrenildi. Eksperimental netijeler seolitiň her bir gramynyň 15,5 mg ammoniak azotynyň çäkli adsorbsiýa potensialyna eýedigini, seolit ​​bölejikleriniň ululygy 30-16 mesh bolanda, ammoniak azotynyň aýrylma tizliginiň 78,5% -e ýetýändigini we şol bir adsorbsiýa wagty, dozasy we seolit ​​bölejikleriniň ululygy ýagdaýynda täsirli ammoniak azotynyň konsentrasiýasy näçe ýokary bolsa, adsorbsiýa tizligi şonça ýokary bolýandygyny we seolitiň adsorbent hökmünde çöplük suwundan ammoniak azotyny aýyrmagynyň mümkindigini görkezýär. Şol bir wagtyň özünde, seolitiň seolit ​​tarapyndan ammoniak azotynyň adsorbsiýa tizliginiň pesdigi we amaly işde doýgun adsorbsiýa ukybyna ýetmeginiň kyn bolýandygy bellenilýär.

Biologiki seolit ​​gatlagynyň obanyň lagym suwlaryndaky azot, COD we beýleki hapalaýjy maddalara täsiri öwrenildi. Netijeler biologiki seolit ​​gatlagy tarapyndan ammonyak azotynyň aýrylmagynyň tizliginiň 95% -den ýokarydygyny we nitrat azotynyň aýrylmagyna gidrawliki ýaşaýyş wagtynyň uly täsir edýändigini görkezýär.

Ion alyş-çalyş usulynyň az maýa goýum, ýönekeý proses, amatly işleýiş, zähere we temperatura duýgur dällik we seoliti gaýtadan ulanmak ýaly artykmaçlyklary bar. Şeýle-de bolsa, ýokary konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamakda, gaýtadan dikeltmek ýygy-ýygydan bolýar, bu bolsa işe kynçylyk döredýär, şonuň üçin ony beýleki ammiak azotyny arassalamak usullary bilen utgaşdyrmak ýa-da pes konsentrasiýaly ammiak azotly hapa suwlary arassalamak üçin ulanmak gerek.

4A Seolit ​​Öndürijisi we Üpjünçisi | EVERBRIGHT (cnchemist.com) Topdan Satyş