Хемиски и процес за отстранување на амонијак азот од вода

1. Што е амонијак азот?

Амонијачен азот се однесува на амонијак во форма на слободен амонијак (или нејонски амонијак, NH3) или јонски амонијак (NH4+). Повисока pH вредност и поголем процент на слободен амонијак; Напротив, процентот на амониумска сол е висок.

Амонијачниот азот е хранлива материја во водата, што може да доведе до еутрофикација на водата и е главниот загадувач во водата што троши кислород, што е токсичен за рибите и некои водни организми.

Главното штетно дејство на амонијачниот азот врз водните организми е слободниот амонијак, чија токсичност е десетици пати поголема од онаа на амониумовата сол и се зголемува со зголемувањето на алкалноста. Токсичноста на амонијачниот азот е тесно поврзана со pH вредноста и температурата на водата во базенот, генерално, колку е поголема pH вредноста и температурата на водата, толку е посилна токсичноста.

Два приближни колориметриски методи на чувствителност кои најчесто се користат за одредување на амонијак се класичниот метод на Неслеровиот реагенс и методот на фенол-хипохлорит. Титрациите и електричните методи исто така често се користат за одредување на амонијак; Кога содржината на амонијачен азот е висока, може да се користи и методот на дестилација со титрација. (Националните стандарди вклучуваат метод на Натов реагенс, спектрофотометрија на салицилна киселина, метод на дестилација - титрација)

2. Физички и хемиски процес на отстранување на азот

① Метод на хемиско таложење

Методот на хемиско таложење, познат и како метод на MAP таложење, се состои во додавање на магнезиум и фосфорна киселина или водород фосфат во отпадните води што содржат амонијак азот, така што NH4+ во отпадните води реагира со Mg+ и PO4- во воден раствор за да се генерира таложење на амонијак магнезиум фосфат, молекуларната формула е MgNH4P04.6H2O, со цел да се постигне целта на отстранување на амонијак азот. Магнезиум амониум фосфатот, попознат како струвит, може да се користи како компост, додаток во почвата или средство за забавување на пожарот за градежни структурни производи. Равенката на реакцијата е како што следува:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Главните фактори што влијаат на ефектот на третманот од хемиските таложења се pH вредноста, температурата, концентрацијата на амонијак азот и моларниот однос (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Резултатите покажуваат дека кога pH вредноста е 10, а моларниот однос на магнезиум, азот и фосфор е 1,2:1:1,2, ефектот на третманот е подобар.

Користејќи магнезиум хлорид и динатриум хидроген фосфат како агенси за таложење, резултатите покажуваат дека ефектот на третманот е подобар кога pH вредноста е 9,5, а моларниот однос на магнезиум, азот и фосфор е 1,2:1:1.

Резултатите покажуваат дека MgC12+Na3PO4.12H20 е супериорен во однос на другите комбинации на агенси за таложење. Кога pH вредноста е 10,0, температурата е 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, масовната концентрација на амонијак азот во отпадните води по мешање од 30 минути е намалена од 222mg/L пред третманот на 17mg/L, а стапката на отстранување е 92,3%.

Методот на хемиско таложење и методот на течна мембрана беа комбинирани за третман на индустриски отпадни води со амонијак азот со висока концентрација. Под услови на оптимизација на процесот на таложење, стапката на отстранување на амонијак азот достигна 98,1%, а потоа понатамошниот третман со метод на течен филм ја намали концентрацијата на амонијак азот на 0,005 g/L, достигнувајќи го националниот стандард за емисија од прва класа.

Истражен е ефектот на отстранување на двовалентни метални јони (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) освен Mg+ врз амонијачниот азот под дејство на фосфат. Предложен е нов процес на таложење на CaSO4 - MAP таложење за отпадни води од амониум сулфат. Резултатите покажуваат дека традиционалниот регулатор на NaOH може да се замени со вар.

Предноста на методот со хемиско таложење е тоа што кога концентрацијата на отпадни води од амонијак азот е висока, примената на други методи е ограничена, како што се биолошкиот метод, методот на хлорирање на точката на прекин, методот на мембранска сепарација, методот на јонска размена итн. Во овој случај, методот со хемиско таложење може да се користи за претходна обработка. Ефикасноста на отстранување на методот со хемиско таложење е подобра и не е ограничена од температурата, а операцијата е едноставна. Таложената тиња што содржи магнезиум амониум фосфат може да се користи како композитно ѓубриво за да се реализира искористување на отпадот, со што се компензира дел од трошоците; Ако може да се комбинира со некои индустриски претпријатија што произведуваат фосфатни отпадни води и претпријатија што произведуваат солена саламура, може да се заштедат фармацевтски трошоци и да се олесни примената во големи размери.

Недостаток на методот на хемиско таложење е тоа што поради ограничувањето на растворливоста на амониум магнезиум фосфатот, откако амонијачниот азот во отпадните води ќе достигне одредена концентрација, ефектот на отстранување не е очигледен, а влезните трошоци се значително зголемени. Затоа, методот на хемиско таложење треба да се користи во комбинација со други методи погодни за напреден третман. Количината на реагенс што се користи е голема, произведената тиња е голема, а трошоците за третман се високи. Воведувањето на хлоридни јони и остаточен фосфор за време на дозирањето на хемикалиите лесно може да предизвика секундарно загадување.

Производител и добавувач на алуминиум сулфат на големо | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Производител и добавувач на дибазен натриум фосфат на големо | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② метод на дување

Отстранувањето на амонијачен азот со метод на дување е за прилагодување на pH вредноста на алкална, така што амонијачниот јон во отпадните води се претвора во амонијак, така што тој главно постои во форма на слободен амонијак, а потоа слободниот амонијак се отстранува од отпадните води преку гас-носач, со цел да се постигне целта на отстранување на амонијачен азот. Главните фактори што влијаат на ефикасноста на дувањето се pH вредноста, температурата, односот гас-течност, брзината на проток на гас, почетната концентрација и така натаму. Во моментов, методот на дување е широко користен во третманот на отпадни води со висока концентрација на амонијак азот.

Проучено е отстранувањето на амонијак азот од исцедокот од депонија со метод на испуштање. Утврдено е дека клучните фактори што ја контролираат ефикасноста на испуштањето се температурата, односот гас-течност и pH вредноста. Кога температурата на водата е поголема од 2590, односот гас-течност е околу 3500, а pH вредноста е околу 10,5, стапката на отстранување може да достигне повеќе од 90% за исцедокот од депонија, со концентрација на амонијак азот од 2000-4000 mg/L. Резултатите покажуваат дека кога pH=11,5, температурата на отстранување е 80cC и времето на отстранување е 120 минути, стапката на отстранување на амонијак азот во отпадните води може да достигне 99,2%.

Ефикасноста на оддувување на отпадни води со висока концентрација на амонијак азот беше измерена со кула за оддувување со спротивна струја. Резултатите покажаа дека ефикасноста на оддувување се зголемува со зголемување на pH вредноста. Колку е поголем односот гас-течност, толку е поголема движечката сила на преносот на маса на оддувување на амонијак, а ефикасноста на оддувување исто така се зголемува.

Отстранувањето на амонијачен азот со метод на дување е ефикасно, лесно за ракување и лесно за контрола. Дуваниот амонијачен азот може да се користи како апсорбер со сулфурна киселина, а генерираната сулфурна киселина може да се користи како ѓубриво. Методот на дување е најчесто користена технологија за физичко и хемиско отстранување на азот во моментов. Сепак, методот на дување има некои недостатоци, како што се честото создавање на бигор во кулата за дување, ниската ефикасност на отстранување на амонијачен азот на ниска температура и секундарното загадување предизвикано од гасот на дување. Методот на дување генерално се комбинира со други методи за третман на отпадни води од амонијачен азот за претходна обработка на отпадни води од амонијачен азот со висока концентрација.

③ Хлорирање на точка на прекин

Механизмот на отстранување на амонијакот со хлорирање на точката на прекин е тој што гасот хлор реагира со амонијак за да произведе безопасен азотен гас, а N2 излегува во атмосферата, предизвикувајќи изворот на реакцијата да продолжи кон десно. Формулата на реакцијата е:

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

Кога гасовитиот хлор се пренесува во отпадните води до одредена точка, содржината на слободен хлор во водата е ниска, а концентрацијата на амонијак е нула. Кога количината на гасовит хлор ќе ја помине точката, количината на слободен хлор во водата ќе се зголеми, затоа, точката се нарекува точка на прекин, а хлорирањето во оваа состојба се нарекува точка на прекин хлорирање.

Методот на хлорирање на точка на прекин се користи за третирање на отпадните води од дупчење по дување со амонијак азот, а ефектот на третманот е директно засегнат од процесот на претходно третирање со дување со амонијак азот. Кога 70% од амонијачниот азот во отпадните води се отстранува со процес на дување, а потоа се третира со хлорирање на точка на прекин, масовната концентрација на амонијак азот во отпадните води е помала од 15 mg/L. Џанг Шенгли и сор. зедоа симулирана отпадна вода од амонијак азот со масена концентрација од 100 mg/L како предмет на истражување, а резултатите од истражувањето покажаа дека главните и секундарните фактори што влијаат на отстранувањето на амонијак азот со оксидација на натриум хипохлорит се количинскиот однос на хлорот кон амонијак азот, времето на реакција и pH вредноста.

Методот на хлорирање со точка на прекин има висока ефикасност на отстранување на азот, стапката на отстранување може да достигне 100%, а концентрацијата на амонијак во отпадните води може да се намали на нула. Ефектот е стабилен и не е засегнат од температурата; Помалку инвестиции во опрема, брз и целосен одговор; Има ефект на стерилизација и дезинфекција на водните тела. Опсегот на примена на методот на хлорирање со точка на прекин е тоа што концентрацијата на отпадни води од амонијак азот е помала од 40mg/L, па затоа методот на хлорирање со точка на прекин најчесто се користи за напреден третман на отпадни води од амонијак азот. Барањата за безбедна употреба и складирање се високи, трошоците за третман се високи, а нуспроизводите хлорамини и хлорирани органски материи ќе предизвикаат секундарно загадување.

④ метод на каталитичка оксидација

Методот на каталитичка оксидација е преку дејството на катализаторот, под одредена температура и притисок, преку оксидација на воздух, органската материја и амонијакот во канализацијата можат да се оксидираат и распаѓаат во безопасни супстанции како што се CO2, N2 и H2O, за да се постигне целта на прочистување.

Факторите што влијаат на ефектот на каталитичката оксидација се карактеристиките на катализаторот, температурата, времето на реакција, pH вредноста, концентрацијата на амонијак азот, притисокот, интензитетот на мешање и така натаму.

Проучен е процесот на разградување на озонираниот амонијачен азот. Резултатите покажаа дека кога pH вредноста се зголемува, се создава еден вид HO радикал со силна оксидациска способност, а стапката на оксидација е значително забрзана. Студиите покажуваат дека озонот може да го оксидира амонијачниот азот во нитрит и нитритот во нитрат. Концентрацијата на амонијачен азот во водата се намалува со зголемувањето на времето, а стапката на отстранување на амонијачниот азот е околу 82%. CuO-Mn02-Ce02 е користен како композитен катализатор за третман на отпадни води од амонијачен азот. Експерименталните резултати покажуваат дека оксидациската активност на новоподготвениот композитен катализатор е значително подобрена, а соодветните услови на процесот се 255℃, 4,2MPa и pH=10,8. При третман на отпадни води од амонијачен азот со почетна концентрација од 1023mg/L, стапката на отстранување на амонијачен азот може да достигне 98% во рок од 150 минути, достигнувајќи го националниот стандард за секундарно испуштање (50mg/L).

Каталитичките перформанси на фотокатализаторот TiO2 поткрепен со зеолит беа испитани со проучување на стапката на разградување на амонијачен азот во раствор на сулфурна киселина. Резултатите покажуваат дека оптималната доза на фотокатализаторот TiO2/зеолит е 1,5 g/L, а времето на реакција е 4 часа под ултравиолетово зрачење. Стапката на отстранување на амонијачен азот од отпадните води може да достигне 98,92%. Проучен е ефектот на отстранување на високо железо и нано-хин диоксид под ултравиолетова светлина врз фенолот и амонијачниот азот. Резултатите покажуваат дека стапката на отстранување на амонијачен азот е 97,5% кога pH=9,0 се применува на растворот на амонијак азот со концентрација од 50 mg/L, што е за 7,8% и 22,5% повисоко од онаа на високо железо или кин диоксид сам по себе.

Методот на каталитичка оксидација има предности како што се висока ефикасност на прочистување, едноставен процес, мала површина на дното итн., и често се користи за третман на отпадни води со висока концентрација на амонијак и азот. Тешкотијата на примена е како да се спречи губењето на катализаторот и заштитата од корозија на опремата.

⑤електрохемиски метод на оксидација

Методот на електрохемиска оксидација се однесува на метод на отстранување на загадувачи во вода со употреба на електрооксидација со каталитичка активност. Влијателни фактори се густината на струјата, брзината на влезниот проток, времето на излез и времето на растворање.

Проучена е електрохемиската оксидација на отпадни води од амонијак-азот во електролитска ќелија со циркулирачки проток, каде што позитивното е мрежната електрична енергија Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2, а негативното е мрежната електрична енергија Ti. Резултатите покажуваат дека кога концентрацијата на хлоридни јони е 400mg/L, почетната концентрација на амонијак-азот е 40mg/L, брзината на проток на приливот е 600mL/min, густината на струјата е 20mA/cm, а електролитското време е 90min, брзината на отстранување на амонијак-азот е 99,37%. Тоа покажува дека електролитската оксидација на отпадните води од амонијак-азот има добра перспектива за примена.

3. Биохемиски процес на отстранување на азот

①целосна нитрификација и денитрификација

Целосната нитрификација и денитрификација е еден вид биолошки метод кој е широко користен долго време во денешно време. Тој го претвора амонијачниот азот од отпадните води во азот преку серија реакции како што се нитрификација и денитрификација под дејство на разни микроорганизми, со цел да се постигне целта на третманот на отпадните води. Процесот на нитрификација и денитрификација за отстранување на амонијачниот азот треба да помине низ две фази:

Реакција на нитрификација: Реакцијата на нитрификација ја завршуваат аеробни автотрофни микроорганизми. Во аеробна состојба, неорганскиот азот се користи како извор на азот за претворање на NH4+ во NO2-, а потоа се оксидира до NO3-. Процесот на нитрификација може да се подели во две фази. Во втората фаза, нитритот се претвора во нитрат (NO3-) од нитрифицирачки бактерии, а нитритот се претвора во нитрат (NO3-) од нитрифицирачки бактерии.

Реакција на денитрификација: Реакцијата на денитрификација е процес во кој денитрифицирачките бактерии го редуцираат нитритниот азот и нитратниот азот во гасовит азот (N2) во состојба на хипоксија. Денитрифицирачките бактерии се хетеротрофни микроорганизми, од кои повеќето припаѓаат на амфиктичките бактерии. Во состојба на хипоксија, тие го користат кислородот во нитратот како акцептор на електрони и органската материја (компонента на BOD во отпадните води) како донатор на електрони за да обезбедат енергија и да се оксидираат и стабилизираат.

Целиот процес на нитрификација и денитрификација главно вклучува AO, A2O, оксидациски ровови итн., што е позрел метод што се користи во индустријата за биолошко отстранување на азот.

Целосниот метод на нитрификација и денитрификација има предности како што се стабилен ефект, едноставно работење, отсуство на секундарно загадување и ниска цена. Овој метод има и некои недостатоци, како што е додавањето на извор на јаглерод кога односот C/N во отпадните води е низок, температурните барања се релативно строги, ефикасноста е ниска на ниска температура, површината е голема, побарувачката на кислород е голема, а некои штетни супстанции како што се јоните на тешки метали имаат притискачки ефект врз микроорганизмите, кои треба да се отстранат пред да се спроведе биолошкиот метод. Покрај тоа, високата концентрација на амонијак азот во отпадните води, исто така, има инхибиторен ефект врз процесот на нитрификација. Затоа, претходниот третман треба да се изврши пред третманот на отпадни води со висока концентрација на амонијак азот, така што концентрацијата на отпадни води со амонијак азот е помала од 500 mg/L. Традиционалниот биолошки метод е погоден за третман на отпадни води со ниска концентрација на амонијак азот што содржат органска материја, како што се домашните отпадни води, хемиските отпадни води итн.

②Истовремена нитрификација и денитрификација (SND)

Кога нитрификацијата и денитрификацијата се изведуваат заедно во истиот реактор, тоа се нарекува денитрификација со истовремена дигестија (SND). Растворениот кислород во отпадните води е ограничен од брзината на дифузија за да се произведе градиент на растворен кислород во областа на микросредината на микробната флока или биофилм, што го прави градиентот на растворен кислород на надворешната површина на микробната флока или биофилм погоден за раст и размножување на аеробни нитрифицирачки бактерии и амонијачки бактерии. Колку подлабоко во флоката или мембраната, толку е помала концентрацијата на растворен кислород, што резултира со аноксична зона каде што доминираат денитрифицирачките бактерии. Така се формира истовремен процес на дигестија и денитрификација. Факторите што влијаат на истовремената дигестија и денитрификација се pH вредност, температура, алкалност, извор на органски јаглерод, растворен кислород и возраст на тињата.

Во оксидацискиот канал Карусел постоела истовремена нитрификација/денитрификација, а концентрацијата на растворен кислород помеѓу аерираниот ротор во оксидацискиот канал Карусел постепено се намалувала, а растворениот кислород во долниот дел од оксидацискиот канал Карусел бил помал отколку во горниот дел. Стапките на формирање и потрошувачка на нитратен азот во секој дел од каналот се речиси еднакви, а концентрацијата на амонијак азот во каналот е секогаш многу ниска, што укажува дека реакциите на нитрификација и денитрификација се случуваат истовремено во оксидацискиот канал Карусел.

Студијата за третман на домашни отпадни води покажува дека колку е повисок CODCr, толку е поцелосна денитрификацијата и толку е подобро отстранувањето на TN. Ефектот на растворениот кислород врз истовремената нитрификација и денитрификација е голем. Кога растворениот кислород се контролира на 0,5~2mg/L, ефектот на целосно отстранување на азот е добар. Во исто време, методот на нитрификација и денитрификација заштедува енергија во реакторот, го скратува времето на реакција, има мала потрошувачка на енергија, заштедува инвестиции и лесно ја одржува pH вредноста стабилна.

③ Краткорочно варење и денитрификација

Во истиот реактор, бактериите што оксидираат амонијак се користат за оксидирање на амонијакот во нитрит под аеробни услови, а потоа нитритот директно се денитрификува за да се произведе азот со органска материја или надворешен извор на јаглерод како донатор на електрони под услови на хипоксија. Факторите на влијание на нитрификацијата и денитрификацијата со краток опсег се температурата, слободниот амонијак, pH вредноста и растворениот кислород.

Влијание на температурата врз нитрификацијата на комуналната канализација со краток дострел без морска вода и комуналната канализација со 30% морска вода. Експерименталните резултати покажуваат дека: за комуналната канализација без морска вода, зголемувањето на температурата е погодно за постигнување нитрификација со краток дострел. Кога уделот на морска вода во домашната канализација е 30%, нитрификацијата со краток дострел може да се постигне подобро во услови на средна температура. Технолошкиот универзитет Делфт го разви процесот ШЕРОН, употребата на висока температура (околу 30-4090) е погодна за размножување на нитритни бактерии, така што нитритните бактерии ја губат конкуренцијата, додека со контролирање на возраста на тињата се елиминираат нитритните бактерии, така што реакцијата на нитрификација е во фазата на нитрит.

Врз основа на разликата во афинитетот кон кислородот помеѓу нитритните и нитритните бактерии, Лабораторијата за микробна екологија „Гент“ го разви процесот OLAND за да се постигне акумулација на нитритен азот со контролирање на растворениот кислород за да се елиминираат нитритните бактерии.

Резултатите од пилот-тестот за третман на отпадни води од коксирање со нитрификација и денитрификација во краток опсег покажуваат дека кога концентрациите на COD, амонијак азот, TN и фенол во влезот се 1201,6, 510,4, 540,1 и 110,4 mg/L, просечните концентрации на COD, амонијак азот, TN и фенол во отпадните води се 197,1, 14,2, 181,5 и 0,4 mg/L, соодветно. Соодветните стапки на отстранување беа 83,6%, 97,2%, 66,4% и 99,6%, соодветно.

Процесот на нитрификација и денитрификација со краток дострел не поминува низ фазата на нитрат, со што се заштедува изворот на јаглерод потребен за биолошко отстранување на азот. Има одредени предности за отпадните води со амонијак азот со низок однос C/N. Нитрификацијата и денитрификацијата со краток дострел имаат предности како што се помалку тиња, кратко време на реакција и заштеда на волумен на реакторот. Сепак, нитрификацијата и денитрификацијата со краток дострел бараат стабилно и трајно акумулирање на нитрит, па затоа клучот е како ефикасно да се инхибира активноста на нитрифицирачките бактерии.

④ Анаеробна оксидација на амонијак

Анаеробната амоксикација е процес на директна оксидација на амонијак азот во азот од страна на автотрофни бактерии под услови на хипоксија, со азотен азот или азотен азот како акцептор на електрони.

Беа проучени ефектите од температурата и pH вредноста врз биолошката активност на anammoX. Резултатите покажаа дека оптималната температура на реакцијата е 30℃, а pH вредноста е 7,8. Беше проучена изводливоста на анаеробниот ammoX реактор за третирање на отпадни води со висока соленост и висока концентрација на азот. Резултатите покажаа дека високата соленост значително ја инхибира активноста на anammoX, а оваа инхибиција е реверзибилна. Анаеробната ammox активност на неаклиматизираната тиња беше за 67,5% пониска од онаа на контролната тиња под соленост од 30g.L-1(NaC1). Активноста на anammoX на аклиматизираната тиња беше за 45,1% пониска од онаа на контролната. Кога аклиматизираната тиња беше префрлена од средина со висока соленост во средина со ниска соленост (без саламура), анаеробната ammoX активност беше зголемена за 43,1%. Сепак, реакторот е склонен кон опаѓање на функцијата кога работи во висока соленост подолго време.

Во споредба со традиционалниот биолошки процес, анаеробниот ammoX е поекономична технологија за биолошко отстранување на азот без дополнителен извор на јаглерод, мала побарувачка на кислород, нема потреба од реагенси за неутрализација и помало производство на тиња. Недостатоците на анаеробниот ammox се тоа што брзината на реакција е мала, волуменот на реакторот е голем, а изворот на јаглерод е неповолен за анаеробниот amMOX, што има практично значење за растворање на отпадните води од амонијак азот со слаба биоразградливост.

4. процес на одвојување и адсорпција на отстранување на азот

① метод на мембранска сепарација

Методот на мембранска сепарација се состои во користење на селективната пропустливост на мембраната за селективно одвојување на компонентите во течноста, со цел да се постигне целта на отстранување на амонијачниот азот. Вклучува обратна осмоза, нанофилтрација, деамонијациска мембрана и електродијализа. Факторите што влијаат на мембранската сепарација се карактеристиките на мембраната, притисокот или напонот, pH вредноста, температурата и концентрацијата на амонијачен азот.

Според квалитетот на водата од отпадните води со амонијак азот што се испуштаат од топилницата за ретки земни метали, експериментот со обратна осмоза беше спроведен со отпадни води симулирани со NH4C1 и NaCI. Беше откриено дека под исти услови, обратната осмоза има поголема стапка на отстранување на NaCI, додека NHCl има поголема стапка на производство на вода. Стапката на отстранување на NH4C1 е 77,3% по третманот со обратна осмоза, што може да се користи како претходен третман на отпадни води со амонијак азот. Технологијата за обратна осмоза може да заштеди енергија, добра термичка стабилност, но отпорноста на хлор и загадувањето е слаба.

За третман на исцедокот од депонијата беше користен биохемиски процес на сепарација со нанофилтрациска мембрана, така што 85%~90% од пропустливата течност беше исфрлена според стандардот, а само 0%~15% од концентрираната течност и кал од отпадните води беа вратени во резервоарот за ѓубре. Озтурки и сор. го третираа исцедокот од депонијата во Одајери во Турција со нанофилтрациска мембрана, а стапката на отстранување на амонијак азот беше околу 72%. Нанофилтрациската мембрана бара помал притисок од мембраната со обратна осмоза, лесна за ракување.

Мембранскиот систем за отстранување на амонијак генерално се користи во третманот на отпадни води со висок амонијачен азот. Амонијачниот азот во водата има следнава рамнотежа: NH4- +OH-= NH3+H2O. Во работа, отпадните води што содржат амонијак течат во обвивката на мембранскиот модул, а течноста што апсорбира киселина тече во цевката на мембранскиот модул. Кога pH вредноста на отпадните води се зголемува или температурата се зголемува, рамнотежата ќе се помести надесно, а амониумскиот јон NH4- станува слободен гасовит NH3. Во овој момент, гасовитиот NH3 може да влезе во течната фаза на апсорпција на киселина во цевката од фазата на отпадна вода во обвивката преку микропорите на површината на шупливите влакна, кој се апсорбира од киселиот раствор и веднаш станува јонски NH4-. Одржувајте ја pH вредноста на отпадните води над 10, а температурата над 35 °C (под 50 °C), така што NH4 во фазата на отпадни води континуирано ќе станува NH3 кон миграцијата на течната фаза на апсорпција. Како резултат на тоа, концентрацијата на амонијак азот во страната на отпадните води континуирано се намалува. Течната фаза на апсорпција на киселина, бидејќи постои само киселина и NH4-, формира многу чиста амониумова сол и достигнува одредена концентрација по континуирана циркулација, која може да се рециклира. Од една страна, употребата на оваа технологија може значително да ја подобри стапката на отстранување на амонијак азот во отпадните води, а од друга страна, може да ги намали вкупните оперативни трошоци на системот за третман на отпадни води.

② метод на електродијализа

Електродијализата е метод за отстранување на растворени цврсти материи од водени раствори со примена на напон помеѓу мембранските парови. Под дејство на напонот, јоните на амонијак и другите јони во отпадните води од амонијак-азот се збогатуваат преку мембраната во концентрираната вода што содржи амонијак, со цел да се постигне целта на отстранување.

Методот на електродијализа беше користен за третман на неоргански отпадни води со висока концентрација на амонијак азот и беа постигнати добри резултати. За отпадни води со амонијак азот од 2000-3000 mg/L, стапката на отстранување на амонијак азот може да биде повеќе од 85%, а концентрирана амонијакова вода може да се добие за 8,9%. Количината на електрична енергија потрошена за време на работата на електродијализата е пропорционална на количината на амонијак азот во отпадните води. Третманот на отпадни води со електродијализа не е ограничен од pH вредноста, температурата и притисокот, и е лесен за ракување.

Предностите на мембранската сепарација се високото обновување на амонијак азот, едноставното работење, стабилниот ефект на третман и отсуството на секундарно загадување. Меѓутоа, при третман на отпадни води со висока концентрација на амонијак азот, освен деамонизираната мембрана, другите мембрани лесно се набира и се затнуваат, а регенерацијата и обратното испирање се чести, што ги зголемува трошоците за третман. Затоа, овој метод е посоодветен за претходен третман или отпадни води со ниска концентрација на амонијак азот.

③ Метод на јонска размена

Методот на јонска размена е метод за отстранување на амонијак азот од отпадните води со употреба на материјали со силна селективна адсорпција на јони на амонијак. Најчесто користените материјали за адсорпција се активиран јаглерод, зеолит, монтморилонит и смола за размена. Зеолитот е вид силико-алуминат со тридимензионална просторна структура, правилна структура на пори и дупки, меѓу кои клиноптилолитот има силен селективен капацитет на адсорпција за јони на амонијак и ниска цена, па затоа најчесто се користи како адсорпциски материјал за отпадни води од амонијак азот во инженерството. Факторите што влијаат на ефектот на третман со клиноптилолит вклучуваат големина на честички, концентрација на влијателен амонијак азот, време на контакт, pH вредност и така натаму.

Адсорпцискиот ефект на зеолитот врз амонијачниот азот е очигледен, проследен од ранитот, а ефектот на почвата и керамизитот е слаб. Главниот начин за отстранување на амонијачниот азот од зеолитот е јонска размена, а физичкиот адсорпциски ефект е многу мал. Ефектот на јонска размена на керамитот, почвата и ранитот е сличен на физичкиот адсорпциски ефект. Адсорпцискиот капацитет на четирите полнила се намалува со зголемување на температурата во опсег од 15-35℃ и се зголемува со зголемување на pH вредноста во опсег од 3-9. Адсорпциската рамнотежа е постигната по 6-часовна осцилација.

Проучена е изводливоста на отстранување на амонијак азот од исцедок од депонија со адсорпција на зеолит. Експерименталните резултати покажуваат дека секој грам зеолит има ограничен потенцијал на адсорпција од 15,5 mg амонијак азот, кога големината на честичките на зеолитот е 30-16 mesh, стапката на отстранување на амонијак азот достигнува 78,5%, а под исто време на адсорпција, доза и големина на честичките на зеолит, колку е поголема концентрацијата на влијателниот амонијак азот, толку е поголема стапката на адсорпција, и е изводливо зеолитот како адсорбент да го отстрани амонијак азот од исцедокот. Во исто време, се истакнува дека стапката на адсорпција на амонијак азот од зеолит е ниска и тешко е зеолитот да достигне капацитет на адсорпција на сатурација во практична работа.

Проучен е ефектот на отстранување на биолошкиот зеолитски слој врз азот, COD и други загадувачи во симулирана селска канализација. Резултатите покажуваат дека стапката на отстранување на амонијак азот со биолошки зеолитски слој е повеќе од 95%, а отстранувањето на нитратен азот е во голема мера под влијание на хидрауличкото време на задржување.

Методот на јонска размена има предности како што се мала инвестиција, едноставен процес, практично работење, нечувствителност на отрови и температура и повторна употреба на зеолитот преку регенерација. Меѓутоа, при третирање на отпадни води со висока концентрација на амонијак азот, регенерацијата е честа, што носи непријатности во работењето, па затоа треба да се комбинира со други методи за третман на амонијак азот или да се користи за третирање на отпадни води со ниска концентрација на амонијак азот.

Производител и добавувач на 4A зеолит на големо | EVERBRIGHT (cnchemist.com)