Hóa chất và quy trình loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước

1. Nitơ amoniac là gì?

Amoniac nitơ đề cập đến amoniac dưới dạng amoniac tự do (hoặc amoniac không ion, NH3) hoặc amoniac ion (NH4+). PH cao hơn và tỷ lệ amoniac tự do cao hơn; Ngược lại, tỷ lệ muối amoni cao.

Amoniac nitơ là một chất dinh dưỡng trong nước, có thể dẫn đến sự phú dưỡng của nước, và là chất gây ô nhiễm oxy chính trong nước, độc hại đối với cá và một số sinh vật dưới nước.

Tác động chính của nitơ amoniac đối với các sinh vật dưới nước là amoniac tự do, có độc tính của chúng là hàng chục lần lớn hơn so với muối amoni và tăng theo độ kiềm. Độc tính amoniac nitơ có liên quan chặt chẽ đến giá trị pH và nhiệt độ nước của nước hồ, nói chung, giá trị pH và nhiệt độ nước càng cao thì độc tính càng mạnh.

Hai phương pháp so màu độ nhạy gần đúng thường được sử dụng để xác định amoniac là phương pháp thuốc thử nessler cổ điển và phương pháp phenol-hypochlorite. Chuẩn độ và phương pháp điện cũng thường được sử dụng để xác định amoniac; Khi hàm lượng nitơ amoniac cao, phương pháp chuẩn độ chưng cất cũng có thể được sử dụng. (Tiêu chuẩn quốc gia bao gồm phương pháp thuốc thử của Nath, quang phổ axit salicylic, chưng cất - Phương pháp chuẩn độ)

2. Quá trình loại bỏ nitơ hóa học và hóa học

Phương pháp kết tủa hóa học

Phương pháp kết tủa hóa học, còn được gọi là phương pháp kết tủa MAP, là thêm magiê và axit photphoric hoặc hydro phosphate vào nước thải có chứa nitơ amoniac, do đó NH4+ trong nước thải phản ứng với Mg+ và PO4- nitơ. Magiê ammonium phosphate, thường được gọi là struvite, có thể được sử dụng làm phân hữu cơ, phụ gia đất hoặc chất chống cháy để xây dựng các sản phẩm kết cấu. Phương trình phản ứng như sau:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả điều trị của kết tủa hóa học là giá trị pH, nhiệt độ, nồng độ nitơ amoniac và tỷ lệ mol (N (Mg+): N (NH4+): N (P04-)). Kết quả cho thấy rằng khi giá trị pH là 10 và tỷ lệ mol của magiê, nitơ và phốt pho là 1,2: 1: 1.2, hiệu quả điều trị tốt hơn.

Sử dụng magiê clorua và disodium hydro phosphate làm chất kết tủa, kết quả cho thấy hiệu quả điều trị tốt hơn khi giá trị pH là 9,5 và tỷ lệ mol của magiê, nitơ và phốt pho là 1,2: 1: 1.

Kết quả cho thấy MGC12+NA3PO4.12H20 vượt trội so với các kết hợp tác nhân kết tủa khác. Khi giá trị pH là 10,0, nhiệt độ là 30 ℃, N (Mg+): N (NH4+): N (P04-) = 1: 1: 1, nồng độ khối lượng của nitơ amoniac trong nước thải sau khi khuấy trong 30 phút giảm từ 222mg/L trước khi xử lý đến 17mg/L, và tỷ lệ loại bỏ.

Phương pháp kết tủa hóa học và phương pháp màng chất lỏng được kết hợp để xử lý nước thải nitơ amoniac công nghiệp nồng độ cao. Trong các điều kiện tối ưu hóa quá trình kết tủa, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac đạt 98,1%, và sau đó điều trị thêm với phương pháp màng lỏng làm giảm nồng độ amoniac nitơ xuống 0,005g/L, đạt tiêu chuẩn phát thải hạng nhất quốc gia.

Tác dụng loại bỏ của các ion kim loại hóa trị hai (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) khác với Mg+trên nitơ amoniac dưới tác động của phốt phát đã được nghiên cứu. Một quá trình mới của kết tủa kết tủa CASO4 đã được đề xuất cho nước thải ammonium sulfate. Kết quả cho thấy bộ điều chỉnh NaOH truyền thống có thể được thay thế bằng vôi.

Ưu điểm của phương pháp kết tủa hóa học là khi nồng độ nước thải nitơ amoniac cao, việc áp dụng các phương pháp khác bị hạn chế, chẳng hạn như phương pháp sinh học, phương pháp clo điểm ngắt, phương pháp tách màng, phương pháp trao đổi ion, v.v. Hiệu quả loại bỏ của phương pháp kết tủa hóa học là tốt hơn, và nó không bị giới hạn bởi nhiệt độ, và hoạt động rất đơn giản. Bùn kết tủa chứa magiê amoni phosphate có thể được sử dụng như một phân bón tổng hợp để nhận ra việc sử dụng chất thải, do đó bù đắp một phần của chi phí; Nếu nó có thể được kết hợp với một số doanh nghiệp công nghiệp sản xuất nước thải phốt phát và các doanh nghiệp sản xuất nước muối muối, nó có thể tiết kiệm chi phí dược phẩm và tạo điều kiện cho ứng dụng quy mô lớn.

Nhược điểm của phương pháp kết tủa hóa học là do sự hạn chế của sản phẩm hòa tan của ammonium magiê phosphate, sau khi nitơ amoniac trong nước thải đạt đến nồng độ nhất định, hiệu quả loại bỏ là không rõ ràng và chi phí đầu vào được tăng lên rất nhiều. Do đó, phương pháp kết tủa hóa học nên được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác phù hợp để điều trị nâng cao. Lượng thuốc thử được sử dụng là lớn, bùn được sản xuất là lớn và chi phí xử lý cao. Sự ra đời của các ion clorua và phốt pho dư trong quá trình dùng hóa chất có thể dễ dàng gây ô nhiễm thứ phát.

Nhà sản xuất và nhà cung cấp nhôm bán buôn | Everbright (cnchemist.com)

Nhà sản xuất và nhà cung cấp Natri Phosphate bán buôn DIBASIC | Everbright (cnchemist.com)

Phương thức tắt

Việc loại bỏ nitơ amoniac bằng phương pháp thổi là điều chỉnh giá trị pH thành kiềm, do đó ion amoniac trong nước thải được chuyển đổi thành amoniac, do đó nó chủ yếu tồn tại dưới dạng amoniac tự do, và sau đó amoniac tự do được lấy ra khỏi nước thải thông qua khí mang. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu quả thổi là giá trị pH, nhiệt độ, tỷ lệ khí-lỏng, tốc độ dòng khí, nồng độ ban đầu, v.v. Hiện tại, phương pháp thổi được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải với nồng độ cao của nitơ amoniac.

Việc loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước rỉ rác bằng phương pháp xả nước đã được nghiên cứu. Nó đã được tìm thấy rằng các yếu tố chính kiểm soát hiệu quả của thổi tắt là nhiệt độ, tỷ lệ khí lỏng và giá trị pH. Khi nhiệt độ nước lớn hơn 2590, tỷ lệ chất lỏng khí là khoảng 3500 và độ pH khoảng 10,5, tốc độ loại bỏ có thể đạt hơn 90% đối với nước rỉ rác với nồng độ nitơ amoniac cao tới 2000-4000mg/L. Kết quả cho thấy khi pH = 11,5, nhiệt độ tước là 80cc và thời gian tước là 120 phút, tốc độ loại bỏ nitơ amoniac trong nước thải có thể đạt 99,2%.

Hiệu quả thổi của nước thải nitơ amoniac nồng độ cao được thực hiện bởi tháp thổi ngược. Kết quả cho thấy hiệu quả thổi tăng tăng lên với sự gia tăng giá trị pH. Tỷ lệ chất lỏng khí càng lớn thì động lực của việc truyền khối amoniac càng lớn, và hiệu quả tước cũng tăng.

Việc loại bỏ nitơ amoniac bằng phương pháp thổi có hiệu quả, dễ vận hành và dễ kiểm soát. Nitơ amoniac bị thổi có thể được sử dụng như một chất hấp thụ với axit sunfuric và tiền axit sunfuric được tạo ra có thể được sử dụng làm phân bón. Phương pháp thổi tắt là một công nghệ thường được sử dụng để loại bỏ nitơ vật lý và hóa học hiện tại. Tuy nhiên, phương pháp thổi tắt có một số nhược điểm, chẳng hạn như tỷ lệ thường xuyên trong tháp xả, hiệu quả loại bỏ nitơ amoniac thấp ở nhiệt độ thấp và ô nhiễm thứ cấp do khí thổi. Phương pháp thổi ra thường được kết hợp với các phương pháp xử lý nước thải nitơ amoniac khác để xử lý nước thải nitơ amoniac tăng nồng độ cao.

③break điểm clo

Cơ chế loại bỏ amoniac bằng clo điểm ngắt là khí clo phản ứng với amoniac để tạo ra khí nitơ vô hại và N2 thoát vào khí quyển, làm cho nguồn phản ứng tiếp tục sang phải. Công thức phản ứng là:

HOCL NH4 + + 1.5 -> 0,5 N2 H20 H20 H20 H20 H20 H20

Khi khí clo được chuyển vào nước thải đến một điểm nhất định, hàm lượng clo tự do trong nước là thấp và nồng độ amoniac bằng không. Khi lượng khí clo vượt qua điểm, lượng clo tự do trong nước sẽ tăng lên, do đó, điểm được gọi là điểm ngắt và sự clo ở trạng thái này được gọi là clo điểm ngắt.

Phương pháp clo điểm đột phá được sử dụng để xử lý nước thải sau khi thổi nitơ amoniac và hiệu quả xử lý bị ảnh hưởng trực tiếp bởi quá trình thổi nitơ amoniac tiền xử lý. Khi 70% nitơ amoniac trong nước thải được loại bỏ bằng quá trình thổi và sau đó được xử lý bằng clo điểm ngắt, nồng độ khối lượng của nitơ amoniac trong nước thải là dưới 15mg/L. Zhang Shengli et al. Nước thải nitơ amoniac mô phỏng với nồng độ khối lượng 100mg/L là đối tượng nghiên cứu và kết quả nghiên cứu cho thấy các yếu tố chính và thứ cấp ảnh hưởng đến việc loại bỏ nitơ amoniac bằng oxy hóa natri hypochlorite là tỷ lệ lượng clo so với nitơ amoniac, thời gian phản ứng và giá trị PH.

Phương pháp clo điểm đột phá có hiệu suất loại bỏ nitơ cao, tỷ lệ loại bỏ có thể đạt 100%và nồng độ amoniac trong nước thải có thể giảm xuống 0. Hiệu ứng ổn định và không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ; Thiết bị đầu tư ít hơn, phản ứng nhanh chóng và hoàn chỉnh; Nó có tác dụng khử trùng và khử trùng trên cơ thể nước. Phạm vi ứng dụng của phương pháp clo điểm đột phá là nồng độ nước thải nitơ amoniac nhỏ hơn 40mg/L, do đó, phương pháp clo điểm đột phá chủ yếu được sử dụng để xử lý tiên tiến của nước thải nitơ amoniac. Yêu cầu sử dụng và lưu trữ an toàn là cao, chi phí điều trị cao và các sản phẩm phụ chloramines và chất hữu cơ clo sẽ gây ô nhiễm thứ phát.

Phương pháp oxy hóa ccatalytic

Phương pháp oxy hóa xúc tác là thông qua tác động của chất xúc tác, dưới nhiệt độ và áp suất nhất định, thông qua quá trình oxy hóa không khí, chất hữu cơ và amoniac trong nước thải có thể được oxy hóa và phân hủy thành các chất vô hại như CO2, N2 và H2O, để đạt được mục đích tinh chế.

Các yếu tố ảnh hưởng đến ảnh hưởng của quá trình oxy hóa xúc tác là đặc điểm xúc tác, nhiệt độ, thời gian phản ứng, giá trị pH, nồng độ nitơ amoniac, áp suất, cường độ khuấy, v.v.

Quá trình suy thoái của nitơ amoniac ozonated đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy khi giá trị pH tăng, một loại gốc HO với khả năng oxy hóa mạnh đã được tạo ra và tốc độ oxy hóa được tăng tốc đáng kể. Các nghiên cứu cho thấy ozone có thể oxy hóa amoniac nitơ thành nitrite và nitrite thành nitrat. Nồng độ nitơ amoniac trong nước giảm khi tăng thời gian và tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac là khoảng 82%. CUO-MN02-CE02 đã được sử dụng làm chất xúc tác tổng hợp để xử lý nước thải nitơ amoniac. Kết quả thử nghiệm cho thấy hoạt động oxy hóa của chất xúc tác composite mới được chuẩn bị được cải thiện đáng kể và các điều kiện quy trình phù hợp là 255, 4.2MPa và pH = 10,8. Trong quá trình xử lý nước thải nitơ amoniac với nồng độ ban đầu là 1023mg/L, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac có thể đạt 98% trong vòng 150 phút, đạt tiêu chuẩn xả thải thứ cấp quốc gia (50mg/L).

Hiệu suất xúc tác của zeolite hỗ trợ photocatalyst TiO2 đã được nghiên cứu bằng cách nghiên cứu tốc độ thoái hóa của nitơ amoniac trong dung dịch axit sunfuric. Kết quả cho thấy rằng liều tối ưu của photocatalyst Ti02/ Zeolite là 1,5g/ L và thời gian phản ứng là 4H dưới sự chiếu xạ tia cực tím. Tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac từ nước thải có thể đạt 98,92%. Tác dụng loại bỏ của sắt cao và nano-chin dioxide dưới ánh sáng cực tím trên phenol và amoniac nitơ đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac là 97,5% khi pH = 9.0 được áp dụng cho dung dịch nitơ amoniac với nồng độ 50mg/L, cao hơn 7,8% và 22,5% so với chỉ riêng của sắt hoặc chi.

Phương pháp oxy hóa xúc tác có những ưu điểm của hiệu quả tinh chế cao, quy trình đơn giản, diện tích đáy nhỏ, v.v., và thường được sử dụng để xử lý nước thải nitơ amoniac nồng độ cao. Khó khăn của ứng dụng là làm thế nào để ngăn ngừa mất chất xúc tác và bảo vệ thiết bị ăn mòn.

Phương pháp oxy hóa điện hóa

Phương pháp oxy hóa điện hóa đề cập đến phương pháp loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước bằng cách sử dụng điện âm với hoạt động xúc tác. Các yếu tố ảnh hưởng là mật độ hiện tại, tốc độ dòng chảy đầu vào, thời gian đầu ra và thời gian giải pháp điểm.

Quá trình oxy hóa điện hóa của nước thải amoniac-nitơ trong một tế bào điện phân lưu lượng lưu hành đã được nghiên cứu, trong đó dương tính của mạng TI/Ru02-TiO2-IR02-SNO2 và âm là điện mạng Ti. Kết quả cho thấy rằng khi nồng độ ion clorua là 400mg/L, nồng độ nitơ amoniac ban đầu là 40mg/L, tốc độ dòng ảnh hưởng là 600mL/phút, mật độ hiện tại là 20mA/cm và thời gian điện phân là 90min, tốc độ loại bỏ amoniac. Nó cho thấy quá trình oxy hóa điện phân của nước thải amoniac-nitơ có triển vọng ứng dụng tốt.

3. Quá trình loại bỏ nitơ sinh hóa

Toàn bộ nitrat hóa và khử nitrat hóa

Nitrat hóa toàn bộ quá trình và khử nitrat là một loại phương pháp sinh học đã được sử dụng rộng rãi trong một thời gian dài hiện tại. Nó chuyển đổi nitơ amoniac trong nước thải thành nitơ thông qua một loạt các phản ứng như nitrat hóa và khử nitrat theo tác động của các vi sinh vật khác nhau, để đạt được mục đích xử lý nước thải. Quá trình nitrat hóa và khử nitrat để loại bỏ nitơ amoniac cần phải trải qua hai giai đoạn:

Phản ứng nitrat hóa: Phản ứng nitrat hóa được hoàn thành bởi các vi sinh vật tự động hiếu khí. Ở trạng thái hiếu khí, nitơ vô cơ được sử dụng làm nguồn nitơ để chuyển đổi NH4+ thành NO2-, và sau đó nó bị oxy hóa thành NO3-. Quá trình nitrat hóa có thể được chia thành hai giai đoạn. Trong giai đoạn thứ hai, nitrite được chuyển đổi thành nitrat (NO3-) bằng vi khuẩn nitrat hóa và nitrite được chuyển đổi thành nitrat (NO3-) bằng vi khuẩn nitrat hóa.

Phản ứng khử nitrat: Phản ứng khử nitrat là quá trình khử vitraction làm giảm nitrit nitơ và nitơ nitro thành nitơ khí (N2) trong tình trạng thiếu oxy. Vi khuẩn khử nitric là các vi sinh vật dị dưỡng, hầu hết thuộc về vi khuẩn amphictic. Ở trạng thái thiếu oxy, họ sử dụng oxy trong nitrat làm chất nhận electron và chất hữu cơ (thành phần BOD trong nước thải) làm nhà tài trợ điện tử để cung cấp năng lượng và bị oxy hóa và ổn định.

Toàn bộ các ứng dụng kỹ thuật nitrat hóa và khử nitrat hóa quá trình chủ yếu bao gồm AO, A2O, mương oxy hóa, v.v., đây là một phương pháp trưởng thành hơn được sử dụng trong ngành loại bỏ nitơ sinh học.

Toàn bộ phương pháp nitrat hóa và khử nitrat có lợi thế của hiệu ứng ổn định, hoạt động đơn giản, không có ô nhiễm thứ cấp và chi phí thấp. Phương pháp này cũng có một số nhược điểm, chẳng hạn như nguồn carbon phải được thêm vào khi tỷ lệ C/N trong nước thải thấp, nhu cầu nhiệt độ tương đối nghiêm ngặt, hiệu quả thấp ở nhiệt độ thấp, diện tích lớn, nhu cầu oxy lớn và một số chất có hại như các ion kim loại nặng. Ngoài ra, nồng độ cao của nitơ amoniac trong nước thải cũng có tác dụng ức chế quá trình nitrat hóa. Do đó, tiền xử lý nên được thực hiện trước khi xử lý nước thải nitơ amoniac nồng độ cao để nồng độ nước thải nitơ amoniac nhỏ hơn 500mg/L. Phương pháp sinh học truyền thống phù hợp để xử lý nước thải nitơ amoniac nồng độ thấp có chứa chất hữu cơ, chẳng hạn như nước thải trong nước, nước thải hóa học, v.v.

Nitrat hóa và khử nitrat hóa đồng thời (SND)

Khi quá trình nitrat hóa và khử nitrat được thực hiện cùng nhau trong cùng một lò phản ứng, nó được gọi là khử nitrat hóa tiêu hóa đồng thời (SND). Oxy hòa tan trong nước thải bị giới hạn bởi tốc độ khuếch tán để tạo ra một gradient oxy hòa tan trong vùng vi mô trên floc hoặc màng sinh học của vi sinh vật, làm cho độ dốc oxy hòa tan trên bề mặt bên ngoài của khối vi sinh vật hoặc sinh học. Càng sâu vào floc hoặc màng, nồng độ oxy hòa tan càng thấp, dẫn đến vùng anoxic nơi vi khuẩn khử nitrating chiếm ưu thế. Do đó hình thành quá trình tiêu hóa đồng thời và khử nitrat. Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu hóa đồng thời và khử nitrat là giá trị pH, nhiệt độ, độ kiềm, nguồn carbon hữu cơ, oxy hòa tan và tuổi bùn.

Nitrat hóa/khử nitrat hóa đồng thời tồn tại trong mương oxy hóa carrousel, và nồng độ oxy hòa tan giữa bánh công tác có sục khí trong mương oxy hóa carrousel giảm dần và oxy hòa tan ở phần dưới của mương oxy hóa carrousel thấp hơn ở phần trên. Tỷ lệ hình thành và tiêu thụ của nitơ nitrat trong mỗi phần của kênh là gần như bằng nhau và nồng độ nitơ amoniac trong kênh luôn rất thấp, điều này cho thấy các phản ứng nitrat hóa và khử nitrat hóa xảy ra đồng thời trong kênh oxy hóa carrousel.

Nghiên cứu về xử lý nước thải trong nước cho thấy CODCR càng cao, việc khử nitrat càng hoàn thành và loại bỏ TN càng tốt. Tác dụng của oxy hòa tan đối với quá trình nitrat hóa và khử nitrat hóa đồng thời là rất lớn. Khi oxy hòa tan được kiểm soát ở mức 0,5 ~ 2mg/L, tổng hiệu ứng loại bỏ nitơ là tốt. Đồng thời, phương pháp khử nitrat hóa và khử nitrat giúp tiết kiệm lò phản ứng, thu hẹp thời gian phản ứng, có mức tiêu thụ năng lượng thấp, tiết kiệm đầu tư và dễ dàng giữ cho giá trị pH ổn định.

Tiêu hóa và khử tiêu hóa trong phạm vi

Trong cùng một lò phản ứng, vi khuẩn oxy hóa amoniac được sử dụng để oxy hóa amoniac thành nitrite trong điều kiện hiếu khí, và sau đó nitrite được khử trùng trực tiếp để tạo ra nitơ với chất hữu cơ hoặc nguồn carbon bên ngoài làm chất hiến điện tử trong điều kiện thiếu oxy. Các yếu tố ảnh hưởng của quá trình nitrat hóa và khử nitrat tầm ngắn là nhiệt độ, amoniac tự do, giá trị pH và oxy hòa tan.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình nitrat hóa nước thải đô thị không có nước biển và nước thải thành phố với 30% nước biển. Các kết quả thí nghiệm cho thấy: Đối với nước thải của thành phố không có nước biển, việc tăng nhiệt độ có lợi để đạt được quá trình nitrat hóa tầm ngắn. Khi tỷ lệ nước biển trong nước thải trong nước là 30%, quá trình nitrat hóa tầm ngắn có thể đạt được tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ trung bình. Đại học Công nghệ Delft đã phát triển quá trình Sharon, việc sử dụng nhiệt độ cao (khoảng 30-4090) có lợi cho sự tăng sinh của vi khuẩn nitrite, do đó vi khuẩn nitrite mất cạnh tranh, trong khi bằng cách kiểm soát tuổi của bùn để loại bỏ vi khuẩn nitrite, do đó phản ứng nitrit trong giai đoạn nitrite.

Dựa trên sự khác biệt về ái lực oxy giữa vi khuẩn nitrite và vi khuẩn nitrite, Phòng thí nghiệm sinh thái vi sinh vật GEN đã phát triển quá trình OLAND để đạt được sự tích tụ của nitro nitro bằng cách kiểm soát oxy hòa tan để loại bỏ vi khuẩn nitrite.

Kết quả xét nghiệm thí điểm của việc xử lý nước thải bằng cách kết hợp bằng cách nitrat hóa và khử nitrat trong tầm ngắn cho thấy khi nồng độ COD, amoniac nitro, TN và Phenol là 1201.6,510.4.540.1 và 110.4mg 0,4mg/L, tương ứng. Tỷ lệ loại bỏ tương ứng lần lượt là 83,6%, 97,2%, 66,4%và 99,6%.

Quá trình nitrat hóa và khử nitrat trong phạm vi ngắn không đi qua giai đoạn nitrat, tiết kiệm nguồn carbon cần thiết để loại bỏ nitơ sinh học. Nó có một số ưu điểm nhất định đối với nước thải nitơ amoniac với tỷ lệ C/N thấp. Quá trình nitrat hóa và khử nitrat tầm ngắn có những ưu điểm của ít bùn, thời gian phản ứng ngắn và thể tích lò phản ứng tiết kiệm. Tuy nhiên, quá trình nitrat và khử nitrat tầm ngắn đòi hỏi sự tích lũy ổn định và lâu dài của nitrite, vì vậy làm thế nào để ức chế hiệu quả hoạt động của vi khuẩn nitrat hóa trở thành chìa khóa.

④ quá trình oxy hóa amoniac kỵ khí

Ammoxid hóa kỵ khí là một quá trình oxy hóa trực tiếp nitơ amoniac thành nitơ bởi vi khuẩn tự dưỡng trong tình trạng thiếu oxy, với nitơ nitơ hoặc nitơ nitơ như là chất nhận electron.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến hoạt động sinh học của Anammox đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy nhiệt độ phản ứng tối ưu là 30 và giá trị pH là 7,8. Tính khả thi của lò phản ứng ammox kỵ khí để xử lý độ mặn cao và nước thải nitơ nồng độ cao đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy độ mặn cao ức chế đáng kể hoạt động anammox, và sự ức chế này có thể đảo ngược. Hoạt tính ammox kỵ khí của bùn không được tính toán thấp hơn 67,5% so với bùn đối chứng dưới độ mặn 30G.L-1 (NAC1). Hoạt động anammox của bùn được củng cố thấp hơn 45,1% so với đối chứng. Khi bùn làm quen được chuyển từ môi trường có độ mặn cao sang môi trường có độ mặn thấp (không có nước muối), hoạt động ammox kỵ khí đã tăng 43,1%. Tuy nhiên, lò phản ứng dễ bị suy giảm chức năng khi nó chạy ở độ mặn cao trong một thời gian dài.

So với quá trình sinh học truyền thống, Amaerobic Ammox là một công nghệ loại bỏ nitơ sinh học tiết kiệm hơn, không có nguồn carbon bổ sung, nhu cầu oxy thấp, không cần thuốc thử để trung hòa và sản xuất bùn ít hơn. Nhược điểm của ammox kỵ khí là tốc độ phản ứng chậm, thể tích lò phản ứng lớn và nguồn carbon không thuận lợi đối với ammox kỵ khí, có ý nghĩa thực tế để giải quyết nước thải nitơ amoniac với khả năng phân hủy sinh học kém.

4. Quá trình loại bỏ nitơ hấp phụ và hấp phụ

Phương pháp tách màng

Phương pháp tách màng là sử dụng tính thấm chọn lọc của màng để tách chọn lọc các thành phần trong chất lỏng, để đạt được mục đích loại bỏ nitơ amoniac. Bao gồm thẩm thấu ngược, lọc nano, màng tế bào và điện điện. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tách màng là đặc tính màng, áp suất hoặc điện áp, giá trị pH, nhiệt độ và nồng độ nitơ amoniac.

Theo chất lượng nước của nước thải nitơ amoniac được thải ra bởi lò luyện đất hiếm, thí nghiệm thẩm thấu ngược được thực hiện với nước thải mô phỏng NH4C1 và NACI. Nó đã được tìm thấy rằng trong cùng một điều kiện, thẩm thấu ngược có tỷ lệ loại bỏ NACI cao hơn, trong khi NHCL có tỷ lệ sản xuất nước cao hơn. Tỷ lệ loại bỏ NH4C1 là 77,3% sau khi điều trị thẩm thấu ngược, có thể được sử dụng làm tiền xử lý nước thải nitơ amoniac. Công nghệ thẩm thấu ngược có thể tiết kiệm năng lượng, ổn định nhiệt tốt, nhưng kháng clo, kháng ô nhiễm là kém.

Một quá trình phân tách màng nano sinh hóa đã được sử dụng để xử lý nước rỉ rác, do đó 85% ~ 90% chất lỏng thấm được thải ra theo tiêu chuẩn, và chỉ có 0% ~ 15% chất lỏng nước thải cô đặc và bùn được trả lại cho bể chứa rác. Ozturki et al. đã xử lý nước rỉ rác của Odayeri ở Thổ Nhĩ Kỳ bằng màng nano, và tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac là khoảng 72%. Màng lọc nano đòi hỏi áp suất thấp hơn màng thẩm thấu ngược, dễ vận hành.

Hệ thống màng loại bỏ amoniac thường được sử dụng trong xử lý nước thải bằng nitơ amoniac cao. Nitơ amoniac trong nước có sự cân bằng sau: NH4- +OH- = NH3 +H2O đang hoạt động, nước thải chứa amoniac chảy trong lớp vỏ của mô-đun màng và chất lỏng hấp thụ axit trong ống của mô-đun màng. Khi độ pH của nước thải tăng hoặc nhiệt độ tăng, trạng thái cân bằng sẽ chuyển sang phải và ion ammonium NH4- trở thành NH3 khí miễn phí. Tại thời điểm này, NH3 khí có thể đi vào pha chất lỏng hấp thụ axit trong đường ống từ pha nước thải trong vỏ thông qua các micropores trên bề mặt của sợi rỗng, được hấp thụ bởi dung dịch axit và ngay lập tức trở thành ionic NH4-. Giữ độ pH của nước thải trên 10 và nhiệt độ trên 35 ° C (dưới 50 ° C), do đó NH4 trong pha nước thải sẽ liên tục trở thành NH3 với sự di chuyển pha chất lỏng hấp thụ. Kết quả là, nồng độ nitơ amoniac ở phía nước thải giảm liên tục. Pha chất lỏng hấp thụ axit, vì chỉ có axit và NH4-, tạo thành một loại muối amoni rất tinh khiết và đạt đến một nồng độ nhất định sau khi lưu thông liên tục, có thể được tái chế. Một mặt, việc sử dụng công nghệ này có thể cải thiện đáng kể tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac trong nước thải và mặt khác, nó có thể làm giảm tổng chi phí vận hành của hệ thống xử lý nước thải.

Phương pháp ②electrodialysis

Điện cực là một phương pháp loại bỏ các chất rắn hòa tan khỏi các dung dịch nước bằng cách áp dụng điện áp giữa các cặp màng. Dưới tác động của điện áp, các ion amoniac và các ion khác trong nước thải amoniac-nitơ được làm giàu qua màng trong nước cô đặc có chứa amoniac, để đạt được mục đích loại bỏ.

Phương pháp điện cực được sử dụng để xử lý nước thải vô cơ với nồng độ nitơ amoniac cao và đạt được kết quả tốt. Đối với nước thải nitơ amoniac 2000-3000mg /L, tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac có thể hơn 85%và nước amoniac đậm đặc có thể thu được 8,9%. Lượng điện được tiêu thụ trong quá trình hoạt động của điện cực tỷ lệ thuận với lượng nitơ amoniac trong nước thải. Xử lý điện từ nước thải không bị giới hạn bởi giá trị pH, nhiệt độ và áp suất, và rất dễ vận hành.

Ưu điểm của việc tách màng là sự phục hồi cao của nitơ amoniac, hoạt động đơn giản, hiệu quả điều trị ổn định và không có ô nhiễm thứ phát. Tuy nhiên, trong quá trình xử lý nước thải nitơ amoniac nồng độ cao, ngoại trừ màng tế bào, các màng khác rất dễ mở rộng và tắc nghẽn, và tái tạo và rửa ngược là thường xuyên, làm tăng chi phí điều trị. Do đó, phương pháp này phù hợp hơn để xử lý trước hoặc nước thải nitơ amoniac nồng độ thấp.

Phương pháp trao đổi ion

Phương pháp trao đổi ion là một phương pháp để loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước thải bằng cách sử dụng các vật liệu có sự hấp phụ chọn lọc mạnh mẽ của các ion amoniac. Các vật liệu hấp phụ thường được sử dụng là chất kích hoạt carbon, zeolite, montmorillonite và nhựa trao đổi. Zeolite là một loại silico-aluminate với cấu trúc không gian ba chiều, cấu trúc lỗ rỗng thông thường và lỗ hổng, trong đó Clinoptilolite có khả năng hấp phụ chọn lọc mạnh đối với các ion amoniac và giá thấp, vì vậy nó thường được sử dụng làm vật liệu hấp phụ đối với nước thải amoniac. Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng điều trị của Clinicoptilolite bao gồm kích thước hạt, nồng độ nitơ amoniac ảnh hưởng, thời gian tiếp xúc, giá trị pH, v.v.

Tác dụng hấp phụ của zeolite đối với nitơ amoniac là rõ ràng, tiếp theo là ranite, và tác dụng của đất và ceramisite là kém. Cách chính để loại bỏ nitơ amoniac khỏi zeolite là trao đổi ion và hiệu ứng hấp phụ vật lý là rất nhỏ. Hiệu ứng trao đổi ion của ceramite, đất và ranite tương tự như hiệu ứng hấp phụ vật lý. Khả năng hấp phụ của bốn chất độn giảm khi tăng nhiệt độ trong khoảng 15-35 và tăng theo giá trị pH trong phạm vi 3-9. Cân bằng hấp phụ đã đạt được sau khi dao động 6H.

Tính khả thi của việc loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước rỉ rác do sự hấp phụ zeolite đã được nghiên cứu. Kết quả thí nghiệm cho thấy rằng mỗi gram zeolite có khả năng hấp phụ hạn chế là 15,5mg amoniac nitơ, khi kích thước hạt zeolite là 30-16 lưới, tốc độ loại bỏ nitơ amoniac đạt tới 78,5%, và trong cùng một lượng hấp phụ, tăng tỷ lệ tăng cường độ ne là khả thi cho zeolite như một chất hấp phụ để loại bỏ nitơ amoniac khỏi nước rỉ. Đồng thời, người ta chỉ ra rằng tốc độ hấp phụ của nitơ amoniac bằng zeolite là thấp và rất khó để zeolite đạt được khả năng hấp phụ bão hòa trong hoạt động thực tế.

Hiệu quả loại bỏ của giường zeolite sinh học đối với nitơ, COD và các chất gây ô nhiễm khác trong nước thải làng mô phỏng đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy tỷ lệ loại bỏ nitơ amoniac bằng giường zeolite sinh học là hơn 95%và việc loại bỏ nitơ nitrat bị ảnh hưởng rất nhiều bởi thời gian cư trú thủy lực.

Phương pháp trao đổi ion có những ưu điểm của đầu tư nhỏ, quy trình đơn giản, hoạt động thuận tiện, không nhạy cảm với chất độc và nhiệt độ, và tái sử dụng zeolite bằng cách tái tạo. Tuy nhiên, khi xử lý nước thải nitơ amoniac nồng độ cao, việc tái tạo là thường xuyên, gây ra sự bất tiện cho hoạt động, do đó, nó cần được kết hợp với các phương pháp xử lý nitơ amoniac khác, hoặc được sử dụng để xử lý nước thải nitơ amoniac.

Nhà sản xuất và nhà cung cấp Bán buôn 4A Zeolite | Everbright (cnchemist.com)