Chemiese en proses vir die verwydering van ammoniakstikstof uit water
1. Wat is ammoniakstikstof?
Ammoniakstikstof verwys na ammoniak in die vorm van vrye ammoniak (of nie-ioniese ammoniak, NH3) of ioniese ammoniak (NH4+). Hoër pH en hoër proporsie vrye ammoniak; Inteendeel, die proporsie ammoniumsout is hoog.
Ammoniakstikstof is 'n voedingstof in water, wat tot watereutrofikasie kan lei, en is die hoof suurstofverbruikende besoedelstof in water, wat giftig is vir visse en sommige waterorganismes.
Die hoofskadelike effek van ammoniakstikstof op waterorganismes is vry ammoniak, waarvan die toksisiteit tientalle kere groter is as dié van ammoniumsout, en toeneem met die toename van alkaliniteit. Ammoniakstikstoftoksisiteit is nou verwant aan die pH-waarde en watertemperatuur van die swembadwater, in die algemeen, hoe hoër die pH-waarde en watertemperatuur, hoe sterker die toksisiteit.
Twee benaderde sensitiwiteitskolorimetriese metodes wat algemeen gebruik word om ammoniak te bepaal, is die klassieke Nessler-reagensmetode en die fenol-hipochlorietmetode. Titrasies en elektriese metodes word ook algemeen gebruik om ammoniak te bepaal; wanneer die ammoniakstikstofinhoud hoog is, kan die distillasie-titrasiemetode ook gebruik word. (Nasionale standaarde sluit in Nath se reagensmetode, salisielsuurspektrofotometrie, distillasie-titrasiemetode)
2. Fisiese en chemiese stikstofverwyderingsproses
① Chemiese neerslagmetode
Die chemiese presipitasiemetode, ook bekend as die MAP-presipitasiemetode, is om magnesium en fosforsuur of waterstoffosfaat by die afvalwater wat ammoniakstikstof bevat, te voeg, sodat NH4+ in die afvalwater met Mg+ en PO4- in 'n waterige oplossing reageer om ammoniummagnesiumfosfaatpresipitasie te genereer. Die molekulêre formule is MgNH4P04.6H20, om die doel van die verwydering van ammoniakstikstof te bereik. Magnesiumammoniumfosfaat, algemeen bekend as struwiet, kan as kompos, grondbymiddel of brandvertrager vir die bou van strukturele produkte gebruik word. Die reaksievergelyking is soos volg:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Die hoof faktore wat die behandelingseffek van chemiese presipitasie beïnvloed, is pH-waarde, temperatuur, ammoniakstikstofkonsentrasie en molverhouding (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Die resultate toon dat wanneer die pH-waarde 10 is en die molverhouding van magnesium, stikstof en fosfor 1.2:1:1.2 is, die behandelingseffek beter is.
Deur magnesiumchloried en dinatriumwaterstoffosfaat as presipitasiemiddels te gebruik, toon die resultate dat die behandelingseffek beter is wanneer die pH-waarde 9.5 is en die molverhouding van magnesium, stikstof en fosfor 1.2:1:1 is.
Die resultate toon dat MgC12+Na3PO4.12H20 beter is as ander kombinasies van presipiterende middels. Wanneer die pH-waarde 10.0 is, die temperatuur 30℃ is, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, word die massakonsentrasie ammoniakstikstof in die afvalwater na 30 minute se roering verminder van 222 mg/L voor behandeling tot 17 mg/L, en die verwyderingstempo is 92.3%.
Die chemiese presipitasiemetode en vloeibare membraanmetode is gekombineer vir die behandeling van hoë konsentrasie industriële ammoniakstikstofafvalwater. Onder die optimalisering van die presipitasieproses het die verwyderingstempo van ammoniakstikstof 98.1% bereik, en verdere behandeling met die vloeibare filmmetode het die ammoniakstikstofkonsentrasie tot 0.005g/L verminder, wat die nasionale eersteklas-emissiestandaard bereik.
Die verwyderingseffek van divalente metaalione (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) anders as Mg+ op ammoniakstikstof onder die werking van fosfaat is ondersoek. 'n Nuwe proses van CaSO4-presipitasie-MAP-presipitasie is voorgestel vir ammoniumsulfaat-afvalwater. Die resultate toon dat die tradisionele NaOH-reguleerder deur kalk vervang kan word.
Die voordeel van die chemiese presipitasiemetode is dat wanneer die konsentrasie ammoniak-stikstofafvalwater hoog is, die toepassing van ander metodes beperk is, soos die biologiese metode, breekpuntchloreringsmetode, membraanskeidingsmetode, ioonuitruilingsmetode, ens. Tans kan die chemiese presipitasiemetode vir voorbehandeling gebruik word. Die verwyderingsdoeltreffendheid van die chemiese presipitasiemetode is beter, en dit word nie deur temperatuur beperk nie, en die werking is eenvoudig. Die neergeslane slyk wat magnesiumammoniumfosfaat bevat, kan as 'n saamgestelde kunsmis gebruik word om afvalbenutting te verwesenlik, wat sodoende 'n deel van die koste verreken; As dit gekombineer kan word met sommige industriële ondernemings wat fosfaatafvalwater produseer en ondernemings wat soutwater produseer, kan dit farmaseutiese koste bespaar en grootskaalse toepassing vergemaklik.
Die nadeel van die chemiese presipitasiemetode is dat as gevolg van die beperking van die oplosbaarheidsproduk van ammoniummagnesiumfosfaat, nadat die ammoniakstikstof in afvalwater 'n sekere konsentrasie bereik het, die verwyderingseffek nie voor die hand liggend is nie en die insetkoste aansienlik verhoog word. Daarom moet die chemiese presipitasiemetode in kombinasie met ander metodes wat geskik is vir gevorderde behandeling gebruik word. Die hoeveelheid reagens wat gebruik word, is groot, die slyk wat geproduseer word, is groot, en die behandelingskoste is hoog. Die toediening van chloriedione en oorblywende fosfor tydens die dosering van chemikalieë kan maklik sekondêre besoedeling veroorsaak.
Groothandel Aluminiumsulfaatvervaardiger en -verskaffer | EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Groothandel Dibasiese Natriumfosfaat Vervaardiger en Verskaffer | EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②afblaasmetode
Die verwydering van ammoniakstikstof deur die blaasmetode is om die pH-waarde na alkalies aan te pas, sodat die ammoniakioon in die afvalwater na ammoniak omgeskakel word, sodat dit hoofsaaklik in die vorm van vrye ammoniak bestaan, en dan word die vrye ammoniak deur die draergas uit die afvalwater verwyder om die doel van die verwydering van ammoniakstikstof te bereik. Die belangrikste faktore wat die blaasdoeltreffendheid beïnvloed, is pH-waarde, temperatuur, gas-vloeistofverhouding, gasvloeitempo, aanvanklike konsentrasie, ensovoorts. Tans word die blaasmetode wyd gebruik in die behandeling van afvalwater met 'n hoë konsentrasie ammoniakstikstof.
Die verwydering van ammoniakstikstof uit stortingsterrein-loogwater deur die afblaasmetode is bestudeer. Daar is gevind dat die sleutelfaktore wat die doeltreffendheid van die afblaas beheer, temperatuur, gas-vloeistof-verhouding en pH-waarde was. Wanneer die watertemperatuur groter as 2590 is, die gas-vloeistof-verhouding ongeveer 3500 is, en die pH ongeveer 10.5 is, kan die verwyderingstempo meer as 90% vir die stortingsterrein-loogwater bereik met die ammoniakstikstofkonsentrasie so hoog as 2000-4000 mg/L. Die resultate toon dat wanneer pH=11.5, die strooptemperatuur 80 cC is en die strooptyd 120 min is, die verwyderingstempo van ammoniakstikstof in afvalwater 99.2% kan bereik.
Die blaasdoeltreffendheid van hoë-konsentrasie ammoniakstikstof-afvalwater is uitgevoer met 'n teenstroom-blaastoring. Die resultate het getoon dat die blaasdoeltreffendheid toegeneem het met die toename in pH-waarde. Hoe groter die gas-vloeistof-verhouding is, hoe groter is die dryfkrag van ammoniakstroopmassa-oordrag, en die stroopdoeltreffendheid neem ook toe.
Die verwydering van ammoniakstikstof deur die blaasmetode is effektief, maklik om te gebruik en maklik om te beheer. Die geblaasde ammoniakstikstof kan as 'n absorbeerder met swaelsuur gebruik word, en die gegenereerde swaelsuur kan as kunsmis gebruik word. Die afblaasmetode is tans 'n algemeen gebruikte tegnologie vir fisiese en chemiese stikstofverwydering. Die afblaasmetode het egter 'n paar nadele, soos gereelde afskaling in die afblaastoring, lae ammoniakstikstofverwyderingsdoeltreffendheid by lae temperatuur, en sekondêre besoedeling wat deur die afblaasgas veroorsaak word. Die afblaasmetode word gewoonlik gekombineer met ander ammoniakstikstof-afvalwaterbehandelingsmetodes om hoë-konsentrasie ammoniakstikstof-afvalwater voor te behandel.
③ Breekpunt chlorinering
Die meganisme van ammoniakverwydering deur breekpuntchlorering is dat chloorgas met ammoniak reageer om onskadelike stikstofgas te produseer, en N2 ontsnap in die atmosfeer, wat veroorsaak dat die reaksiebron na regs voortgaan. Die reaksieformule is:
HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)
Wanneer chloorgas tot 'n sekere punt in die afvalwater oorgedra word, is die inhoud van vrye chloor in die water laag, en die konsentrasie van ammoniak is nul. Wanneer die hoeveelheid chloorgas die punt verbysteek, sal die hoeveelheid vrye chloor in die water toeneem, daarom word die punt die breekpunt genoem, en die chlorering in hierdie toestand word die breekpuntchlorering genoem.
Die breekpuntchloreringsmetode word gebruik om die boorafvalwater na ammoniakstikstofblaas te behandel, en die behandelingseffek word direk beïnvloed deur die voorbehandeling van ammoniakstikstofblaasproses. Wanneer 70% van die ammoniakstikstof in die afvalwater deur die blaasproses verwyder word en dan deur breekpuntchlorering behandel word, is die massakonsentrasie ammoniakstikstof in die afvalwater minder as 15 mg/L. Zhang Shengli et al. het gesimuleerde ammoniakstikstofafvalwater met 'n massakonsentrasie van 100 mg/L as die navorsingsobjek geneem, en die navorsingsresultate het getoon dat die hoof- en sekondêre faktore wat die verwydering van ammoniakstikstof deur oksidasie van natriumhipochloriet beïnvloed, die hoeveelheidsverhouding van chloor tot ammoniakstikstof, reaksietyd en pH-waarde was.
Die breekpuntchloreringsmetode het hoë stikstofverwyderingsdoeltreffendheid, die verwyderingstempo kan 100% bereik, en die ammoniakkonsentrasie in afvalwater kan tot nul verminder word. Die effek is stabiel en word nie deur temperatuur beïnvloed nie; Minder beleggingstoerusting, vinnige en volledige reaksie; Dit het die effek van sterilisasie en ontsmetting op die waterliggaam. Die toepassingsgebied van die breekpuntchloreringsmetode is dat die konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater minder as 40 mg/L is, dus word die breekpuntchloreringsmetode meestal gebruik vir die gevorderde behandeling van ammoniakstikstofafvalwater. Die vereiste vir veilige gebruik en berging is hoog, die koste van behandeling is hoog, en die neweprodukte chloramiene en gechloreerde organiese stowwe sal sekondêre besoedeling veroorsaak.
④katalitiese oksidasiemetode
Katalitiese oksidasiemetode is deur die werking van 'n katalisator. Onder 'n sekere temperatuur en druk kan organiese materiaal en ammoniak in rioolwater deur lugoksidasie geoksideer en ontbind word in onskadelike stowwe soos CO2, N2 en H2O om die doel van suiwering te bereik.
Die faktore wat die effek van katalitiese oksidasie beïnvloed, is katalisatoreienskappe, temperatuur, reaksietyd, pH-waarde, ammoniakstikstofkonsentrasie, druk, roerintensiteit en so aan.
Die afbraakproses van geosoneerde ammoniakstikstof is bestudeer. Die resultate het getoon dat wanneer die pH-waarde verhoog word, 'n soort HO-radikaal met sterk oksidasievermoë geproduseer word, en die oksidasietempo aansienlik versnel word. Studies toon dat osoon ammoniakstikstof tot nitriet en nitriet tot nitraat kan oksideer. Die konsentrasie ammoniakstikstof in water neem af met die toename van tyd, en die verwyderingstempo van ammoniakstikstof is ongeveer 82%. CuO-Mn02-Ce02 is as 'n saamgestelde katalisator gebruik om ammoniakstikstofafvalwater te behandel. Die eksperimentele resultate toon dat die oksidasie-aktiwiteit van die nuut voorbereide saamgestelde katalisator aansienlik verbeter word, en die geskikte prosestoestande is 255 ℃, 4.2 MPa en pH=10.8. In die behandeling van ammoniakstikstofafvalwater met 'n aanvanklike konsentrasie van 1023 mg/L, kan die verwyderingstempo van ammoniakstikstof 98% binne 150 minute bereik, wat die nasionale sekondêre (50 mg/L) ontladingsstandaard bereik.
Die katalitiese werkverrigting van zeoliet-ondersteunde TiO2-fotokatalisator is ondersoek deur die afbraaktempo van ammoniakstikstof in swaelsuuroplossing te bestudeer. Die resultate toon dat die optimale dosis Ti02/zeoliet-fotokatalisator 1.5g/L is en die reaksietyd 4 uur onder ultravioletbestraling is. Die verwyderingstempo van ammoniakstikstof uit afvalwater kan 98.92% bereik. Die verwyderingseffek van hoë yster- en nano-chindioksied onder ultravioletlig op fenol- en ammoniakstikstof is bestudeer. Die resultate toon dat die verwyderingstempo van ammoniakstikstof 97.5% is wanneer pH=9.0 op die ammoniakstikstofoplossing met die konsentrasie van 50mg/L toegepas word, wat 7.8% en 22.5% hoër is as dié van hoë yster- of chindioksied alleen.
Die katalitiese oksidasiemetode het die voordele van hoë suiweringsdoeltreffendheid, eenvoudige proses, klein bodemarea, ens., en word dikwels gebruik om hoë-konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater te behandel. Die toepassingsprobleem is hoe om die verlies van katalisator en korrosiebeskerming van toerusting te voorkom.
⑤elektrochemiese oksidasiemetode
Die elektrochemiese oksidasiemetode verwys na die metode om besoedelingstowwe in water te verwyder deur elektrooksidasie met katalitiese aktiwiteit te gebruik. Die beïnvloedende faktore is stroomdigtheid, inlaatvloeitempo, uitlaattyd en puntoplossingstyd.
Die elektrochemiese oksidasie van ammoniak-stikstof-afvalwater in 'n sirkulerende elektrolitiese sel is bestudeer, waar die positiewe Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2-netwerkelektrisiteit is en die negatiewe Ti-netwerkelektrisiteit. Die resultate toon dat wanneer die chloriedioonkonsentrasie 400 mg/L is, die aanvanklike ammoniakstikstofkonsentrasie 40 mg/L is, die invloeitempo 600 mL/min is, die stroomdigtheid 20 mA/cm is, en die elektrolitiese tyd 90 min is, die ammoniakstikstofverwyderingstempo 99.37% is. Dit toon dat elektrolitiese oksidasie van ammoniak-stikstof-afvalwater 'n goeie toepassingsvooruitsig het.
3. Biochemiese stikstofverwyderingsproses
①die hele nitrifikasie en denitrifikasie
Volproses nitrifikasie en denitrifikasie is 'n soort biologiese metode wat tans al lank wyd gebruik word. Dit omskep ammoniakstikstof in afvalwater in stikstof deur 'n reeks reaksies soos nitrifikasie en denitrifikasie onder die werking van verskeie mikroörganismes, om die doel van afvalwaterbehandeling te bereik. Die proses van nitrifikasie en denitrifikasie om ammoniakstikstof te verwyder, moet deur twee fases gaan:
Nitrifikasiereaksie: Die nitrifikasiereaksie word voltooi deur aërobiese outotrofiese mikroörganismes. In die aërobiese toestand word anorganiese stikstof as die stikstofbron gebruik om NH4+ in NO2- om te skakel, en dan word dit geoksideer na NO3-. Die nitrifikasieproses kan in twee stadiums verdeel word. In die tweede stadium word nitriet deur nitrifiserende bakterieë na nitraat (NO3-) omgeskakel, en nitriet word deur nitrifiserende bakterieë na nitraat (NO3-) omgeskakel.
Denitrifikasiereaksie: Denitrifikasiereaksie is die proses waarin denitrifiserende bakterieë nitrietstikstof en nitraatstikstof tot gasvormige stikstof (N2) in die toestand van hipoksie reduseer. Denitrifiserende bakterieë is heterotrofiese mikroörganismes, waarvan die meeste tot amfitiese bakterieë behoort. In die toestand van hipoksie gebruik hulle suurstof in nitraat as elektronakseptor en organiese materiaal (BOD-komponent in riool) as elektronskenker om energie te verskaf en geoksideer en gestabiliseer te word.
Die hele proses nitrifikasie- en denitrifikasie-ingenieurstoepassings sluit hoofsaaklik AO, A2O, oksidasiesloot, ens. in, wat 'n meer volwasse metode is wat in die biologiese stikstofverwyderingsbedryf gebruik word.
Die hele nitrifikasie- en denitrifikasiemetode het die voordele van stabiele effek, eenvoudige werking, geen sekondêre besoedeling en lae koste. Hierdie metode het ook 'n paar nadele, soos dat die koolstofbron bygevoeg moet word wanneer die C/N-verhouding in die afvalwater laag is, die temperatuurvereiste relatief streng is, die doeltreffendheid laag is by lae temperatuur, die area groot is, die suurstofvraag groot is, en sommige skadelike stowwe soos swaarmetaalione het 'n dringende effek op mikroörganismes, wat verwyder moet word voordat die biologiese metode uitgevoer word. Daarbenewens het die hoë konsentrasie ammoniakstikstof in die afvalwater ook 'n remmende effek op die nitrifikasieproses. Daarom moet voorbehandeling uitgevoer word voor die behandeling van hoë-konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater sodat die konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater minder as 500 mg/L is. Die tradisionele biologiese metode is geskik vir die behandeling van lae-konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater wat organiese materiaal bevat, soos huishoudelike riool, chemiese afvalwater, ens.
② Gelyktydige nitrifikasie en denitrifikasie (SND)
Wanneer nitrifikasie en denitrifikasie saam in dieselfde reaktor uitgevoer word, word dit gelyktydige verteringsdenitrifikasie (SND) genoem. Die opgeloste suurstof in afvalwater word beperk deur die diffusietempo om 'n opgeloste suurstofgradiënt in die mikro-omgewingsarea op die mikrobiese flok of biofilm te produseer, wat die opgeloste suurstofgradiënt op die buitenste oppervlak van die mikrobiese flok of biofilm bevorderlik maak vir die groei en voortplanting van aërobiese nitrifiserende bakterieë en ammoniakbakterieë. Hoe dieper in die flok of membraan, hoe laer die konsentrasie van opgeloste suurstof, wat lei tot 'n anoksiese sone waar denitrifiserende bakterieë oorheers. Sodoende vorm die gelyktydige vertering en denitrifikasieproses. Die faktore wat gelyktydige vertering en denitrifikasie beïnvloed, is pH-waarde, temperatuur, alkaliniteit, organiese koolstofbron, opgeloste suurstof en slykouderdom.
Gelyktydige nitrifikasie/denitrifikasie het in die Carrousel-oksidasiesloot bestaan, en die konsentrasie opgeloste suurstof tussen die belugte waaier in die Carrousel-oksidasiesloot het geleidelik afgeneem, en die opgeloste suurstof in die onderste deel van die Carrousel-oksidasiesloot was laer as dié in die boonste deel. Die vorming- en verbruikstempo's van nitraatstikstof in elke deel van die kanaal is amper gelyk, en die konsentrasie ammoniakstikstof in die kanaal is altyd baie laag, wat aandui dat die nitrifikasie- en denitrifikasiereaksies gelyktydig in die Carrousel-oksidasiesloot plaasvind.
Die studie oor die behandeling van huishoudelike rioolvuil toon dat hoe hoër die CODCr, hoe meer volledig die denitrifikasie en hoe beter die TN-verwydering. Die effek van opgeloste suurstof op gelyktydige nitrifikasie en denitrifikasie is groot. Wanneer die opgeloste suurstof beheer word teen 0.5~2 mg/L, is die totale stikstofverwyderingseffek goed. Terselfdertyd bespaar die nitrifikasie- en denitrifikasiemetode die reaktor, verkort die reaksietyd, het lae energieverbruik, bespaar belegging en is dit maklik om die pH-waarde stabiel te hou.
③ Korttermynvertering en denitrifikasie
In dieselfde reaktor word ammoniak-oksiderende bakterieë gebruik om ammoniak tot nitriet onder aërobiese toestande te oksideer, en dan word nitriet direk gedenitrifiseer om stikstof te produseer met organiese materiaal of eksterne koolstofbron as elektronskenker onder hipoksie-toestande. Die invloedsfaktore van korttermyn-nitrifikasie en -denitrifikasie is temperatuur, vrye ammoniak, pH-waarde en opgeloste suurstof.
Effek van temperatuur op korttermyn-nitrifikasie van munisipale rioolvuil sonder seewater en munisipale rioolvuil met 30% seewater. Die eksperimentele resultate toon dat: vir die munisipale rioolvuil sonder seewater, is die verhoging van die temperatuur bevorderlik vir die bereiking van korttermyn-nitrifikasie. Wanneer die verhouding van seewater in huishoudelike rioolvuil 30% is, kan korttermyn-nitrifikasie beter bereik word onder medium temperatuurtoestande. Die Universiteit van Tegnologie van Delft het die SHARON-proses ontwikkel, die gebruik van hoë temperatuur (ongeveer 30-4090) is bevorderlik vir die vermeerdering van nitrietbakterieë, sodat nitrietbakterieë kompetisie verloor, terwyl deur die ouderdom van die slyk te beheer, nitrietbakterieë uitgeskakel word, sodat die nitrifikasiereaksie in die nitrietstadium plaasvind.
Gebaseer op die verskil in suurstofaffiniteit tussen nitrietbakterieë en nitrietbakterieë, het die Gent Mikrobiese Ekologie Laboratorium die OLAND-proses ontwikkel om die ophoping van nitrietstikstof te bewerkstellig deur opgeloste suurstof te beheer om nitrietbakterieë uit te skakel.
Die loodstoetsresultate van die behandeling van kooksafvalwater deur kortafstand-nitrifikasie en denitrifikasie toon dat wanneer die invloeiende COD-, ammoniakstikstof-, TN- en fenolkonsentrasies 1201.6, 510.4, 540.1 en 110.4 mg/L is, die gemiddelde afvalwater COD-, ammoniakstikstof-, TN- en fenolkonsentrasies onderskeidelik 197.1, 14.2, 181.5 en 0.4 mg/L is. Die ooreenstemmende verwyderingstempo's was onderskeidelik 83.6%, 97.2%, 66.4% en 99.6%.
Kortafstand-nitrifikasie- en denitrifikasieproses gaan nie deur die nitraatstadium nie, wat die koolstofbron bespaar wat benodig word vir biologiese stikstofverwydering. Dit het sekere voordele vir ammoniakstikstofafvalwater met 'n lae C/N-verhouding. Kortafstand-nitrifikasie en -denitrifikasie het die voordele van minder slyk, kort reaksietyd en besparing van reaktorvolume. Kortafstand-nitrifikasie en -denitrifikasie vereis egter stabiele en blywende ophoping van nitriet, dus is die sleutel hoe om die aktiwiteit van nitrifiserende bakterieë effektief te inhibeer.
④ Anaërobiese ammoniakoksidasie
Anaërobiese ammoksidasie is 'n proses van direkte oksidasie van ammoniakstikstof tot stikstof deur outotrofiese bakterieë onder die toestand van hipoksie, met stikstof of stikstof as elektronakseptor.
Die effekte van temperatuur en pH op die biologiese aktiwiteit van anammoX is bestudeer. Die resultate het getoon dat die optimale reaksietemperatuur 30 ℃ was en die pH-waarde 7.8. Die haalbaarheid van 'n anaërobiese ammoX-reaktor vir die behandeling van afvalwater met hoë soutgehalte en hoë konsentrasie stikstof is bestudeer. Die resultate het getoon dat hoë soutgehalte anammoX-aktiwiteit aansienlik geïnhibeer het, en hierdie inhibisie was omkeerbaar. Die anaërobiese ammox-aktiwiteit van die ongeakklimatiseerde slyk was 67.5% laer as dié van die kontroleslyk onder die soutgehalte van 30g.L-1 (NaC1). Die anammoX-aktiwiteit van die geakklimatiseerde slyk was 45.1% laer as dié van die kontrole. Toe die geakklimatiseerde slyk van 'n omgewing met hoë soutgehalte na 'n omgewing met lae soutgehalte (geen pekelwater) oorgedra is, is die anaërobiese ammoX-aktiwiteit met 43.1% verhoog. Die reaktor is egter geneig tot funksionaliteitsafname wanneer dit vir 'n lang tyd in hoë soutgehalte loop.
In vergelyking met die tradisionele biologiese proses, is anaërobiese ammoX 'n meer ekonomiese biologiese stikstofverwyderingstegnologie sonder bykomende koolstofbron, lae suurstofaanvraag, geen behoefte aan reagense om te neutraliseer nie, en minder slykproduksie. Die nadele van anaërobiese ammox is dat die reaksiespoed stadig is, die reaktorvolume groot is, en die koolstofbron ongunstig is vir anaërobiese amMOX, wat praktiese betekenis het vir die oplos van die ammoniakstikstofafvalwater met swak bioafbreekbaarheid.
4. skeiding en adsorpsie stikstofverwyderingsproses
① membraanskeidingsmetode
Membraanskeidingsmetode is om die selektiewe deurlaatbaarheid van die membraan te gebruik om die komponente in die vloeistof selektief te skei, om sodoende die doel van ammoniakstikstofverwydering te bereik. Dit sluit in omgekeerde osmose, nanofiltrasie, deammoniering van die membraan en elektrodialise. Die faktore wat membraanskeiding beïnvloed, is membraaneienskappe, druk of spanning, pH-waarde, temperatuur en ammoniakstikstofkonsentrasie.
Volgens die watergehalte van ammoniak-stikstofafvalwater wat deur die seldsame aardsmelter gestort word, is die omgekeerde osmose-eksperiment uitgevoer met NH4C1- en NaCl-gesimuleerde afvalwater. Daar is gevind dat omgekeerde osmose onder dieselfde toestande 'n hoër verwyderingstempo van NaCl het, terwyl NHCl 'n hoër waterproduksietempo het. Die verwyderingstempo van NH4C1 is 77.3% na omgekeerde osmose-behandeling, wat as voorbehandeling van ammoniak-stikstofafvalwater gebruik kan word. Omgekeerde osmose-tegnologie kan energie bespaar, goeie termiese stabiliteit het, maar chloorweerstand en besoedelingsweerstand is swak.
'n Biochemiese nanofiltrasiemembraanskeidingsproses is gebruik om die stortingsterrein-logwater te behandel, sodat 85%~90% van die deurlaatbare vloeistof volgens die standaard ontslaan is, en slegs 0%~15% van die gekonsentreerde rioolvloeistof en modder na die vullistenk teruggevoer is. Ozturki et al. het die stortingsterrein-logwater van Odayeri in Turkye met 'n nanofiltrasiemembraan behandel, en die verwyderingstempo van ammoniakstikstof was ongeveer 72%. 'n Nanofiltrasiemembraan benodig laer druk as 'n omgekeerde osmose-membraan, en is maklik om te gebruik.
Die ammoniakverwyderende membraanstelsel word oor die algemeen gebruik in die behandeling van afvalwater met hoë ammoniakstikstof. Die ammoniakstikstof in die water het die volgende balans: NH4- +OH- = NH3 + H2O. In werking vloei die ammoniakbevattende afvalwater in die dop van die membraanmodule, en die suurabsorberende vloeistof vloei in die pyp van die membraanmodule. Wanneer die pH van die afvalwater toeneem of die temperatuur styg, sal die ewewig na regs skuif, en die ammoniumioon NH4- word die vrye gasvormige NH3. Op hierdie tydstip kan gasvormige NH3 die suurabsorpsievloeistoffase in die pyp binnedring vanaf die afvalwaterfase in die dop deur die mikroporieë op die oppervlak van die hol vesel, wat deur die suuroplossing geabsorbeer word en onmiddellik ioniese NH4- word. Hou die pH van die afvalwater bo 10, en die temperatuur bo 35 °C (onder 50 °C), sodat die NH4 in die afvalwaterfase voortdurend NH3 sal word vir die migrasie van die absorpsievloeistoffase. Gevolglik neem die konsentrasie van ammoniakstikstof in die afvalwaterkant voortdurend af. Die suurabsorpsievloeistoffase, omdat daar slegs suur en NH4- is, vorm 'n baie suiwer ammoniumsout en bereik 'n sekere konsentrasie na deurlopende sirkulasie, wat herwin kan word. Aan die een kant kan die gebruik van hierdie tegnologie die verwyderingstempo van ammoniakstikstof in afvalwater aansienlik verbeter, en aan die ander kant kan dit die totale bedryfskoste van die afvalwaterbehandelingstelsel verminder.
②elektrodialise-metode
Elektrodialise is 'n metode om opgeloste vaste stowwe uit waterige oplossings te verwyder deur 'n spanning tussen die membraanpare toe te pas. Onder die werking van die spanning word die ammoniakione en ander ione in die ammoniak-stikstof-afvalwater deur die membraan verryk in die ammoniakbevattende gekonsentreerde water, om die doel van verwydering te bereik.
Die elektrodialise-metode is gebruik om anorganiese afvalwater met 'n hoë konsentrasie ammoniakstikstof te behandel en het goeie resultate behaal. Vir 2000-3000 mg/L ammoniakstikstof-afvalwater kan die verwyderingstempo van ammoniakstikstof meer as 85% wees, en die gekonsentreerde ammoniakwater kan met 8,9% verkry word. Die hoeveelheid elektrisiteit wat tydens die werking van elektrodialise verbruik word, is eweredig aan die hoeveelheid ammoniakstikstof in die afvalwater. Elektrodialise-behandeling van afvalwater word nie beperk deur pH-waarde, temperatuur en druk nie, en dit is maklik om te bedryf.
Die voordele van membraanskeiding is hoë herwinning van ammoniakstikstof, eenvoudige werking, stabiele behandelingseffek en geen sekondêre besoedeling nie. In die behandeling van hoë-konsentrasie ammoniakstikstof-afvalwater, behalwe vir die gedeammonieerde membraan, is ander membrane egter maklik om te skaal en te verstop, en regenerasie en terugspoeling is gereeld, wat die behandelingskoste verhoog. Daarom is hierdie metode meer geskik vir voorbehandeling of lae-konsentrasie ammoniakstikstof-afvalwater.
③ Ioonuitruilingsmetode
Die ioonuitruilingsmetode is 'n metode om ammoniakstikstof uit afvalwater te verwyder deur materiale met sterk selektiewe adsorpsie van ammoniakione te gebruik. Die algemeen gebruikte adsorpsiemateriale is geaktiveerde koolstof, seoliet, montmorilloniet en uitruilhars. Seoliet is 'n soort siliko-aluminaat met 'n driedimensionele ruimtelike struktuur, gereelde poriestruktuur en gate, waaronder klinoptiloliet 'n sterk selektiewe adsorpsiekapasiteit vir ammoniakione en 'n lae prys het, daarom word dit algemeen gebruik as 'n adsorpsiemateriaal vir ammoniakstikstofafvalwater in ingenieurswese. Die faktore wat die behandelingseffek van klinoptiloliet beïnvloed, sluit in deeltjiegrootte, inkomende ammoniakstikstofkonsentrasie, kontaktyd, pH-waarde, ensovoorts.
Die adsorpsie-effek van seoliet op ammoniakstikstof is duidelik, gevolg deur raniet, en die effek van grond en keramisiet is swak. Die hoof manier om ammoniakstikstof uit seoliet te verwyder, is ioonuitruiling, en die fisiese adsorpsie-effek is baie klein. Die ioonuitruilingseffek van keramiet, grond en raniet is soortgelyk aan die fisiese adsorpsie-effek. Die adsorpsiekapasiteit van die vier vulstowwe het afgeneem met die toename in temperatuur in die reeks van 15-35 ℃, en het toegeneem met die toename in pH-waarde in die reeks van 3-9. Die adsorpsie-ewewig is bereik na 6 uur ossillasie.
Die haalbaarheid van die verwydering van ammoniakstikstof uit stortingsterrein-loogwater deur seoliet-adsorpsie is bestudeer. Die eksperimentele resultate toon dat elke gram seoliet 'n beperkte adsorpsiepotensiaal van 15.5 mg ammoniakstikstof het. Wanneer die seolietdeeltjiegrootte 30-16 maas is, bereik die verwyderingstempo van ammoniakstikstof 78.5%, en onder dieselfde adsorpsietyd, dosis en seolietdeeltjiegrootte, hoe hoër die inkomende ammoniakstikstofkonsentrasie, hoe hoër die adsorpsietempo, en dit is haalbaar vir seoliet as 'n adsorbent om ammoniakstikstof uit die loogwater te verwyder. Terselfdertyd word daarop gewys dat die adsorpsietempo van ammoniakstikstof deur seoliet laag is, en dit is moeilik vir seoliet om versadigingsadsorpsiekapasiteit in praktiese werking te bereik.
Die verwyderingseffek van die biologiese seolietbed op stikstof, COD en ander besoedelingstowwe in gesimuleerde dorpsriool is bestudeer. Die resultate toon dat die verwyderingstempo van ammoniakstikstof deur die biologiese seolietbed meer as 95% is, en die verwydering van nitraatstikstof word grootliks beïnvloed deur die hidrouliese verblyftyd.
Die ioonuitruilingsmetode het die voordele van klein belegging, eenvoudige proses, gerieflike werking, ongevoeligheid vir gifstowwe en temperatuur, en hergebruik van zeoliet deur regenerasie. Wanneer hoë-konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater behandel word, is die regenerasie egter gereeld, wat ongerief vir die operasie veroorsaak, daarom moet dit gekombineer word met ander ammoniakstikstofbehandelingsmetodes, of gebruik word om lae-konsentrasie ammoniakstikstofafvalwater te behandel.
Groothandel 4A Zeoliet Vervaardiger en Verskaffer | EVERBRIGHT (cnchemist.com)