Cemegyn a phroses ar gyfer tynnu nitrogen amonia o ddŵr

1. Beth yw nitrogen amonia?

Mae nitrogen amonia yn cyfeirio at amonia ar ffurf amonia rhydd (neu amonia an-ïonig, NH3) neu amonia ïonig (NH4+). pH uwch a chyfran uwch o amonia rhydd; I'r gwrthwyneb, mae cyfran yr halen amoniwm yn uchel.

Mae nitrogen amonia yn faetholyn mewn dŵr, a all arwain at ewtroffeiddio dŵr, ac mae'n brif lygrydd sy'n defnyddio ocsigen mewn dŵr, sy'n wenwynig i bysgod a rhai organebau dyfrol.

Prif effaith niweidiol nitrogen amonia ar organebau dyfrol yw amonia rhydd, y mae ei wenwyndra dwsinau o weithiau'n fwy na gwenwyndra halen amoniwm, ac mae'n cynyddu gyda chynnydd alcalinedd. Mae gwenwyndra nitrogen amonia yn gysylltiedig yn agos â gwerth pH a thymheredd dŵr y pwll, yn gyffredinol, po uchaf yw'r gwerth pH a thymheredd y dŵr, y cryfaf yw'r gwenwyndra.

Dau ddull colorimetrig sensitifrwydd bras a ddefnyddir yn gyffredin i bennu amonia yw dull adweithydd Nessler clasurol a dull ffenol-hypochlorit. Defnyddir titradiadau a dulliau trydanol hefyd yn gyffredin i bennu amonia; Pan fo cynnwys nitrogen amonia yn uchel, gellir defnyddio'r dull titradiad distyllu hefyd. (Mae safonau cenedlaethol yn cynnwys dull adweithydd Nath, sbectroffotometreg asid salicylig, dull titradiad distyllu)

2. Proses tynnu nitrogen ffisegol a chemegol

① Dull gwaddodiad cemegol

Y dull gwaddodiad cemegol, a elwir hefyd yn ddull gwaddodiad MAP, yw ychwanegu magnesiwm ac asid ffosfforig neu hydrogen ffosffad at y dŵr gwastraff sy'n cynnwys nitrogen amonia, fel bod NH4+ yn y dŵr gwastraff yn adweithio ag Mg+ a PO4- mewn hydoddiant dyfrllyd i gynhyrchu gwaddodiad ffosffad magnesiwm amoniwm, y fformiwla foleciwlaidd yw MgNH4P04.6H20, er mwyn cyflawni'r pwrpas o gael gwared ar nitrogen amonia. Gellir defnyddio ffosffad magnesiwm amoniwm, a elwir yn gyffredin yn struvite, fel compost, ychwanegyn pridd neu wrth-dân ar gyfer cynhyrchion strwythurol adeiladu. Mae'r hafaliad adwaith fel a ganlyn:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Y prif ffactorau sy'n effeithio ar effaith driniaeth gwaddodiad cemegol yw gwerth pH, ​​tymheredd, crynodiad nitrogen amonia a chymhareb molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Mae'r canlyniadau'n dangos pan fo gwerth pH yn 10 a chymhareb molar magnesiwm, nitrogen a ffosfforws yn 1.2:1:1.2, bod effaith y driniaeth yn well.

Gan ddefnyddio clorid magnesiwm a ffosffad hydrogen disodiwm fel asiantau gwaddod, mae'r canlyniadau'n dangos bod effaith y driniaeth yn well pan fydd y gwerth pH yn 9.5 a bod y gymhareb molar o fagnesiwm, nitrogen a ffosfforws yn 1.2:1:1.

Mae'r canlyniadau'n dangos bod MgC12+Na3PO4.12H20 yn well na chyfuniadau asiantau gwaddod eraill. Pan fydd y gwerth pH yn 10.0, y tymheredd yn 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, mae crynodiad màs nitrogen amonia yn y dŵr gwastraff ar ôl ei droi am 30 munud yn cael ei ostwng o 222mg/L cyn triniaeth i 17mg/L, ac mae'r gyfradd tynnu yn 92.3%.

Cyfunwyd y dull gwaddodiad cemegol a'r dull pilen hylif ar gyfer trin dŵr gwastraff nitrogen amonia diwydiannol crynodiad uchel. O dan amodau optimeiddio'r broses gwaddodiad, cyrhaeddodd y gyfradd tynnu nitrogen amonia 98.1%, ac yna gostyngodd triniaeth bellach gyda'r dull ffilm hylif grynodiad nitrogen amonia i 0.005g/L, gan gyrraedd y safon allyriadau dosbarth cyntaf genedlaethol.

Ymchwiliwyd i effaith tynnu ïonau metel deuwerth (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) heblaw Mg+ ar nitrogen amonia o dan weithred ffosffad. Cynigiwyd proses newydd o wlybaniaeth CaSO4-wlybaniaeth MAP ar gyfer dŵr gwastraff amoniwm sylffad. Mae'r canlyniadau'n dangos y gellir disodli'r rheolydd NaOH traddodiadol â chalch.

Mantais y dull gwaddodiad cemegol yw pan fo crynodiad dŵr gwastraff nitrogen amonia yn uchel, mae cymhwyso dulliau eraill yn gyfyngedig, megis y dull biolegol, y dull clorineiddio pwynt torri, y dull gwahanu pilen, y dull cyfnewid ïonau, ac ati. Ar hyn o bryd, gellir defnyddio'r dull gwaddodiad cemegol ar gyfer rhag-driniaeth. Mae effeithlonrwydd tynnu'r dull gwaddodiad cemegol yn well, ac nid yw wedi'i gyfyngu gan dymheredd, ac mae'r llawdriniaeth yn syml. Gellir defnyddio'r slwtsh gwaddodedig sy'n cynnwys ffosffad magnesiwm amoniwm fel gwrtaith cyfansawdd i wireddu defnydd gwastraff, a thrwy hynny wrthbwyso rhan o'r gost; Os gellir ei gyfuno â rhai mentrau diwydiannol sy'n cynhyrchu dŵr gwastraff ffosffad a mentrau sy'n cynhyrchu heli halen, gall arbed costau fferyllol a hwyluso cymhwyso ar raddfa fawr.

Anfantais y dull gwaddodiad cemegol yw, oherwydd cyfyngiad cynnyrch hydoddedd ffosffad magnesiwm amoniwm, ar ôl i'r nitrogen amonia mewn dŵr gwastraff gyrraedd crynodiad penodol, nid yw'r effaith tynnu yn amlwg ac mae'r gost fewnbwn yn cynyddu'n fawr. Felly, dylid defnyddio'r dull gwaddodiad cemegol ar y cyd â dulliau eraill sy'n addas ar gyfer triniaeth uwch. Mae faint o adweithydd a ddefnyddir yn fawr, mae'r slwtsh a gynhyrchir yn fawr, ac mae'r gost trin yn uchel. Gall cyflwyno ïonau clorid a ffosfforws gweddilliol wrth ddosio cemegau achosi llygredd eilaidd yn hawdd.

Gwneuthurwr a Chyflenwr Sylffad Alwminiwm Cyfanwerthu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Gwneuthurwr a Chyflenwr Ffosffad Sodiwm Dibasig Cyfanwerthu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②dull chwythu i ffwrdd

Y dull chwythu yw addasu'r gwerth pH i alcalïaidd, fel bod yr ïon amonia yn y dŵr gwastraff yn cael ei drawsnewid yn amonia, fel ei fod yn bodoli'n bennaf ar ffurf amonia rhydd, ac yna caiff yr amonia rhydd ei dynnu allan o'r dŵr gwastraff trwy'r nwy cludwr, er mwyn cyflawni'r pwrpas o gael gwared ar nitrogen amonia. Y prif ffactorau sy'n effeithio ar effeithlonrwydd chwythu yw gwerth pH, ​​tymheredd, cymhareb nwy-hylif, cyfradd llif nwy, crynodiad cychwynnol ac yn y blaen. Ar hyn o bryd, defnyddir y dull chwythu i ffwrdd yn helaeth wrth drin dŵr gwastraff â chrynodiad uchel o nitrogen amonia.

Astudiwyd tynnu nitrogen amonia o drwytholch tirlenwi trwy'r dull chwythu i ffwrdd. Canfuwyd mai'r ffactorau allweddol sy'n rheoli effeithlonrwydd y chwythu i ffwrdd oedd tymheredd, cymhareb nwy-hylif a gwerth pH. Pan fo tymheredd y dŵr yn fwy na 2590, mae'r gymhareb nwy-hylif tua 3500, a'r pH tua 10.5, gall y gyfradd tynnu gyrraedd mwy na 90% ar gyfer y drwytholch tirlenwi gyda chrynodiad nitrogen amonia mor uchel â 2000-4000mg/L. Mae'r canlyniadau'n dangos pan fydd pH=11.5, tymheredd stripio yn 80cC a'r amser stripio yn 120 munud, gall cyfradd tynnu nitrogen amonia mewn dŵr gwastraff gyrraedd 99.2%.

Cynhaliwyd effeithlonrwydd chwythu dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel gan ddefnyddio tŵr chwythu gwrthgerrynt. Dangosodd y canlyniadau fod effeithlonrwydd y chwythu yn cynyddu gyda chynnydd y gwerth pH. Po fwyaf yw'r gymhareb nwy-hylif, y mwyaf yw grym gyrru trosglwyddo màs stripio amonia, ac mae effeithlonrwydd y stripio hefyd yn cynyddu.

Mae tynnu nitrogen amonia trwy'r dull chwythu yn effeithiol, yn hawdd i'w weithredu ac yn hawdd i'w reoli. Gellir defnyddio'r nitrogen amonia wedi'i chwythu fel amsugnwr gydag asid sylffwrig, a gellir defnyddio'r arian asid sylffwrig a gynhyrchir fel gwrtaith. Mae'r dull chwythu i ffwrdd yn dechnoleg a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer tynnu nitrogen ffisegol a chemegol ar hyn o bryd. Fodd bynnag, mae gan y dull chwythu i ffwrdd rai anfanteision, megis graddio mynych yn y tŵr chwythu i ffwrdd, effeithlonrwydd tynnu nitrogen amonia isel ar dymheredd isel, a llygredd eilaidd a achosir gan y nwy chwythu i ffwrdd. Yn gyffredinol, cyfunir y dull chwythu i ffwrdd â dulliau trin dŵr gwastraff nitrogen amonia eraill i rag-drin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel.

③ Clorineiddio pwynt torri

Y mecanwaith ar gyfer tynnu amonia trwy glorineiddio pwynt torri yw bod nwy clorin yn adweithio ag amonia i gynhyrchu nwy nitrogen diniwed, ac mae N2 yn dianc i'r atmosffer, gan wneud i ffynhonnell yr adwaith barhau i'r dde. Fformiwla'r adwaith yw:

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

Pan fydd nwy clorin yn cael ei drosglwyddo i'r dŵr gwastraff i bwynt penodol, mae cynnwys clorin rhydd yn y dŵr yn isel, a chrynodiad amonia yn sero. Pan fydd faint o nwy clorin yn pasio'r pwynt, bydd faint o glorin rhydd yn y dŵr yn cynyddu, felly, gelwir y pwynt yn bwynt torri, a gelwir y clorineiddio yn y cyflwr hwn yn glorineiddio pwynt torri.

Defnyddir y dull clorineiddio pwynt torri i drin y dŵr gwastraff drilio ar ôl chwythu nitrogen amonia, ac mae'r effaith driniaeth yn cael ei heffeithio'n uniongyrchol gan y broses chwythu nitrogen amonia cyn-driniaeth. Pan gaiff 70% o'r nitrogen amonia yn y dŵr gwastraff ei dynnu trwy'r broses chwythu ac yna ei drin trwy glorineiddio pwynt torri, mae crynodiad màs nitrogen amonia yn yr elifiant yn llai na 15mg/L. Cymerodd Zhang Shengli et al. ddŵr gwastraff nitrogen amonia efelychiedig gyda chrynodiad màs o 100mg/L fel gwrthrych yr ymchwil, a dangosodd canlyniadau'r ymchwil mai'r prif ffactorau ac eilaidd sy'n effeithio ar dynnu nitrogen amonia trwy ocsideiddio sodiwm hypoclorit oedd y gymhareb maint o glorin i nitrogen amonia, amser adwaith, a gwerth pH.

Mae gan y dull clorineiddio pwynt torri effeithlonrwydd tynnu nitrogen uchel, gall y gyfradd tynnu gyrraedd 100%, a gellir lleihau crynodiad yr amonia mewn dŵr gwastraff i sero. Mae'r effaith yn sefydlog ac nid yw tymheredd yn effeithio arni; Llai o fuddsoddiad mewn offer, ymateb cyflym a chyflawn; Mae ganddo effaith sterileiddio a diheintio ar gorff dŵr. Cwmpas cymhwysiad y dull clorineiddio pwynt torri yw bod crynodiad dŵr gwastraff nitrogen amonia yn llai na 40mg/L, felly defnyddir y dull clorineiddio pwynt torri yn bennaf ar gyfer trin dŵr gwastraff nitrogen amonia yn uwch. Mae'r gofyniad i'w ddefnyddio a'i storio'n ddiogel yn uchel, mae cost y driniaeth yn uchel, a bydd y sgil-gynhyrchion cloraminau ac organigion clorinedig yn achosi llygredd eilaidd.

④dull ocsideiddio catalytig

Y dull ocsideiddio catalytig yw trwy weithred catalydd, o dan dymheredd a phwysau penodol, trwy ocsideiddio aer, gellir ocsideiddio deunydd organig ac amonia mewn carthion a'u dadelfennu'n sylweddau diniwed fel CO2, N2 a H2O, er mwyn cyflawni pwrpas puro.

Y ffactorau sy'n effeithio ar effaith ocsideiddio catalytig yw nodweddion catalydd, tymheredd, amser adwaith, gwerth pH, ​​crynodiad nitrogen amonia, pwysau, dwyster cymysgu ac yn y blaen.

Astudiwyd y broses ddiraddio nitrogen amonia wedi'i osôneiddio. Dangosodd y canlyniadau, pan gynyddodd y gwerth pH, ​​fod math o radical HO â gallu ocsideiddio cryf yn cael ei gynhyrchu, a bod y gyfradd ocsideiddio wedi'i chyflymu'n sylweddol. Mae astudiaethau'n dangos y gall osôn ocsideiddio nitrogen amonia i nitraid a nitraid i nitrad. Mae crynodiad nitrogen amonia mewn dŵr yn lleihau gyda chynnydd amser, ac mae cyfradd tynnu nitrogen amonia tua 82%. Defnyddiwyd CuO-Mn02-Ce02 fel catalydd cyfansawdd i drin dŵr gwastraff nitrogen amonia. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos bod gweithgaredd ocsideiddio'r catalydd cyfansawdd newydd ei baratoi wedi gwella'n sylweddol, a'r amodau proses addas yw 255 ℃, 4.2MPa a pH = 10.8. Wrth drin dŵr gwastraff nitrogen amonia gyda chrynodiad cychwynnol o 1023mg / L, gall cyfradd tynnu nitrogen amonia gyrraedd 98% o fewn 150 munud, gan gyrraedd y safon rhyddhau eilaidd genedlaethol (50mg / L).

Ymchwiliwyd i berfformiad catalytig ffotogatalyd TiO2 â chefnogaeth seolit ​​drwy astudio cyfradd diraddio nitrogen amonia mewn toddiant asid sylffwrig. Mae'r canlyniadau'n dangos mai'r dos gorau posibl o ffotogatalyd Ti02/seolit ​​yw 1.5g/L a bod yr amser adwaith yn 4 awr o dan arbelydru uwchfioled. Gall cyfradd tynnu nitrogen amonia o ddŵr gwastraff gyrraedd 98.92%. Astudiwyd effaith tynnu haearn uchel a nano-chin deuocsid o dan olau uwchfioled ar ffenol a nitrogen amonia. Mae'r canlyniadau'n dangos bod cyfradd tynnu nitrogen amonia yn 97.5% pan gymhwysir pH=9.0 i'r toddiant nitrogen amonia gyda chrynodiad o 50mg/L, sydd 7.8% a 22.5% yn uwch na chyfradd tynnu haearn uchel neu Chin deuocsid yn unig.

Mae gan y dull ocsideiddio catalytig fanteision effeithlonrwydd puro uchel, proses syml, arwynebedd gwaelod bach, ac ati, ac fe'i defnyddir yn aml i drin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel. Yr anhawster cymhwyso yw sut i atal colli catalydd ac amddiffyniad cyrydiad offer.

⑤dull ocsideiddio electrocemegol

Mae dull ocsideiddio electrocemegol yn cyfeirio at y dull o gael gwared â llygryddion mewn dŵr trwy ddefnyddio electro-ocsidiad â gweithgaredd catalytig. Y ffactorau dylanwadol yw dwysedd y cerrynt, cyfradd llif y fewnfa, amser yr allfa ac amser y pwynt datrys.

Astudiwyd ocsideiddio electrocemegol dŵr gwastraff amonia-nitrogen mewn cell electrolytig llif cylchredol, lle mae'r positif yn drydan rhwydwaith Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 a'r negatif yn drydan rhwydwaith Ti. Mae'r canlyniadau'n dangos pan fydd crynodiad yr ïon clorid yn 400mg/L, bod crynodiad cychwynnol y nitrogen amonia yn 40mg/L, bod cyfradd llif y mewnlif yn 600mL/mun, bod dwysedd y cerrynt yn 20mA/cm, a bod yr amser electrolytig yn 90 munud, bod cyfradd tynnu nitrogen amonia yn 99.37%. Mae'n dangos bod gan ocsideiddio electrolytig dŵr gwastraff amonia-nitrogen ragolygon cymhwysiad da.

3. Proses tynnu nitrogen biocemegol

①y nitrification a'r dadnitrification cyfan

Mae nitreiddio a dadnitreiddio proses gyfan yn fath o ddull biolegol sydd wedi cael ei ddefnyddio'n helaeth ers amser maith ar hyn o bryd. Mae'n trosi nitrogen amonia mewn dŵr gwastraff yn nitrogen trwy gyfres o adweithiau fel nitreiddio a dadnitreiddio o dan weithred amrywiol ficro-organebau, er mwyn cyflawni pwrpas trin dŵr gwastraff. Mae angen i'r broses o nitreiddio a dadnitreiddio i gael gwared ar nitrogen amonia fynd trwy ddau gam:

Adwaith nitreiddio: Mae'r adwaith nitreiddio yn cael ei gwblhau gan ficro-organebau awtotroffig aerobig. Yn y cyflwr aerobig, defnyddir nitrogen anorganig fel y ffynhonnell nitrogen i drosi NH4+ yn NO2-, ac yna caiff ei ocsideiddio i NO3-. Gellir rhannu'r broses nitreiddio yn ddau gam. Yn yr ail gam, mae nitraid yn cael ei drawsnewid yn nitrad (NO3-) gan facteria nitreiddio, ac mae nitraid yn cael ei drawsnewid yn nitrad (NO3-) gan facteria nitreiddio.

Adwaith dadnitreiddio: Adwaith dadnitreiddio yw'r broses lle mae bacteria dadnitreiddio yn lleihau nitrogen nitraid a nitrogen nitrad i nitrogen nwyol (N2) mewn cyflwr hypocsia. Mae bacteria dadnitreiddio yn ficro-organebau heterotroffig, y mae'r rhan fwyaf ohonynt yn perthyn i facteria amffitig. Mewn cyflwr hypocsia, maent yn defnyddio ocsigen mewn nitrad fel derbynnydd electronau a mater organig (cydran BOD mewn carthion) fel rhoddwr electronau i ddarparu ynni a chael eu hocsideiddio a'u sefydlogi.

Mae'r holl gymwysiadau peirianneg nitrification a dadnitrification proses yn cynnwys AO, A2O, ffos ocsideiddio, ac ati yn bennaf, sy'n ddull mwy aeddfed a ddefnyddir yn y diwydiant tynnu nitrogen biolegol.

Mae gan y dull nitreiddio a dadnitreiddio cyfan fanteision effaith sefydlog, gweithrediad syml, dim llygredd eilaidd a chost isel. Mae gan y dull hwn rai anfanteision hefyd, megis bod rhaid ychwanegu'r ffynhonnell carbon pan fo'r gymhareb C/N yn y dŵr gwastraff yn isel, mae'r gofyniad tymheredd yn gymharol llym, mae'r effeithlonrwydd yn isel ar dymheredd isel, mae'r ardal yn fawr, mae'r galw am ocsigen yn fawr, ac mae gan rai sylweddau niweidiol fel ïonau metel trwm effaith bwysol ar ficro-organebau, y mae angen eu tynnu cyn cynnal y dull biolegol. Yn ogystal, mae gan y crynodiad uchel o nitrogen amonia yn y dŵr gwastraff effaith ataliol ar y broses nitreiddio hefyd. Felly, dylid cynnal triniaeth ymlaen llaw cyn trin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel fel bod crynodiad dŵr gwastraff nitrogen amonia yn llai na 500mg/L. Mae'r dull biolegol traddodiadol yn addas ar gyfer trin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad isel sy'n cynnwys deunydd organig, megis carthion domestig, dŵr gwastraff cemegol, ac ati.

②Nitrification a dadnitrification ar yr un pryd (SND)

Pan gynhelir nitreiddio a dadnitreiddio gyda'i gilydd yn yr un adweithydd, fe'i gelwir yn ddadnitreiddio treulio ar yr un pryd (SND). Mae'r ocsigen toddedig mewn dŵr gwastraff wedi'i gyfyngu gan y gyfradd trylediad i gynhyrchu graddiant ocsigen toddedig yn ardal y microamgylchedd ar y floc microbaidd neu'r biofilm, sy'n gwneud y graddiant ocsigen toddedig ar wyneb allanol y floc microbaidd neu'r biofilm yn ffafriol i dwf a lluosogi bacteria nitreiddio aerobig a bacteria amonia. Po ddyfnaf i'r floc neu'r bilen, yr isaf yw crynodiad yr ocsigen toddedig, gan arwain at barth anocsig lle mae bacteria dadnitreiddio yn dominyddu. Gan ffurfio'r broses dreulio a dadnitreiddio ar yr un pryd. Y ffactorau sy'n effeithio ar dreuliad a dadnitreiddio ar yr un pryd yw gwerth pH, ​​tymheredd, alcalinedd, ffynhonnell carbon organig, ocsigen toddedig ac oedran slwtsh.

Roedd nitreiddio/dadnitreiddio ar yr un pryd yn bodoli yn ffos ocsideiddio Carrousel, a gostyngodd crynodiad yr ocsigen toddedig rhwng yr impeller awyredig yn ffos ocsideiddio Carrousel yn raddol, ac roedd yr ocsigen toddedig yn rhan isaf ffos ocsideiddio Carrousel yn is nag yn y rhan uchaf. Mae cyfraddau ffurfio a defnyddio nitrogen nitrad ym mhob rhan o'r sianel bron yn gyfartal, ac mae crynodiad nitrogen amonia yn y sianel bob amser yn isel iawn, sy'n dangos bod yr adweithiau nitreiddio a dadnitreiddio yn digwydd ar yr un pryd yn sianel ocsideiddio Carrousel.

Mae'r astudiaeth ar drin carthion domestig yn dangos po uchaf yw'r CODCr, y mwyaf cyflawn yw'r dadnitreiddio a'r gorau yw'r tynnu TN. Mae effaith ocsigen toddedig ar nitreiddio a dadnitreiddio ar yr un pryd yn wych. Pan reolir yr ocsigen toddedig ar 0.5 ~ 2mg / L, mae'r effaith tynnu cyfanswm y nitrogen yn dda. Ar yr un pryd, mae'r dull nitreiddio a dadnitreiddio yn arbed yr adweithydd, yn byrhau'r amser adwaith, mae ganddo ddefnydd ynni isel, yn arbed buddsoddiad, ac mae'n hawdd cadw'r gwerth pH yn sefydlog.

③ Treuliad a dadnitreiddio tymor byr

Yn yr un adweithydd, defnyddir bacteria sy'n ocsideiddio amonia i ocsideiddio amonia i nitraid o dan amodau aerobig, ac yna caiff nitraid ei ddadnitreiddio'n uniongyrchol i gynhyrchu nitrogen gyda mater organig neu ffynhonnell garbon allanol fel rhoddwr electronau o dan amodau hypocsia. Y ffactorau dylanwad ar nitreiddio a dadnitreiddio tymor byr yw tymheredd, amonia rhydd, gwerth pH ac ocsigen toddedig.

Effaith tymheredd ar nitreiddio tymor byr carthion dinesig heb ddŵr môr a charthion dinesig gyda 30% o ddŵr môr. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos: ar gyfer carthion dinesig heb ddŵr môr, mae cynyddu'r tymheredd yn ffafriol i gyflawni nitreiddio tymor byr. Pan fo cyfran y dŵr môr mewn carthion domestig yn 30%, gellir cyflawni nitreiddio tymor byr yn well o dan amodau tymheredd canolig. Datblygodd Prifysgol Technoleg Delft y broses SHARON, mae defnyddio tymheredd uchel (tua 30-4090) yn ffafriol i amlhau bacteria nitraid, fel bod bacteria nitraid yn colli cystadleuaeth, tra trwy reoli oedran y slwtsh i ddileu bacteria nitraid, fel bod yr adwaith nitreiddio yn y cyfnod nitraid.

Yn seiliedig ar y gwahaniaeth mewn affinedd ocsigen rhwng bacteria nitraid a bacteria nitraid, datblygodd Labordy Ecoleg Ficrobaidd Gent y broses OLAND i gyflawni cronni nitrogen nitraid trwy reoli ocsigen toddedig i ddileu bacteria nitraid.

Mae canlyniadau'r prawf peilot ar drin dŵr gwastraff golosg trwy nitrification tymor byr a dadnitrification yn dangos pan fydd crynodiadau COD, nitrogen amonia, TN a ffenol y mewnlif yn 1201.6,510.4,540.1 ac 110.4mg/L, bod crynodiadau COD, nitrogen amonia, TN a ffenol cyfartalog yr alllif yn 197.1,14.2,181.5 a 0.4mg/L, yn y drefn honno. Y cyfraddau tynnu cyfatebol oedd 83.6%, 97.2%, 66.4% a 99.6%, yn y drefn honno.

Nid yw'r broses nitreiddio a dadnitreiddio tymor byr yn mynd trwy'r cam nitrad, gan arbed y ffynhonnell garbon sydd ei hangen ar gyfer tynnu nitrogen biolegol. Mae ganddo rai manteision ar gyfer dŵr gwastraff nitrogen amonia gyda chymhareb C/N isel. Mae gan nitreiddio a dadnitreiddio tymor byr fanteision llai o slwtsh, amser adwaith byr ac arbed cyfaint yr adweithydd. Fodd bynnag, mae nitreiddio a dadnitreiddio tymor byr yn gofyn am gronni nitraid sefydlog a pharhaol, felly sut i atal gweithgaredd bacteria nitreiddio yn effeithiol yw'r allwedd.

④ Ocsidiad amonia anaerobig

Mae ammocsidiad anaerobig yn broses o ocsideiddio nitrogen amonia yn uniongyrchol i nitrogen gan facteria awtotroffig o dan yr amod hypocsia, gyda nitrogen nitraidd neu nitrogen nitraidd fel derbynnydd electronau.

Astudiwyd effeithiau tymheredd a pH ar weithgaredd biolegol anammoX. Dangosodd y canlyniadau mai'r tymheredd adwaith gorau posibl oedd 30℃ a bod y gwerth pH yn 7.8. Astudiwyd hyfywedd adweithydd ammoX anaerobig ar gyfer trin dŵr gwastraff halltedd uchel a nitrogen crynodiad uchel. Dangosodd y canlyniadau fod halltedd uchel yn atal gweithgaredd anammoX yn sylweddol, a bod yr ataliad hwn yn wrthdroadwy. Roedd gweithgaredd ammox anaerobig y slwtsh heb ei acclimateiddio 67.5% yn is na gweithgaredd y slwtsh rheoli o dan halltedd o 30g.L-1 (NaC1). Roedd gweithgaredd anammoX y slwtsh acclimateiddio 45.1% yn is na gweithgaredd y rheolaeth. Pan drosglwyddwyd y slwtsh acclimateiddio o amgylchedd halltedd uchel i amgylchedd halltedd isel (dim heli), cynyddodd gweithgaredd ammoX anaerobig 43.1%. Fodd bynnag, mae'r adweithydd yn dueddol o ddirywiad swyddogaeth pan fydd yn rhedeg mewn halltedd uchel am amser hir.

O'i gymharu â'r broses fiolegol draddodiadol, mae ammoX anaerobig yn dechnoleg tynnu nitrogen biolegol fwy darbodus heb unrhyw ffynhonnell garbon ychwanegol, galw isel am ocsigen, dim angen adweithyddion i niwtraleiddio, a llai o gynhyrchu slwtsh. Anfanteision ammox anaerobig yw bod cyflymder yr adwaith yn araf, bod cyfaint yr adweithydd yn fawr, ac mae'r ffynhonnell garbon yn anffafriol i amMOX anaerobig, sydd ag arwyddocâd ymarferol ar gyfer datrys y dŵr gwastraff nitrogen amonia sydd â bioddiraddadwyedd gwael.

4. proses gwahanu ac amsugno tynnu nitrogen

① dull gwahanu pilen

Y dull gwahanu pilen yw defnyddio athreiddedd dethol y bilen i wahanu'r cydrannau yn yr hylif yn ddetholus, er mwyn cyflawni'r pwrpas o gael gwared ar nitrogen amonia. Gan gynnwys osmosis gwrthdro, nanohidlo, dad-ammoneiddio pilen ac electrodialysis. Y ffactorau sy'n effeithio ar wahanu pilen yw nodweddion y bilen, pwysau neu foltedd, gwerth pH, ​​tymheredd a chrynodiad nitrogen amonia.

Yn ôl ansawdd dŵr dŵr gwastraff nitrogen amonia a ollyngir gan doddiwr daear prin, cynhaliwyd yr arbrawf osmosis gwrthdro gyda dŵr gwastraff efelychiedig NH4C1 a NaCI. Canfuwyd, o dan yr un amodau, fod gan osmosis gwrthdro gyfradd tynnu uwch o NaCI, tra bod gan NHCl gyfradd cynhyrchu dŵr uwch. Mae cyfradd tynnu NH4C1 yn 77.3% ar ôl triniaeth osmosis gwrthdro, y gellir ei ddefnyddio fel rhagdriniaeth dŵr gwastraff nitrogen amonia. Gall technoleg osmosis gwrthdro arbed ynni, sefydlogrwydd thermol da, ond mae ymwrthedd i glorin, ymwrthedd i lygredd yn wael.

Defnyddiwyd proses gwahanu pilen nanohidlo biocemegol i drin y trwytholch o'r safle tirlenwi, fel bod 85%~90% o'r hylif athraidd yn cael ei ryddhau yn ôl y safon, a dim ond 0%~15% o'r hylif carthion crynodedig a'r mwd a ddychwelwyd i'r tanc sbwriel. Triniodd Ozturki et al. drwytholch tirlenwi Odayeri yn Nhwrci gyda philen nanohidlo, ac roedd y gyfradd tynnu nitrogen amonia tua 72%. Mae angen pwysau is ar bilen nanohidlo na philen osmosis gwrthdro, ac mae'n hawdd ei gweithredu.

Defnyddir y system bilen tynnu amonia yn gyffredinol wrth drin dŵr gwastraff gyda nitrogen amonia uchel. Mae gan y nitrogen amonia yn y dŵr y cydbwysedd canlynol: NH4- +OH- = NH3 + H2O yn ystod gweithrediad, mae'r dŵr gwastraff sy'n cynnwys amonia yn llifo yng nghregyn y modiwl bilen, ac mae'r hylif sy'n amsugno asid yn llifo ym mhibell y modiwl bilen. Pan fydd pH y dŵr gwastraff yn cynyddu neu pan fydd y tymheredd yn codi, bydd y cydbwysedd yn symud i'r dde, ac mae'r ïon amoniwm NH4- yn dod yn NH3 nwyol rhydd. Ar yr adeg hon, gall NH3 nwyol fynd i mewn i'r cyfnod hylif amsugno asid yn y bibell o'r cyfnod dŵr gwastraff yn y gragen trwy'r microfandyllau ar wyneb y ffibr gwag, sy'n cael ei amsugno gan yr hydoddiant asid ac yn dod yn NH4- ïonig ar unwaith. Cadwch pH y dŵr gwastraff uwchlaw 10, a'r tymheredd uwchlaw 35 ° C (islaw 50 ° C), fel bod yr NH4 yn y cyfnod dŵr gwastraff yn dod yn NH3 yn barhaus i fudo'r cyfnod hylif amsugno. O ganlyniad, mae crynodiad nitrogen amonia yn ochr y dŵr gwastraff yn gostwng yn barhaus. Mae'r cyfnod hylif amsugno asid, oherwydd mai dim ond asid ac NH4- sydd yno, yn ffurfio halen amoniwm pur iawn, ac yn cyrraedd crynodiad penodol ar ôl cylchrediad parhaus, y gellir ei ailgylchu. Ar y naill law, gall defnyddio'r dechnoleg hon wella cyfradd tynnu nitrogen amonia mewn dŵr gwastraff yn fawr, ac ar y llaw arall, gall leihau cyfanswm cost gweithredu system trin dŵr gwastraff.

②dull electrodialysis

Mae electrodialysis yn ddull o gael gwared â solidau toddedig o doddiannau dyfrllyd trwy gymhwyso foltedd rhwng y parau pilen. O dan weithred foltedd, mae'r ïonau amonia ac ïonau eraill yn y dŵr gwastraff amonia-nitrogen yn cael eu cyfoethogi trwy'r bilen yn y dŵr crynodedig sy'n cynnwys amonia, er mwyn cyflawni'r pwrpas o gael gwared.

Defnyddiwyd y dull electrodialysis i drin dŵr gwastraff anorganig gyda chrynodiad uchel o nitrogen amonia a chyflawnwyd canlyniadau da. Ar gyfer dŵr gwastraff nitrogen amonia 2000-3000mg /L, gall y gyfradd tynnu nitrogen amonia fod yn fwy nag 85%, a gellir cael dŵr amonia crynodedig o 8.9%. Mae faint o drydan a ddefnyddir yn ystod gweithrediad electrodialysis yn gymesur â faint o nitrogen amonia yn y dŵr gwastraff. Nid yw triniaeth electrodialysis o ddŵr gwastraff wedi'i chyfyngu gan werth pH, ​​tymheredd a phwysau, ac mae'n hawdd ei weithredu.

Manteision gwahanu pilenni yw adferiad uchel o nitrogen amonia, gweithrediad syml, effaith driniaeth sefydlog a dim llygredd eilaidd. Fodd bynnag, wrth drin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel, ac eithrio'r bilen heb amoni, mae pilenni eraill yn hawdd eu graddio a'u tagu, ac mae adfywio a golchi'n ôl yn aml, gan gynyddu'r gost trin. Felly, mae'r dull hwn yn fwy addas ar gyfer rhag-driniaeth neu ddŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad isel.

③ Dull cyfnewid ïonau

Mae dull cyfnewid ïonau yn ddull o gael gwared ar nitrogen amonia o ddŵr gwastraff trwy ddefnyddio deunyddiau sydd ag amsugno dethol cryf o ïonau amonia. Y deunyddiau amsugno a ddefnyddir yn gyffredin yw carbon wedi'i actifadu, seolit, montmorillonit a resin cyfnewid. Mae seolit ​​yn fath o silico-alwminad gyda strwythur gofodol tri dimensiwn, strwythur mandwll rheolaidd a thyllau, ac ymhlith y rhain mae gan clinoptilolit gapasiti amsugno dethol cryf ar gyfer ïonau amonia a phris isel, felly fe'i defnyddir yn gyffredin fel deunydd amsugno ar gyfer dŵr gwastraff nitrogen amonia mewn peirianneg. Mae'r ffactorau sy'n effeithio ar effaith trin clinoptilolit yn cynnwys maint gronynnau, crynodiad nitrogen amonia mewnlifol, amser cyswllt, gwerth pH ac yn y blaen.

Mae effaith amsugno seolit ​​ar nitrogen amonia yn amlwg, ac yna ranit, ac mae effaith pridd a cheramit yn wael. Y prif ffordd o gael gwared ar nitrogen amonia o seolit ​​yw cyfnewid ïonau, ac mae'r effaith amsugno ffisegol yn fach iawn. Mae effaith cyfnewid ïonau ceramit, pridd a ranit yn debyg i'r effaith amsugno ffisegol. Gostyngodd capasiti amsugno'r pedwar llenwr gyda chynnydd tymheredd yn yr ystod 15-35 ℃, a chynyddodd gyda chynnydd gwerth pH yn yr ystod 3-9. Cyrhaeddwyd y cydbwysedd amsugno ar ôl osgiliad 6 awr.

Astudiwyd ymarferoldeb tynnu nitrogen amonia o drwytholch tirlenwi trwy amsugno seolit. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos bod gan bob gram o seolit ​​botensial amsugno cyfyngedig o 15.5mg o nitrogen amonia, pan fo maint gronynnau seolit ​​yn 30-16 rhwyll, mae cyfradd tynnu nitrogen amonia yn cyrraedd 78.5%, ac o dan yr un amser amsugno, dos a maint gronynnau seolit, po uchaf yw crynodiad y nitrogen amonia sy'n dod i mewn, yr uchaf yw'r gyfradd amsugno, ac mae'n ymarferol i seolit ​​fel amsugnydd dynnu nitrogen amonia o'r drwytholch. Ar yr un pryd, nodir bod cyfradd amsugno nitrogen amonia gan seolit ​​yn isel, ac mae'n anodd i seolit ​​gyrraedd capasiti amsugno dirlawnder mewn gweithrediad ymarferol.

Astudiwyd effaith tynnu gwely seolit ​​biolegol ar nitrogen, COD a llygryddion eraill mewn carthffosiaeth pentref efelychiedig. Mae'r canlyniadau'n dangos bod cyfradd tynnu nitrogen amonia gan wely seolit ​​biolegol yn fwy na 95%, a bod tynnu nitrogen nitrad yn cael ei effeithio'n fawr gan yr amser preswylio hydrolig.

Mae gan y dull cyfnewid ïonau fanteision buddsoddiad bach, proses syml, gweithrediad cyfleus, ansensitifrwydd i wenwyn a thymheredd, ac ailddefnyddio seolit ​​trwy adfywio. Fodd bynnag, wrth drin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad uchel, mae'r adfywio yn aml, sy'n dod ag anghyfleustra i'r llawdriniaeth, felly mae angen ei gyfuno â dulliau trin nitrogen amonia eraill, neu ei ddefnyddio i drin dŵr gwastraff nitrogen amonia crynodiad isel.

Gwneuthurwr a Chyflenwr Zeolite 4A Cyfanwerthu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)