Судан аммиак азотын алудың химиялық және процесі

1.Аммиак азоты дегеніміз не?

Аммиак азоты бос аммиак (немесе иондық емес аммиак, NH3) немесе иондық аммиак (NH4+) түріндегі аммиакқа жатады.Жоғары рН және бос аммиактың жоғары үлесі;Керісінше, аммоний тұзының үлесі жоғары.

Аммиак азоты судағы қоректік зат болып табылады, ол судың эвтрофикациясына әкелуі мүмкін және балықтар мен кейбір су организмдері үшін улы болып табылатын судағы негізгі оттегіні пайдаланатын ластаушы зат болып табылады.

Аммиак азотының су организмдеріне негізгі зиянды әсері бос аммиак болып табылады, оның уыттылығы аммоний тұзынан ондаған есе артық және сілтілілігі жоғарылаған сайын артады.Аммиак азотының уыттылығы бассейн суының рН мәнімен және су температурасымен тығыз байланысты, жалпы алғанда, рН мәні және су температурасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым уыттылық күшейеді.

Аммиакты анықтау үшін әдетте қолданылатын екі жуық сезімталдық колориметриялық әдіс - классикалық Несслер реактив әдісі және фенол-гипохлорит әдісі.Аммиакты анықтау үшін де жиі титрлеу және электрлік әдістер қолданылады;Аммиак азотының мөлшері жоғары болған кезде дистилляциялық титрлеу әдісін де қолдануға болады.(Ұлттық стандарттарға Nath реагенттік әдісі, салицил қышқылының спектрофотометриясы, дистилляция – титрлеу әдісі кіреді)

2.Азотты физикалық және химиялық жою процесі

① Химиялық тұндыру әдісі

Химиялық тұндыру әдісі, сондай-ақ MAP тұндыру әдісі ретінде белгілі, аммиак азоты бар ағынды суға магний мен фосфор қышқылын немесе сутегі фосфатын қосу, осылайша ағынды судағы NH4+ Mg+ және PO4- сулы ерітіндіде аммоний магний преципитациясының фоосусын алу үшін әрекеттеседі. Аммиак азотын жою мақсатына жету үшін молекулалық формуласы MgNH4P04.6H20 болып табылады.Магний аммоний фосфаты, әдетте струвит ретінде белгілі, құрылымдық өнімдерді салу үшін компост, топырақ қоспасы немесе өртке қарсы зат ретінде пайдаланылуы мүмкін.Реакция теңдеуі келесідей:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Химиялық жауын-шашынның өңдеу әсеріне әсер ететін негізгі факторлар рН мәні, температура, аммиак азотының концентрациясы және молярлық қатынас (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Нәтижелер көрсеткендей, рН мәні 10 және магний, азот және фосфордың молярлық қатынасы 1,2:1:1,2 болғанда емдеу әсері жақсырақ болады.

Тұндырғыш ретінде магний хлориді мен динатрий сутегі фосфатын пайдалану, нәтижелер рН мәні 9,5 және магний, азот және фосфордың молярлық қатынасы 1,2:1:1 болғанда емдеу әсері жақсырақ екенін көрсетті.

Нәтижелер MgC12+Na3PO4.12H20 басқа тұндыру агенттерінің комбинацияларынан жоғары екенін көрсетеді.рН мәні 10,0 болғанда, температура 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, 30 минут араластырғаннан кейін ағынды судағы аммиак азотының массалық концентрациясы төмендейді. емдеуге дейін 222 мг/л-ден 17 мг/л дейін, ал жою жылдамдығы 92,3% құрайды.

Жоғары концентрациялы өндірістік аммиак азотты ағынды суларды тазарту үшін химиялық тұндыру әдісі мен сұйық мембраналық әдіс біріктірілді.Тұндыру процесін оңтайландыру жағдайында аммиак азотын кетіру жылдамдығы 98,1% жетті, содан кейін сұйық пленка әдісімен одан әрі өңдеу аммиак азотының концентрациясын 0,005 г/л дейін төмендетіп, ұлттық бірінші класты эмиссия стандартына жетті.

Фосфат әсерінен Mg+-тен басқа екі валентті металл иондарының (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) аммиак азотына жою әсері зерттелді.Аммоний сульфатты ағынды сулар үшін CaSO4 жауын-шашын-MAP тұндырудың жаңа процесі ұсынылды.Нәтижелер дәстүрлі NaOH реттегішін әкпен ауыстыруға болатындығын көрсетеді.

Химиялық тұндыру әдісінің артықшылығы мынада, аммиак азотты ағынды сулардың концентрациясы жоғары болған кезде басқа әдістерді қолдану шектеулі, мысалы, биологиялық әдіс, бұзылу нүктесін хлорлау әдісі, мембраналық бөлу әдісі, ион алмасу әдісі және т.б. алдын ала өңдеу үшін химиялық тұндыру әдісін қолдануға болады.Химиялық тұндыру әдісінің жою тиімділігі жақсырақ және ол температурамен шектелмейді және операция қарапайым.Құрамында магний аммоний фосфаты бар тұнбаны қалдықтарды кәдеге жарату үшін композиттік тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады, осылайша шығындардың бір бөлігін өтеуге болады;Егер оны фосфатты ағынды суларды өндіретін кейбір өнеркәсіптік кәсіпорындармен және тұзды тұзды ерітінділер өндіретін кәсіпорындармен біріктіру мүмкін болса, ол фармацевтикалық шығындарды үнемдеуге және кең ауқымды қолдануды жеңілдетуге болады.

Химиялық тұндыру әдісінің кемшілігі аммоний магний фосфатының ерігіштік өнімінің шектелуіне байланысты ағынды сулардағы аммиак азоты белгілі бір концентрацияға жеткеннен кейін жою әсері айқын болмайды және кіріс шығыны айтарлықтай өседі.Сондықтан химиялық тұндыру әдісін озық өңдеуге қолайлы басқа әдістермен бірге қолдану керек.Қолданылатын реагент мөлшері көп, өндірілетін тұнба көп, өңдеу құны жоғары.Химиялық заттарды мөлшерлеу кезінде хлорид иондары мен қалдық фосфорды енгізу екінші реттік ластануды оңай тудыруы мүмкін.

Көтерме алюминий сульфаты өндіруші және жеткізуші |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Көтерме екі негізді натрий фосфаты өндіруші және жеткізуші |EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② үрлеу әдісі

Аммиак азотын үрлеу әдісімен кетіру рН мәнін сілтілі етіп реттеу, ағынды судағы аммиак ионы аммиакқа айналады, сонда ол негізінен бос аммиак түрінде болады, содан кейін бос аммиак шығарылады. аммиак азотын жою мақсатына жету үшін ағынды суларды тасымалдаушы газ арқылы.Үрлеу тиімділігіне әсер ететін негізгі факторларға рН мәні, температура, газ-сұйықтық қатынасы, газ шығыны, бастапқы концентрация және т.б.Қазіргі уақытта аммиак азотының жоғары концентрациясы бар ағынды суларды тазалауда үрлеу әдісі кеңінен қолданылады.

Полигондағы шайма сулардан аммиак азотын үрлеу әдісімен жою зерттелді.Үрлеудің тиімділігін бақылайтын негізгі факторлар температура, газ-сұйықтық қатынасы және рН мәні екені анықталды.Судың температурасы 2590-тан жоғары болғанда, газ-сұйықтық қатынасы шамамен 3500 және рН шамамен 10,5 болғанда, аммиак азотының концентрациясы 2000-4000 мг// дейін жоғары полигондағы шайма су үшін жою жылдамдығы 90% жетуі мүмкін. Л.Нәтижелер pH=11,5, аршу температурасы 80cC және аршу уақыты 120 мин болған кезде ағынды сулардағы аммиак азотын кетіру жылдамдығы 99,2% жетуі мүмкін екенін көрсетті.

Жоғары концентрациялы аммиак азотты ағынды суларды үрлеу тиімділігі қарсы ағынды үрлеу мұнарасымен жүзеге асырылды.Нәтижелер рН мәні артқан сайын үрлеу тиімділігінің артқанын көрсетті.Газ-сұйықтық арақатынасы неғұрлым үлкен болса, аммиакты аршу массасының қозғаушы күші соғұрлым жоғары болады және аршу тиімділігі де артады.

Аммиак азотын үрлеу әдісімен жою тиімді, басқаруға оңай және басқаруға оңай.Үрленген аммиак азотын күкірт қышқылымен сіңіргіш ретінде, ал өндірілген күкірт қышқылының ақшасын тыңайтқыш ретінде пайдалануға болады.Үрлеу әдісі қазіргі кезде азотты физикалық және химиялық жоюдың жиі қолданылатын технологиясы болып табылады.Дегенмен, үрлеу әдісінің кейбір кемшіліктері бар, мысалы, үрлеу мұнарасында жиі масштабтау, төмен температурада аммиак азотын кетіру тиімділігінің төмендігі және үрлеу газынан туындаған екіншілік ластану.Үрлеу әдісі әдетте жоғары концентрациялы аммиак азотының ағынды суларын алдын ала тазарту үшін аммиак азотының ағынды суларын тазартудың басқа әдістерімен біріктіріледі.

③Сыну нүктесін хлорлау

Сыну нүктесін хлорлау арқылы аммиакты жою механизмі мынада: хлор газы аммиакпен әрекеттесіп, зиянсыз азот газын түзеді, ал N2 атмосфераға шығып, реакция көзі оңға қарай жалғасады.Реакция формуласы:

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

Ағынды суға хлор газын белгілі бір нүктеге дейін жібергенде судағы бос хлордың мөлшері аз, аммиак концентрациясы нөлге тең болады.Хлор газының мөлшері нүктеден өткенде судағы бос хлордың мөлшері артады, сондықтан нүкте үзіліс нүктесі деп аталады, ал бұл күйдегі хлорлау үзіліс нүктесі деп аталады.

Үзіліс нүктесін хлорлау әдісі аммиак азотын үрлеуден кейін бұрғылау ағынды суларын тазарту үшін қолданылады және тазарту әсеріне алдын ала өңдеу аммиак азотын үрлеу процесі тікелей әсер етеді.Ағынды судағы аммиак азотының 70% үрлеу әдісімен жойылып, содан кейін үзіліс нүктесін хлорлау арқылы тазартылғанда, ағынды судағы аммиак азотының массалық концентрациясы 15 мг/л-ден аз болады.Чжан Шэнли және т.б.зерттеу нысаны ретінде массалық концентрациясы 100 мг/л аммиак азотының имитациялық ағынды суларын алды және зерттеу нәтижелері натрий гипохлоритінің тотығуы арқылы аммиак азотын кетіруге әсер ететін негізгі және қосалқы факторлар хлордың аммиак азотына сандық қатынасы екенін көрсетті, реакция уақыты және рН мәні.

Үзіліс нүктесін хлорлау әдісі азотты жоюдың жоғары тиімділігіне ие, жою жылдамдығы 100% жетуі мүмкін, ал ағынды судағы аммиак концентрациясын нөлге дейін төмендетуге болады.Әсері тұрақты және температура әсер етпейді;Аз инвестициялық жабдық, жылдам және толық жауап беру;Ол су айдынына зарарсыздандыру және зарарсыздандыру әсері бар.Сыну нүктесін хлорлау әдісін қолдану аясы аммиак азотының ағынды суларының концентрациясы 40мг/л-ден аз, сондықтан үзіліс нүктесін хлорлау әдісі көбінесе аммиак азотты ағынды суларды кеңейтілген тазарту үшін қолданылады.Қауіпсіз пайдалану және сақтау талаптары жоғары, өңдеу құны жоғары, хлораминдер мен хлорлы органикалық заттардың жанама өнімдері екінші реттік ластануды тудырады.

④каталитикалық тотығу әдісі

Каталитикалық тотығу әдісі катализатордың әрекеті арқылы, белгілі бір температура мен қысымда, ауаның тотығуы арқылы, ағынды сулардағы органикалық заттар мен аммиак тотығады және тазарту мақсатына жету үшін СО2, N2 және H2O сияқты зиянсыз заттарға ыдырауы мүмкін.

Каталитикалық тотығу әсеріне әсер ететін факторлар катализатордың сипаттамалары, температура, реакция уақыты, рН мәні, аммиак азотының концентрациясы, қысым, араластыру қарқындылығы және т.б.

Озондалған аммиак азотының ыдырау процесі зерттелді.Нәтижелер рН мәні жоғарылағанда күшті тотығу қабілеті бар H2O радикалының бір түрі түзіліп, тотығу жылдамдығы айтарлықтай жылдамдайтынын көрсетті.Зерттеулер көрсеткендей, озон аммиак азотын нитритке, нитритті нитратқа тотықтыра алады.Судағы аммиак азотының концентрациясы уақыт ұлғаюымен төмендейді, ал аммиак азотының жойылу жылдамдығы шамамен 82% құрайды.CuO-Mn02-Ce02 аммиакты азотты ағынды суларды тазарту үшін композиттік катализатор ретінде пайдаланылды.Тәжірибе нәтижелері жаңадан дайындалған композиттік катализатордың тотығу белсенділігінің айтарлықтай жақсарғанын және қолайлы процесс шарттары 255℃, 4,2МПа және рН=10,8 екенін көрсетті.Бастапқы концентрациясы 1023 мг/л аммиак азотының сарқынды суларын тазарту кезінде аммиак азотының жойылу жылдамдығы 150 минут ішінде 98%-ға жетіп, ұлттық қайталама (50 мг/л) ағызу стандартына жетеді.

Цеолитті қолдайтын TiO2 фотокатализаторының каталитикалық өнімділігі күкірт қышқылы ерітіндісіндегі аммиак азотының ыдырау жылдамдығын зерттеу арқылы зерттелді.Нәтижелер Ti02/цеолит фотокатализаторының оңтайлы дозасы 1,5 г/л және ультракүлгін сәулелену кезінде реакция уақыты 4 сағат екенін көрсетті.Ағынды сулардан аммиак азотын кетіру жылдамдығы 98,92% жетуі мүмкін.Фенол мен аммиак азотына ультракүлгін сәуленің әсерінен жоғары темір және нано-иек диоксидінің кетіру әсері зерттелді.Нәтижелер аммиак азотының 50 мг/л концентрациясы бар ерітіндісіне рН=9,0 қолданғанда аммиак азотын кетіру жылдамдығы 97,5% құрайтынын көрсетті, бұл тек жоғары темір немесе Қытай диоксидімен салыстырғанда 7,8% және 22,5% жоғары.

Каталитикалық тотығу әдісі жоғары тазарту тиімділігі, қарапайым процесс, кішігірім төменгі ауданы және т.б. артықшылықтарға ие және көбінесе жоғары концентрациялы аммиак азотының ағынды суларын тазарту үшін қолданылады.Қолдану қиындығы катализатордың жоғалуын және жабдықты коррозиядан қорғауды болдырмау болып табылады.

⑤электрохимиялық тотығу әдісі

Электрохимиялық тотығу әдісі судағы ластаушы заттарды каталитикалық белсенділікпен электр тотығу арқылы жою әдісін білдіреді.Әсер ететін факторларға токтың тығыздығы, кіріс ағынының жылдамдығы, шығу уақыты және нүктелік шешім уақыты жатады.

Айналмалы ағынды электролиттік ұяшықтағы аммиакты-азотты ағынды сулардың электрохимиялық тотығуы зерттелді, мұнда оң - Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 желілік электр тогы және теріс - Ti желілік электр.Нәтижелер хлорид ионының концентрациясы 400 мг/л болғанда аммиак азотының бастапқы концентрациясы 40 мг/л, ағынды ағынның жылдамдығы 600 мл/мин, ток тығыздығы 20 мА/см, электролиттік уақыт 90 мин, аммиак азотты кетіру көрсеткіші 99,37% құрайды.Бұл аммиакты-азотты ағынды сулардың электролиттік тотығуының қолдану перспективасы жақсы екенін көрсетеді.

3. Азотты биохимиялық жою процесі

①толық нитрификация және денитрификация

Толық процесті нитрификация және денитрификация қазіргі уақытта ұзақ уақыт бойы кеңінен қолданылып келе жатқан биологиялық әдістің бір түрі болып табылады.Ол ағынды суларды тазарту мақсатына жету үшін әртүрлі микроорганизмдердің әсерінен нитрификация және денитрификация сияқты бірқатар реакциялар арқылы ағынды судағы аммиак азотын азотқа айналдырады.Аммиак азотын жою үшін нитрификация және денитрификация процесі екі кезеңнен өтуі керек:

Нитрификация реакциясы: Нитрификация реакциясын аэробты автотрофты микроорганизмдер аяқтайды.Аэробты күйде бейорганикалық азот NH4+-ны NO2--ге айналдыру үшін азот көзі ретінде пайдаланылады, содан кейін ол NO3- тотығады.Нитрификация процесін екі кезеңге бөлуге болады.Екінші кезеңде нитрит нитрификациялаушы бактериялардың әсерінен нитрит нитратқа (NO3-), нитрит нитрификациялаушы бактериялардың әсерінен нитрит нитратқа (NO3-) айналады.

Денитрификация реакциясы: Денитрификация реакциясы – денитрификациялаушы бактериялар гипоксия жағдайында нитритті азот пен нитрат азотын газ тәрізді азотқа (N2) дейін тотықсыздандыратын процесс.Денитрификациялаушы бактериялар гетеротрофты микроорганизмдер болып табылады, олардың көпшілігі амфиктикалық бактерияларға жатады.Гипоксия жағдайында олар энергияны қамтамасыз ету және тотығу және тұрақтандыру үшін электрон қабылдаушы ретінде нитраттағы оттегін және электронды донор ретінде органикалық заттарды (ағынды сулардағы BOD компоненті) пайдаланады.

Бүкіл технологиялық нитрификация және денитрификация инженерлік қосымшалары негізінен биологиялық азотты кетіру өнеркәсібінде қолданылатын жетілген әдіс болып табылатын AO, A2O, тотығу шұңқыры және т.б. кіреді.

Бүкіл нитрификация және денитрификация әдісі тұрақты әсердің, қарапайым жұмыстың, қайталама ластанудың болмауының және төмен шығындардың артықшылықтарына ие.Бұл әдістің кейбір кемшіліктері де бар, мысалы, ағынды сулардағы C/N қатынасы төмен болғанда көміртегі көзін қосу керек, температураға қойылатын талаптар салыстырмалы түрде қатаң, төмен температурада тиімділік төмен, аумақ үлкен, оттегіге сұраныс. үлкен, ал ауыр металл иондары сияқты кейбір зиянды заттар микроорганизмдерге қысымды әсер етеді, оларды биологиялық әдісті жүргізгенге дейін жою қажет.Сонымен қатар, ағынды судағы аммиак азотының жоғары концентрациясы нитрификация процесіне тежегіш әсер етеді.Сондықтан аммиак азотының ағынды суларының концентрациясы 500 мг/л-ден аз болуы үшін жоғары концентрациялы аммиак азотты ағынды суларды тазарту алдында алдын ала тазарту жүргізілуі керек.Дәстүрлі биологиялық әдіс құрамында органикалық заттар бар төмен концентрациялы аммиакты азотты ағынды суларды, мысалы, тұрмыстық ағынды суларды, химиялық ағынды суларды және т.б. тазарту үшін қолайлы.

②Бір мезгілде нитрификация және денитрификация (SND)

Нитрификация мен денитрификация бір реакторда бірге жүргізілсе, оны бір мезгілде ас қорыту денитрификациясы (SND) деп атайды.Ағынды сулардағы еріген оттегі микроорта аймағында микробтық флоктың немесе биопленканың еріген оттегі градиентін шығару үшін диффузия жылдамдығымен шектеледі, бұл микробтық флоктың немесе биопленканың сыртқы бетіндегі еріген оттегі градиентін өсіруге және таратуға қолайлы етеді. аэробты нитрификациялаушы бактериялар мен аммиактивті бактериялар.Флок немесе мембрана неғұрлым тереңірек болса, соғұрлым еріген оттегінің концентрациясы азаяды, нәтижесінде денитрификациялаушы бактериялар басым болатын аноксидті аймақ пайда болады.Осылайша бір мезгілде ас қорыту және денитрификация процесі қалыптасады.Бір мезгілде ас қорыту мен денитрификацияға әсер ететін факторларға PH мәні, температура, сілтілік, органикалық көміртек көзі, еріген оттегі және шламның жасы жатады.

Каррусель тотығу арығында бір мезгілде нитрификация/денитрификация болды, ал Каррусель тотығу шұңқырындағы газдалған жұмыс дөңгелегі арасындағы ерітілген оттегінің концентрациясы бірте-бірте төмендеді, ал Каррусель тотығу арықшасының төменгі бөлігіндегі еріген оттегі жоғарғы бөлігіндегіге қарағанда төмен болды. .Арнаның әрбір бөлігінде нитрат азотының түзілу және тұтыну жылдамдығы бірдей дерлік, ал каналдағы аммиак азотының концентрациясы әрқашан өте төмен, бұл каррусель тотығу арнасында нитрификация және денитрификация реакцияларының қатар жүретінін көрсетеді.

Тұрмыстық ағынды суларды тазарту бойынша зерттеу көрсеткендей, CODCr неғұрлым жоғары болса, соғұрлым денитрификация неғұрлым толық және ТН жою жақсы болады.Бір мезгілде нитрификация мен денитрификацияға еріген оттегінің әсері үлкен.Ерітілген оттегі 0,5~2 мг/л деңгейінде бақыланса, жалпы азотты кетіру әсері жақсы болады.Сонымен қатар нитрификация және денитрификация әдісі реакторды үнемдейді, реакция уақытын қысқартады, энергияны аз жұмсайды, инвестицияны үнемдейді және рН мәнін тұрақты ұстау оңай.

③Қысқа мерзімді ас қорыту және денитрификация

Сол реакторда аммиакты тотықтырғыш бактериялар аэробты жағдайда аммиакты нитритке дейін тотықтыру үшін қолданылады, содан кейін нитрит органикалық заттармен немесе гипоксия жағдайында электрон доноры ретінде сыртқы көміртек көзімен азот алу үшін тікелей денитрификацияланады.Қысқа диапазондағы нитрификация мен денитрификацияның әсер ету факторлары температура, бос аммиак, рН мәні және еріген оттегі болып табылады.

Температураның теңіз суынсыз қалалық ағынды суларды және 30% теңіз суы бар қалалық ағынды суларды қысқа диапазондағы нитрификацияға әсері.Эксперимент нәтижелері мынаны көрсетті: теңіз суы жоқ қалалық канализация үшін температураны арттыру қысқа мерзімді нитрификацияға қол жеткізуге қолайлы.Тұрмыстық ағынды сулардағы теңіз суының үлесі 30% болғанда, орташа температура жағдайында қысқа қашықтықтағы нитрификацияға жақсырақ қол жеткізуге болады.Делфт технологиялық университеті SHARON процесін әзірледі, жоғары температураны пайдалану (шамамен 30-4090) нитрит бактерияларының көбеюіне ықпал етеді, сондықтан нитрит бактериялары бәсекелестіктен айырылады, ал нитрит бактерияларын жою үшін шламның жасын бақылау арқылы, сондықтан нитрит сатысындағы нитрификация реакциясы.

Нитрит бактериялары мен нитрит бактериялары арасындағы оттегіге жақындықтың айырмашылығына сүйене отырып, Gent Microbial Ecology зертханасы нитрит бактерияларын жою үшін еріген оттегін бақылау арқылы нитрит азотының жинақталуына қол жеткізу үшін OLAND процесін әзірледі.

Қысқа диапазондағы нитрификация және денитрификация әдісімен кокстелетін ағынды суларды тазартудың тәжірибелік сынағының нәтижелері ағынды КТК, аммиак азоты, ТН және фенол концентрациясы 1201,6 510,4 540,1 және 110,4 мг/л болғанда орташа ағынды судың КОҚ, аммиак аммиак екенін көрсетеді. ,ТН және фенол концентрациясы сәйкесінше 197,1,14,2,181,5 және 0,4мг/л.Тиісті жою көрсеткіштері тиісінше 83,6%, 97,2%, 66,4% және 99,6% құрады.

Қысқа диапазондағы нитрификация және денитрификация процесі нитрат сатысынан өтпейді, биологиялық азотты кетіруге қажетті көміртегі көзін сақтайды.Оның C/N қатынасы төмен аммиак азотының ағынды сулары үшін белгілі бір артықшылықтары бар.Қысқа диапазондағы нитрификация және денитрификацияның артықшылығы аз тұнба, қысқа реакция уақыты және реактор көлемін үнемдеу.Дегенмен, қысқа диапазондағы нитрификация және денитрификация нитриттің тұрақты және ұзақ жинақталуын талап етеді, сондықтан нитрификациялаушы бактериялардың белсенділігін қалай тиімді тежеу ​​маңызды болады.

④ Анаэробты аммиак тотығуы

Анаэробты аммиак тотығу – электрон акцепторы ретінде азотты азотты немесе азотты азотты ала отырып, гипоксия жағдайында автотрофты бактериялардың аммиак азотының азотқа тікелей тотығу процесі.

anammoX биологиялық белсенділігіне температура мен PH әсері зерттелді.Нәтижелер оңтайлы реакция температурасы 30℃ және рН мәні 7,8 екенін көрсетті.Жоғары тұзды және жоғары концентрациялы азотты ағынды суларды тазарту үшін анаэробты ammoX реакторының техника-экономикалық тиімділігі зерттелді.Нәтижелер жоғары тұздылық anammoX белсенділігін айтарлықтай тежейтінін көрсетті және бұл тежелу қайтымды болды.Климатизацияланбаған тұнбаның анаэробты аммокс белсенділігі 30г.L-1(NaC1) тұздылығы кезінде бақылау тұнбасынан 67,5%-ға төмен болды.Климатталған тұнбаның anammoX белсенділігі бақылауға қарағанда 45,1%-ға төмен болды.Климатизацияланған тұнбаны тұздылығы жоғары ортадан төмен тұзды ортаға (тұзды ерітіндісі жоқ) ауыстырған кезде, аммокстің анаэробты белсенділігі 43,1%-ға артты.Дегенмен, реактор ұзақ уақыт бойы жоғары тұздылықта жұмыс істегенде жұмысының төмендеуіне бейім.

Дәстүрлі биологиялық процесспен салыстырғанда, анаэробты ammoX қосымша көміртегі көзі жоқ, оттегінің төмен сұранысы, бейтараптандыру үшін реагенттерді қажет етпейтін және тұнба өндірісі азырақ үнемді биологиялық азотты кетіру технологиясы болып табылады.Анаэробты аммокстың кемшіліктері реакция жылдамдығы баяу, реактор көлемі үлкен және көміртегі көзі анаэробты amMOX үшін қолайсыз, оның биоыдырағыштығы нашар аммиакты азотты ағынды суларды шешу үшін практикалық маңызы бар.

4.азотты бөлу және адсорбциялау процесі

① мембраналық бөлу әдісі

Мембраналық бөлу әдісі аммиак азотын жою мақсатына жету үшін сұйықтықтағы құрамдастарды іріктеп бөлу үшін мембрананың селективті өткізгіштігін пайдалану болып табылады.Соның ішінде кері осмос, нанофильтрация, деаммонизациялық мембрана және электродиализ.Мембрананың бөлінуіне әсер ететін факторлар мембрана сипаттамалары, қысым немесе кернеу, рН мәні, температура және аммиак азотының концентрациясы болып табылады.

Сирек жер қорыту зауыты шығаратын аммиак азотты ағынды сулардың су сапасына сәйкес, кері осмос тәжірибесі NH4C1 және NaCI симуляцияланған ағынды сулармен жүргізілді.Дәл осындай жағдайларда кері осмостың NaCI шығару жылдамдығы жоғары, ал NHCl су өндіру жылдамдығы жоғары екені анықталды.NH4C1 жою жылдамдығы кері осмоспен өңдеуден кейін 77,3% құрайды, оны аммиак азотты ағынды суларды алдын ала тазарту ретінде пайдалануға болады.Кері осмос технологиясы энергияны үнемдей алады, жақсы термиялық тұрақтылық, бірақ хлорға төзімділік, ластануға төзімділік нашар.

Полигондағы шайма суды тазарту үшін биохимиялық нанофильтрациялық мембрананы бөлу процесі қолданылды, осылайша өткізгіш сұйықтықтың 85% ~ 90% стандартқа сәйкес ағызылды, ал концентрлі ағынды сулар мен лайдың тек 0% ~ 15% ғана кері қайтарылды. қоқыс цистернасы.Озтурки және т.б.Түркиядағы Одаьери полигонының шайма суын нанофильтрациялық мембранамен өңдеді және аммиак азотының жойылу жылдамдығы шамамен 72% құрады.Нанофильтрациялық мембрана кері осмос мембранасына қарағанда төмен қысымды қажет етеді, жұмыс істеу оңай.

Аммиакты кетіретін мембраналық жүйе әдетте жоғары аммиак азоты бар ағынды суларды тазарту үшін қолданылады.Судағы аммиак азоты келесідей тепе-теңдікке ие: NH4- +OH-= NH3+H2O жұмыс істейді, аммиак бар ағынды су мембраналық модульдің қабығында, ал қышқылды сіңіретін сұйықтық мембрана құбырында ағып кетеді. модуль.Ағынды судың РН жоғарылағанда немесе температура көтерілгенде, тепе-теңдік оңға ығысады, ал аммоний ионы NH4- бос газ тәрізді NH3 болады.Бұл кезде газ тәріздес NH3 қабықшадағы ағынды су фазасынан қуыс талшық бетіндегі микрокеуектер арқылы құбырдағы қышқылды сіңіру сұйық фазасына түсе алады, ол қышқыл ерітіндісімен жұтылады және бірден иондық NH4- болады.Ағынды судың PH мәнін 10-нан жоғары, ал температурасын 35 ° C-тан жоғары (50 ° C-тан төмен) ұстаңыз, осылайша ағынды сулар фазасындағы NH4 үздіксіз NH3 болып сіңірілетін сұйықтық фазасына ауысады.Нәтижесінде ағынды сулар жағында аммиак азотының концентрациясы үздіксіз төмендеді.Қышқылды сіңіру сұйық фазасы, тек қышқыл және NH4- болғандықтан, өте таза аммоний тұзын құрайды және үздіксіз айналымнан кейін белгілі бір концентрацияға жетеді, оны қайта өңдеуге болады.Бір жағынан, бұл технологияны пайдалану ағынды сулардағы аммиак азотын кетіру жылдамдығын айтарлықтай жақсарта алады, ал екінші жағынан, ағынды суларды тазарту жүйесінің жалпы пайдалану құнын төмендетуі мүмкін.

②электродиализ әдісі

Электродиализ – мембрана жұптарының арасына кернеу беру арқылы сулы ерітінділерден еріген қатты заттарды кетіру әдісі.Кернеудің әсерінен аммиак-азотты ағынды сулардағы аммиак иондары және басқа иондар аммиак бар концентрлі судағы мембрана арқылы жойылу мақсатына жету үшін байытылады.

Аммиак азотының жоғары концентрациясы бар бейорганикалық ағынды суларды тазарту үшін электродиализ әдісі қолданылды және жақсы нәтижелерге қол жеткізді.2000-3000мг/л аммиак азотты ағынды сулар үшін аммиак азотын кетіру жылдамдығы 85%-дан жоғары болуы мүмкін, ал концентрлі аммиак суын 8,9%-ға алуға болады.Электродиализді пайдалану кезінде тұтынылатын электр энергиясының мөлшері ағынды сулардағы аммиак азотының мөлшеріне пропорционал.Ағынды суларды электродиализді тазарту рН мәнімен, температурамен және қысыммен шектелмейді және оны пайдалану оңай.

Мембраналық бөлудің артықшылығы - аммиак азотының жоғары қалпына келуі, қарапайым жұмыс, тұрақты өңдеу әсері және қайталама ластанудың болмауы.Дегенмен, жоғары концентрациялы аммиак азотты ағынды суларды тазарту кезінде, деаммонизацияланған мембранадан басқа, басқа мембраналар оңай масштабталады және бітеліп қалады, ал регенерация және кері жуу жиі болып, тазарту құнын арттырады.Сондықтан бұл әдіс алдын ала тазарту немесе төмен концентрациялы аммиак азотты ағынды сулар үшін қолайлы.

③ Ион алмасу әдісі

Ион алмасу әдісі – аммиак иондарының күшті селективті адсорбциясы бар материалдарды қолдану арқылы ағынды сулардан аммиак азотын жою әдісі.Жиі қолданылатын адсорбциялық материалдар белсендірілген көмір, цеолит, монтмориллонит және алмасу шайыры болып табылады.Цеолит үш өлшемді кеңістіктік құрылымы, қалыпты кеуекті құрылымы және тесіктері бар силико-алюминаттың бір түрі, олардың арасында клиноптилолит аммиак иондары үшін күшті селективті адсорбция қабілетіне және төмен бағаға ие, сондықтан ол әдетте аммиак азотының ағынды сулары үшін адсорбциялық материал ретінде пайдаланылады. инженерияда.Клиноптилолиттің өңдеу әсеріне әсер ететін факторларға бөлшектердің мөлшері, аммиак азотының концентрациясы, байланыс уақыты, рН мәні және т.б. жатады.

Аммиак азотына цеолиттің адсорбциялық әсері айқын, одан кейін ранит, ал топырақ пен керамициттің әсері нашар.Цеолиттен аммиак азотын алудың негізгі жолы ион алмасу болып табылады, ал физикалық адсорбциялық әсері өте аз.Керамиттің, топырақтың және раниттің ион алмасу әсері физикалық адсорбциялық әсерге ұқсас.Төрт толтырғыштың адсорбциялық қабілеті температураның 15-35℃ диапазонында жоғарылауымен төмендеді, ал рН мәні 3-9 аралығында жоғарылайды.Адсорбциялық тепе-теңдік 6 сағаттық тербелістен кейін қол жеткізілді.

Цеолитті адсорбция әдісімен полигондағы шайма судан аммиак азотын жоюдың орындылығы зерттелді.Тәжірибе нәтижелері көрсеткендей, әрбір грамм цеолиттің 15,5 мг аммиак азотының шектеулі адсорбциялық потенциалы бар, цеолит бөлшектерінің мөлшері 30-16 тор болғанда, аммиак азотын кетіру жылдамдығы 78,5% жетеді және сол адсорбция уақытында мөлшерлеу және цеолит бөлшектерінің өлшемі, аммиак азотының түсу концентрациясы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым адсорбция жылдамдығы жоғары болады және цеолит үшін адсорбент ретінде аммиак азотын сілтіден тазарту мүмкін болады.Сонымен бірге аммиак азотының цеолитпен адсорбциялану жылдамдығы төмен екендігі және практикалық жұмыста цеолиттің қанығу адсорбциялық қабілетіне жетуі қиын екендігі көрсетілген.

Биологиялық цеолит қабатының имитациялық ауыл ағынды суларында азотқа, КОҚ және басқа ластаушы заттарға жою әсері зерттелді.Нәтижелер биологиялық цеолит қабатымен аммиак азотын кетіру жылдамдығы 95%-дан астам, ал нитрат азотын кетіруге гидравликалық тұру уақыты үлкен әсер ететінін көрсетті.

Ион алмасу әдісінің артықшылығы аз инвестиция, қарапайым процесс, ыңғайлы жұмыс, улану мен температураға сезімталдық, цеолитті регенерация арқылы қайта пайдалану.Бірақ жоғары концентрациялы аммиак азотты ағынды суларды тазарту кезінде регенерация жиі жүреді, бұл жұмысқа қолайсыздықтар әкеледі, сондықтан оны аммиак азотын өңдеудің басқа әдістерімен біріктіру немесе концентрациясы төмен аммиак азотты ағынды суларды тазарту үшін пайдалану қажет.

Көтерме 4A цеолит өндіруші және жеткізуші |EVERBRIGHT (cnchemist.com)