Chimica è prucessu per a rimozione di l'azotu ammoniacale da l'acqua

1.Chì ghjè l'azotu ammoniacale ?

L'azotu ammoniacale si riferisce à l'ammonia in forma d'ammonia libera (o ammonia non ionica, NH3) o ammonia ionica (NH4+). pH più altu è proporzione più alta d'ammonia libera; À u cuntrariu, a proporzione di sale d'ammonia hè alta.

L'azotu ammoniacale hè un nutriente in l'acqua, chì pò purtà à l'eutrofizazione di l'acqua, è hè u principale inquinante chì cunsuma ossigenu in l'acqua, chì hè tossicu per i pesci è certi organismi acquatichi.

L'effettu principale dannusu di l'azotu ammoniacale nantu à l'organismi acquatichi hè l'ammoniaca libera, chì a so tossicità hè decine di volte più grande di quella di u sale d'ammoniu, è aumenta cù l'aumentu di l'alcalinità. A tossicità di l'azotu ammoniacale hè strettamente ligata à u valore di pH è à a temperatura di l'acqua di a piscina, in generale, più altu hè u valore di pH è a temperatura di l'acqua, più forte hè a tossicità.

Dui metudi culurimetrichi di sensibilità apprussimativa cumunimenti usati per determinà l'ammoniaca sò u metudu classicu di u reagente Nessler è u metudu fenol-ipocloritu. E titrazioni è i metudi elettrichi sò ancu cumunimenti usati per determinà l'ammoniaca; Quandu u cuntenutu di azotu ammoniacale hè altu, si pò ancu aduprà u metudu di titrazione di distillazione. (I standard naziunali includenu u metudu di u reagente di Nath, a spettrofotometria di l'acidu salicilicu, u metudu di distillazione - titrazione)

2. Prucessu di rimuzione di l'azotu fisicu è chimicu

① Metudu di precipitazione chimica

U metudu di precipitazione chimica, cunnisciutu ancu cum'è metudu di precipitazione MAP, hè di aghjunghje magnesiu è acidu fosforicu o fosfatu d'idrogenu à l'acqua di scaricu chì cuntene azotu ammoniacale, in modu chì NH4+ in l'acqua di scaricu reagisce cù Mg+ è PO4- in una soluzione acquosa per generà precipitazione di fosfatu d'ammoniu è magnesiu, a formula moleculare hè MgNH4P04.6H20, in modu da ottene u scopu di rimuovere l'azotu ammoniacale. U fosfatu d'ammoniu è magnesiu, cumunimenti cunnisciutu cum'è struvite, pò esse adupratu cum'è compost, additivu per u terrenu o ritardante di fiamma per a custruzione di prudutti strutturali. L'equazione di reazione hè a seguente:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

I principali fattori chì influenzanu l'effettu di u trattamentu di a precipitazione chimica sò u valore di u pH, a temperatura, a cuncentrazione di l'azotu ammoniacale è u rapportu molare (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). I risultati mostranu chì quandu u valore di u pH hè 10 è u rapportu molare di magnesiu, azotu è fosforu hè 1,2:1:1,2, l'effettu di u trattamentu hè megliu.

Aduprendu u cloruru di magnesiu è u fosfatu disodicu di l'idrogenu cum'è agenti precipitanti, i risultati mostranu chì l'effettu di u trattamentu hè megliu quandu u valore di pH hè 9,5 è u rapportu molare di magnesiu, azotu è fosforu hè 1,2: 1: 1.

I risultati mostranu chì MgC12+Na3PO4.12H20 hè superiore à altre cumminazzioni d'agenti precipitanti. Quandu u valore di pH hè 10.0, a temperatura hè 30 ℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, a cuncentrazione di massa di azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu dopu avè agitatu per 30 minuti hè ridutta da 222 mg/L prima di u trattamentu à 17 mg/L, è u tassu di rimuzione hè di 92.3%.

U metudu di precipitazione chimica è u metudu di membrana liquida sò stati cumminati per u trattamentu di l'acqua usata à alta concentrazione di azotu ammoniacale industriale. In e cundizioni di ottimizazione di u prucessu di precipitazione, u tassu di rimuzione di l'azotu ammoniacale hà righjuntu u 98,1%, è dopu un ulteriore trattamentu cù u metudu di film liquidu hà riduttu a concentrazione di azotu ammoniacale à 0,005 g/L, righjunghjendu u standard naziunale di emissioni di prima classe.

L'effettu di rimuzione di ioni metallichi bivalenti (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) diversi da Mg+ nantu à l'azotu ammoniacale sottu l'azione di u fosfatu hè statu studiatu. Un novu prucessu di precipitazione di CaSO4-precipitazione di MAP hè statu prupostu per l'acqua di scaricu di sulfatu d'ammoniu. I risultati mostranu chì u regulatore tradiziunale NaOH pò esse rimpiazzatu da a calce.

U vantaghju di u metudu di precipitazione chimica hè chì quandu a cuncentrazione di l'acqua di scaricu à azotu ammoniacale hè alta, l'applicazione di altri metudi hè limitata, cum'è u metudu biologicu, u metudu di clorurazione di u puntu di rottura, u metudu di separazione di membrana, u metudu di scambiu ionicu, ecc. In questu mumentu, u metudu di precipitazione chimica pò esse adupratu per u pretrattamentu. L'efficienza di rimuzione di u metudu di precipitazione chimica hè megliu, è ùn hè micca limitata da a temperatura, è l'operazione hè simplice. U fangu precipitatu chì cuntene fosfatu di magnesiu ammoniu pò esse adupratu cum'è fertilizante cumpostu per realizà l'utilizazione di i rifiuti, cumpensendu cusì una parte di u costu; S'ellu pò esse cumminatu cù alcune imprese industriali chì producenu acqua di scaricu à fosfatu è imprese chì producenu salamoia salina, pò risparmià i costi farmaceutichi è facilità l'applicazione à grande scala.

U svantaghju di u metudu di precipitazione chimica hè chì, per via di a restrizione di u pruduttu di solubilità di u fosfatu di magnesiu ammoniu, dopu chì l'azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu hà righjuntu una certa cuncentrazione, l'effettu di rimuzione ùn hè micca evidente è u costu di l'input hè assai aumentatu. Dunque, u metudu di precipitazione chimica deve esse adupratu in cumbinazione cù altri metudi adatti per u trattamentu avanzatu. A quantità di reagente adupratu hè grande, u fangu pruduttu hè grande è u costu di u trattamentu hè altu. L'introduzione di ioni cloruri è fosforu residuale durante a dosa di chimichi pò facilmente causà inquinamentu secundariu.

Produttore è Fornitore di Sulfatu d'Aluminiu à l'ingrossu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Produttore è Fornitore di Fosfatu di Sodiu Dibasicu à l'ingrossu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

② metudu di soffiu

A rimuzione di l'azotu ammoniacale per mezu di u metudu di soffiu hè di aghjustà u valore di pH à alcalinu, in modu chì l'ione ammoniacale in l'acqua di scaricu sia cunvertitu in ammoniacale, in modu chì esiste principalmente in forma d'ammoniacale libera, è dopu l'ammoniacale libera sia estratta da l'acqua di scaricu attraversu u gas vettore, in modu da ottene u scopu di rimuovere l'azotu ammoniacale. I principali fattori chì influenzanu l'efficienza di u soffiu sò u valore di pH, a temperatura, u rapportu gas-liquidu, a velocità di flussu di gas, a cuncentrazione iniziale è cusì. Attualmente, u metudu di soffiu hè largamente utilizatu in u trattamentu di l'acqua di scaricu cù alta cuncentrazione d'azotu ammoniacale.

Hè stata studiata a rimuzione di l'azotu ammoniacale da u lixiviatu di discarica per mezu di u metudu di sfogu. Hè statu trovu chì i fattori chjave chì cuntrolanu l'efficienza di u sfogu eranu a temperatura, u rapportu gas-liquidu è u valore di pH. Quandu a temperatura di l'acqua hè più grande di 2590, u rapportu gas-liquidu hè circa 3500, è u pH hè circa 10,5, a velocità di rimuzione pò ghjunghje à più di 90% per u lixiviatu di discarica cù una cuncentrazione di azotu ammoniacale finu à 2000-4000 mg/L. I risultati mostranu chì quandu u pH = 11,5, a temperatura di stripping hè 80 cC è u tempu di stripping hè 120 min, a velocità di rimuzione di l'azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu pò ghjunghje à 99,2%.

L'efficienza di u soffiu di l'acqua usata à alta concentrazione d'azotu ammoniacale hè stata realizata per mezu di una torre di soffiu in contracorrente. I risultati anu dimustratu chì l'efficienza di u soffiu aumentava cù l'aumentu di u valore di u pH. Più grande hè u rapportu gas-liquidu, più grande hè a forza motrice di u trasferimentu di massa di stripping di l'ammoniaca, è ancu l'efficienza di stripping aumenta.

A rimuzione di l'azotu ammoniacale per mezu di u metudu di soffiu hè efficace, faciule da aduprà è faciule da cuntrullà. L'azotu ammoniacale soffiatu pò esse adupratu cum'è assorbitore cù l'acidu sulfuricu, è i soldi di l'acidu sulfuricu generati ponu esse aduprati cum'è fertilizante. U metudu di soffiu hè una tecnulugia cumunamente aduprata per a rimuzione fisica è chimica di l'azotu attualmente. Tuttavia, u metudu di soffiu hà alcuni svantaghji, cum'è a frequente incrustazione in a torre di soffiu, a bassa efficienza di rimuzione di l'azotu ammoniacale à bassa temperatura è l'inquinamentu secundariu causatu da u gas di soffiu. U metudu di soffiu hè generalmente cumminatu cù altri metudi di trattamentu di l'acqua residuale à azotu ammoniacale per pretrattà l'acqua residuale à alta concentrazione di azotu ammoniacale.

③Clorurazione di u puntu di rottura

U mecanismu di eliminazione di l'ammoniaca per clorazione di u puntu di rottura hè chì u gasu di cloru reagisce cù l'ammoniaca per pruduce gasu d'azotu innocu, è N2 scappa in l'atmosfera, facendu chì a fonte di reazione cuntinui à diritta. A formula di reazione hè:

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

Quandu u gasu di cloru hè trasferitu in l'acqua di scaricu finu à un certu puntu, u cuntenutu di cloru liberu in l'acqua hè bassu, è a cuncentrazione di ammonia hè zero. Quandu a quantità di gasu di cloru passa u puntu, a quantità di cloru liberu in l'acqua aumenterà, dunque, u puntu hè chjamatu puntu di rottura, è a clorurazione in questu statu hè chjamata clorurazione di u puntu di rottura.

U metudu di clorurazione di u puntu di rottura hè adupratu per trattà l'acqua di scaricu di perforazione dopu à u soffiu di azotu ammoniacale, è l'effettu di u trattamentu hè direttamente affettatu da u prucessu di soffiu di azotu ammoniacale di pretrattamentu. Quandu u 70% di l'azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu hè eliminatu da u prucessu di soffiu è dopu trattatu da a clorurazione di u puntu di rottura, a cuncentrazione di massa di azotu ammoniacale in l'effluente hè menu di 15 mg / L. Zhang Shengli et al. anu pigliatu l'acqua di scaricu simulata di azotu ammoniacale cù una cuncentrazione di massa di 100 mg / L cum'è ughjettu di ricerca, è i risultati di a ricerca anu dimustratu chì i fattori principali è secundarii chì influenzanu a rimuzione di l'azotu ammoniacale per ossidazione di l'ipocloritu di sodiu eranu u rapportu quantitativu di cloru à l'azotu ammoniacale, u tempu di reazione è u valore di pH.

U metudu di clorurazione di u puntu di rottura hà una alta efficienza di rimuzione di l'azotu, a velocità di rimuzione pò ghjunghje à u 100%, è a cuncentrazione di l'ammoniaca in l'acqua di scaricu pò esse ridutta à zeru. L'effettu hè stabile è ùn hè micca affettatu da a temperatura; Menu equipaggiamentu d'investimentu, risposta rapida è cumpleta; Hà l'effettu di sterilizazione è disinfezione nantu à u corpu d'acqua. U scopu di l'applicazione di u metudu di clorurazione di u puntu di rottura hè chì a cuncentrazione di l'acqua di scaricu cù azotu ammoniacale hè inferiore à 40 mg / L, dunque u metudu di clorurazione di u puntu di rottura hè principalmente adupratu per u trattamentu avanzatu di l'acqua di scaricu cù azotu ammoniacale. L'esigenza di usu è almacenamentu sicuru hè alta, u costu di trattamentu hè altu, è i sottoprodotti cloramine è organici clorurati causeranu inquinamentu secundariu.

④ metudu d'ossidazione catalitica

U metudu d'ossidazione catalitica hè per via di l'azione di un catalizatore, sottu una certa temperatura è pressione, per via di l'ossidazione di l'aria, a materia urganica è l'ammoniaca in l'acqua di scaricu ponu esse ossidate è decomposte in sustanzi innocui cum'è CO2, N2 è H2O, per ottene u scopu di a purificazione.

I fattori chì influenzanu l'effettu di l'ossidazione catalitica sò e caratteristiche di u catalizatore, a temperatura, u tempu di reazione, u valore di pH, a cuncentrazione di azotu ammoniacale, a pressione, l'intensità di agitazione è cusì via.

U prucessu di degradazione di l'azotu ammoniacale ozonizatu hè statu studiatu. I risultati anu dimustratu chì quandu u valore di u pH aumentava, si pruducia un tipu di radicale HO cù una forte capacità d'ossidazione, è a velocità d'ossidazione era significativamente accelerata. I studii mostranu chì l'ozonu pò ossidà l'azotu ammoniacale in nitriti è nitriti in nitrati. A cuncentrazione di l'azotu ammoniacale in l'acqua diminuisce cù l'aumentu di u tempu, è a velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale hè di circa 82%. CuO-Mn02-Ce02 hè statu utilizatu cum'è catalizatore cumpostu per trattà l'acqua di scaricu di azotu ammoniacale. I risultati sperimentali mostranu chì l'attività d'ossidazione di u catalizatore cumpostu appena preparatu hè significativamente migliurata, è e cundizioni di prucessu adatte sò 255 ℃, 4,2 MPa è pH = 10,8. In u trattamentu di l'acqua di scaricu di azotu ammoniacale cù una cuncentrazione iniziale di 1023 mg / L, a velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale pò ghjunghje à 98% in 150 minuti, righjunghjendu u standard naziunale di scaricu secundariu (50 mg / L).

A prestazione catalitica di u fotocatalizatore TiO2 supportatu da zeolite hè stata studiata studiendu a velocità di degradazione di l'azotu ammoniacale in una soluzione di acidu sulfuricu. I risultati mostranu chì a dosa ottima di fotocatalizatore TiO2/zeolite hè 1,5 g/L è u tempu di reazione hè 4 ore sottu irradiazione ultravioletta. A velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale da l'acqua di scaricu pò ghjunghje à 98,92%. Hè statu studiatu l'effettu di rimozione di u diossidu di ferru è di nano-chin sottu luce ultravioletta nantu à l'azotu fenolico è ammoniacale. I risultati mostranu chì a velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale hè 97,5% quandu pH = 9,0 hè applicatu à a soluzione di azotu ammoniacale cù a cuncentrazione di 50 mg/L, chì hè 7,8% è 22,5% più alta di quella di u diossidu di ferru o di chin solu.

U metudu d'ossidazione catalitica hà i vantaghji di una alta efficienza di purificazione, un prucessu simplice, una piccula superficia di u fondu, ecc., è hè spessu adupratu per trattà l'acqua residuale d'azotu ammoniacale à alta concentrazione. A difficultà di l'applicazione hè cumu prevene a perdita di catalizatore è a prutezzione da a currusione di l'attrezzatura.

⑤ metudu d'ossidazione elettrochimica

U metudu di l'ossidazione elettrochimica si riferisce à u metudu di eliminazione di inquinanti in l'acqua aduprendu l'elettrossidazione cù attività catalitica. I fattori influenti sò a densità di corrente, a portata d'entrata, u tempu di uscita è u tempu di suluzione puntuale.

L'ossidazione elettrochimica di l'acqua usata ammonia-azotu in una cellula elettrolitica à flussu circulante hè stata studiata, induve u pusitivu hè l'elettricità di a rete Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 è u negativu hè l'elettricità di a rete Ti. I risultati mostranu chì quandu a cuncentrazione di ioni cloruru hè 400 mg/L, a cuncentrazione iniziale di azotu ammoniacale hè 40 mg/L, a velocità di flussu influente hè 600 mL/min, a densità di corrente hè 20 mA/cm, è u tempu elettroliticu hè 90 min, a velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale hè 99,37%. Questu mostra chì l'ossidazione elettrolitica di l'acqua usata ammonia-azotu hà una bona prospettiva d'applicazione.

3. Prucessu di rimuzione di l'azotu biochimicu

①tutta a nitrificazione è a denitrificazione

A nitrificazione è a denitrificazione di u prucessu cumpletu hè un tipu di metudu biologicu chì hè statu largamente utilizatu per un bellu pezzu oghje. Cunverte l'azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu in azotu per mezu di una seria di reazzioni cum'è a nitrificazione è a denitrificazione sottu l'azione di diversi microorganismi, in modu da ottene u scopu di u trattamentu di l'acqua di scaricu. U prucessu di nitrificazione è denitrificazione per eliminà l'azotu ammoniacale deve passà per duie tappe:

Reazione di nitrificazione: A reazione di nitrificazione hè cumpletata da microorganismi autotrofi aerobi. In u statu aerobicu, l'azotu inorganicu hè adupratu cum'è fonte d'azotu per cunvertisce NH4+ in NO2-, è dopu hè ossidatu in NO3-. U prucessu di nitrificazione pò esse divisu in duie tappe. In a seconda tappa, u nitrite hè cunvertitu in nitrate (NO3-) da i batteri nitrificanti, è u nitrite hè cunvertitu in nitrate (NO3-) da i batteri nitrificanti.

Reazione di denitrificazione: A reazione di denitrificazione hè u prucessu in u quale i batteri denitrificanti riducenu l'azotu di nitriti è l'azotu di nitrati à azotu gassoso (N2) in u statu d'ipossia. I batteri denitrificanti sò microrganismi eterotrofi, a maiò parte di i quali appartenenu à batteri anfittici. In u statu d'ipossia, utilizanu l'ossigenu in u nitratu cum'è accettore di elettroni è a materia urganica (cumpunente BOD in l'acque di scaricu) cum'è donatore di elettroni per furnisce energia è esse ossidati è stabilizzati.

L'applicazioni di l'ingegneria di nitrificazione è denitrificazione di tuttu u prucessu includenu principalmente AO, A2O, fossatu d'ossidazione, ecc., chì hè un metudu più maturu utilizatu in l'industria di rimozione biologica di l'azotu.

Tuttu u metudu di nitrificazione è denitrificazione hà i vantaghji di un effettu stabile, un funziunamentu simplice, nisuna inquinamentu secundariu è un costu bassu. Stu metudu hà ancu qualchi svantaghji, cum'è a fonte di carbone deve esse aghjunta quandu u rapportu C/N in l'acqua di scaricu hè bassu, l'esigenza di temperatura hè relativamente stretta, l'efficienza hè bassa à bassa temperatura, l'area hè grande, a dumanda d'ossigenu hè grande, è alcune sustanzi dannosi cum'è l'ioni di metalli pesanti anu un effettu pressante nantu à i microorganismi, chì devenu esse eliminati prima di realizà u metudu biologicu. Inoltre, l'alta concentrazione di azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu hà ancu un effettu inhibitoriu nantu à u prucessu di nitrificazione. Dunque, u pretrattamentu deve esse realizatu prima di u trattamentu di l'acqua di scaricu à alta concentrazione di azotu ammoniacale in modu chì a concentrazione di l'acqua di scaricu à azotu ammoniacale sia inferiore à 500 mg/L. U metudu biologicu tradiziunale hè adattatu per u trattamentu di l'acqua di scaricu à bassa concentrazione di azotu ammoniacale chì cuntene materia urganica, cum'è l'acqua di scaricu domestica, l'acqua di scaricu chimica, ecc.

② Nitrificazione è denitrificazione simultanea (SND)

Quandu a nitrificazione è a denitrificazione sò realizate inseme in u listessu reattore, si chjama denitrificazione à digestione simultanea (SND). L'ossigenu dissoltu in l'acqua di scaricu hè limitatu da a velocità di diffusione per pruduce un gradiente d'ossigenu dissoltu in l'area di u microambiente nantu à u floc o biofilm microbianu, ciò chì rende u gradiente d'ossigenu dissoltu nantu à a superficia esterna di u floc o biofilm microbianu propiziu à a crescita è a propagazione di batteri nitrificanti aerobici è batteri ammoniacanti. Più in fondu in u floc o in a membrana, più bassa hè a cuncentrazione d'ossigenu dissoltu, risultendu in una zona anossica induve i batteri denitrificanti dominanu. Cusì si forma un prucessu di digestione è denitrificazione simultanea. I fattori chì influenzanu a digestione è a denitrificazione simultanea sò u valore di pH, a temperatura, l'alcalinità, a fonte di carbone organicu, l'ossigenu dissoltu è l'età di i fanghi.

Una nitrificazione/denitrificazione simultanea esisteva in u fossu d'ossidazione di u Carrousel, è a cuncentrazione di l'ossigenu dissoltu trà a girante aerata in u fossu d'ossidazione di u Carrousel hè diminuita gradualmente, è l'ossigenu dissoltu in a parte inferiore di u fossu d'ossidazione di u Carrousel era più bassu chè quellu in a parte superiore. I tassi di furmazione è di cunsumu di l'azotu nitratu in ogni parte di u canale sò guasi uguali, è a cuncentrazione di l'azotu ammoniacale in u canale hè sempre assai bassa, ciò chì indica chì e reazioni di nitrificazione è denitrificazione si verificanu simultaneamente in u canale d'ossidazione di u Carrousel.

U studiu nantu à u trattamentu di l'acque residuali domestiche mostra chì più altu hè u CODCr, più cumpleta hè a denitrificazione è megliu hè a rimuzione di l'azotu trinitriu (TN). L'effettu di l'ossigenu dissoltu nantu à a nitrificazione è a denitrificazione simultanee hè grande. Quandu l'ossigenu dissoltu hè cuntrullatu à 0,5 ~ 2 mg / L, l'effettu tutale di rimuzione di l'azotu hè bonu. À u listessu tempu, u metudu di nitrificazione è denitrificazione risparmia u reattore, accurta u tempu di reazione, hà un bassu cunsumu energeticu, risparmia l'investimentu è hè faciule mantene u valore di pH stabile.

③ Digestione è denitrificazione à corta distanza

In u listessu reattore, i batteri chì ossidanu l'ammoniaca sò aduprati per ossidà l'ammoniaca in nitrite in cundizioni aerobiche, è dopu u nitrite hè direttamente denitrificatu per pruduce azotu cù materia urganica o fonte di carbone esterna cum'è donatore di elettroni in cundizioni d'ipossia. I fattori d'influenza di a nitrificazione è di a denitrificazione à corta distanza sò a temperatura, l'ammoniaca libera, u valore di pH è l'ossigenu dissoltu.

Effettu di a temperatura nantu à a nitrificazione à cortu termine di l'acque di scaricu municipali senza acqua di mare è di l'acque di scaricu municipali cù 30% d'acqua di mare. I risultati sperimentali mostranu chì: per l'acque di scaricu municipali senza acqua di mare, l'aumentu di a temperatura hè favurevule à ottene una nitrificazione à cortu termine. Quandu a proporzione di acqua di mare in l'acque di scaricu domestiche hè di 30%, a nitrificazione à cortu termine pò esse ottenuta megliu in cundizioni di temperatura media. L'Università di Tecnulugia di Delft hà sviluppatu u prucessu SHARON, l'usu di alta temperatura (circa 30-4090) hè favurevule à a proliferazione di batteri nitriti, affinchì i batteri nitriti perdino a cumpetizione, mentre chì cuntrullendu l'età di u fangu per eliminà i batteri nitriti, affinchì a reazione di nitrificazione si verifichi in u stadiu di nitriti.

Basatu annantu à a diffarenza di l'affinità di l'ossigenu trà i batteri di nitriti è i batteri di nitriti, u Laboratoriu di Ecologia Microbiana di Gent hà sviluppatu u prucessu OLAND per ottene l'accumulazione di azotu di nitriti cuntrullendu l'ossigenu dissoltu per eliminà i batteri di nitriti.

I risultati di a prova pilotu di u trattamentu di l'acqua usata di coking per nitrificazione è denitrificazione à corta distanza mostranu chì quandu e concentrazioni di COD influente, azotu ammoniacale, TN è fenolu sò 1201,6, 510,4, 540,1 è 110,4 mg/L, e concentrazioni medie di COD, azotu ammoniacale, TN è fenolu di l'effluente sò 197,1, 14,2, 181,5 è 0,4 mg/L, rispettivamente. I tassi di rimozione currispondenti eranu 83,6%, 97,2%, 66,4% è 99,6%, rispettivamente.

U prucessu di nitrificazione è denitrificazione à corta distanza ùn passa micca per a fase di nitrati, risparmiendu a fonte di carbone necessaria per a rimozione biologica di l'azotu. Hà certi vantaghji per l'acqua di scaricu cù azotu ammoniacale cù un bassu rapportu C/N. A nitrificazione è denitrificazione à corta distanza hà i vantaghji di menu fanghi, un tempu di reazione cortu è un risparmiu di vulume di reattore. Tuttavia, a nitrificazione è denitrificazione à corta distanza richiedenu un accumulu stabile è durevule di nitriti, dunque cumu inibisce efficacemente l'attività di i batteri nitrificanti diventa a chjave.

④ Ossidazione anaerobica di l'ammoniaca

L'ammossidazione anaerobica hè un prucessu d'ossidazione diretta di l'azotu ammoniacale in azotu da i batteri autotrofi in cundizioni d'ipossia, cù azotu nitru o azotu nitru cum'è accettore di elettroni.

L'effetti di a temperatura è di u pH nantu à l'attività biologica di l'anammoX sò stati studiati. I risultati anu dimustratu chì a temperatura di reazione ottima era di 30 ℃ è u valore di pH era di 7,8. Hè stata studiata a fattibilità di u reattore ammoX anaerobicu per u trattamentu di l'acqua residuale à alta salinità è alta concentrazione di azotu. I risultati anu dimustratu chì l'alta salinità hà inibitu significativamente l'attività di l'anammoX, è sta inibizione era reversibile. L'attività anaerobica di l'ammox di u fangu micca acclimatatu era 67,5% più bassa di quella di u fangu di cuntrollu sottu a salinità di 30 g.L-1 (NaC1). L'attività di l'anammoX di u fangu acclimatatu era 45,1% più bassa di quella di u cuntrollu. Quandu u fangu acclimatatu hè statu trasferitu da un ambiente à alta salinità à un ambiente à bassa salinità (senza salamoia), l'attività anaerobica di l'ammoX hè aumentata di 43,1%. Tuttavia, u reattore hè propensu à un declinu di funzione quandu funziona in alta salinità per un bellu pezzu.

In paragone cù u prucessu biologicu tradiziunale, ammoX anaerobicu hè una tecnulugia di rimuzione di l'azotu biologicu più ecunomica senza fonte di carbone supplementaria, bassa dumanda d'ossigenu, nisuna necessità di reagenti per neutralizà è menu pruduzzione di fanghi. I svantaghji di l'ammox anaerobicu sò chì a velocità di reazione hè lenta, u vulume di u reattore hè grande è a fonte di carbone hè sfavurevule à l'amMOX anaerobicu, chì hà un significatu praticu per risolve l'acqua di scaricu à base d'azotu ammoniacale cù una scarsa biodegradabilità.

4. Prucessu di rimuzione di l'azotu di separazione è adsorbimentu

① metudu di separazione di membrana

U metudu di separazione di a membrana hè di utilizà a permeabilità selettiva di a membrana per separà selettivamente i cumpunenti in u liquidu, in modu da ottene u scopu di a rimuzione di l'azotu ammoniacale. Include l'osmosi inversa, a nanofiltrazione, a membrana di deammoniazione è l'elettrodialisi. I fattori chì influenzanu a separazione di a membrana sò e caratteristiche di a membrana, a pressione o a tensione, u valore di pH, a temperatura è a cuncentrazione di l'azotu ammoniacale.

Sicondu a qualità di l'acqua di l'acqua di scaricu à l'azotu ammoniacale scaricata da a fonderia di terre rare, l'esperimentu di osmosi inversa hè statu realizatu cù acqua di scaricu simulata di NH4C1 è NaCI. Hè statu trovu chì, in e stesse cundizioni, l'osmosi inversa hà un tassu di rimozione più altu di NaCI, mentre chì NHCl hà un tassu di pruduzzione d'acqua più altu. U tassu di rimozione di NH4C1 hè di 77,3% dopu u trattamentu di osmosi inversa, chì pò esse adupratu cum'è pretrattamentu di l'acqua di scaricu à l'azotu ammoniacale. A tecnulugia di l'osmosi inversa pò risparmià energia, hà una bona stabilità termica, ma hè resistente à u cloru è à l'inquinamentu scarsa.

Un prucessu di separazione di membrana di nanofiltrazione biochimica hè statu utilizatu per trattà u lixiviatu di a discarica, in modu chì 85% ~ 90% di u liquidu permeabile hè statu scaricatu secondu a norma, è solu 0% ~ 15% di u liquidu di fognatura è di u fangu cuncintrati sò stati restituiti à u tank di basura. Ozturki et al. anu trattatu u lixiviatu di a discarica di Odayeri in Turchia cù una membrana di nanofiltrazione, è a velocità di rimozione di l'azotu ammoniacale era di circa 72%. A membrana di nanofiltrazione richiede una pressione più bassa chè a membrana di osmosi inversa, hè faciule da aduprà.

U sistema di membrana chì elimina l'ammoniaca hè generalmente utilizatu in u trattamentu di l'acqua usata cù un altu cuntenutu d'azotu ammoniacale. L'azotu ammoniacale in l'acqua hà u seguente equilibriu: NH4- +OH-= NH3 + H2O in funziunamentu, l'acqua usata chì cuntene ammonia scorre in u gusciu di u modulu di membrana, è u liquidu chì assorbe l'acidu scorre in u tubu di u modulu di membrana. Quandu u pH di l'acqua usata aumenta o a temperatura aumenta, l'equilibriu si sposta à diritta, è l'ione ammoniu NH4- diventa u NH3 gassosu liberu. In questu mumentu, u NH3 gassosu pò entre in a fase liquida d'assorbimentu acidu in u tubu da a fase di l'acqua usata in u gusciu attraversu i micropori nantu à a superficia di a fibra cava, chì hè assorbita da a suluzione acida è diventa immediatamente NH4- ionicu. Mantene u pH di l'acqua usata sopra à 10, è a temperatura sopra à 35 ° C (sottu à 50 ° C), in modu chì l'NH4 in a fase di l'acqua usata diventerà continuamente NH3 versu a migrazione di a fase liquida d'assorbimentu. Di cunsiguenza, a cuncentrazione di azotu ammoniacale in u latu di l'acqua usata diminuisce continuamente. A fase liquida d'assorbimentu di l'acidu, perchè ci hè solu acidu è NH4-, forma un sale d'ammoniu assai puru, è righjunghje una certa cuncentrazione dopu a circulazione cuntinua, chì pò esse riciclata. Da una parte, l'usu di sta tecnulugia pò migliurà assai a velocità di rimuzione di l'azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu, è da l'altra parte, pò riduce u costu operativu tutale di u sistema di trattamentu di l'acqua di scaricu.

② metudu di elettrodialisi

L'elettrodialisi hè un metudu di rimuzione di i solidi dissolti da e soluzioni acquose applicendu una tensione trà e coppie di membrane. Sottu l'azione di a tensione, l'ioni d'ammoniaca è altri ioni in l'acqua di scaricu ammoniaca-azotu sò arricchiti attraversu a membrana in l'acqua cuncintrata chì cuntene ammoniaca, in modu da ottene u scopu di rimuzione.

U metudu di l'elettrodialisi hè statu utilizatu per trattà l'acqua di scaricu inorganica cù una alta cuncentrazione di azotu ammoniacale è hà ottenutu boni risultati. Per l'acqua di scaricu cù azotu ammoniacale di 2000-3000 mg / L, a velocità di rimuzione di l'azotu ammoniacale pò esse più di 85%, è l'acqua ammoniacale cuncintrata pò esse ottenuta di 8,9%. A quantità di elettricità cunsumata durante l'operazione di elettrodialisi hè proporzionale à a quantità di azotu ammoniacale in l'acqua di scaricu. U trattamentu di l'elettrodialisi di l'acqua di scaricu ùn hè micca limitatu da u valore di pH, a temperatura è a pressione, è hè faciule da operà.

I vantaghji di a separazione à membrana sò l'alta recuperazione di l'azotu ammoniacale, l'operazione simplice, l'effettu di trattamentu stabile è nisuna inquinamentu secundariu. Tuttavia, in u trattamentu di l'acqua residuale di azotu ammoniacale à alta concentrazione, eccettu per a membrana deammoniata, altre membrane sò facili da incrustà è intasà, è a rigenerazione è u controlavaggio sò frequenti, aumentendu u costu di u trattamentu. Dunque, questu metudu hè più adattatu per u pretrattamentu o l'acqua residuale di azotu ammoniacale à bassa concentrazione.

③ Metudu di scambiu ionicu

U metudu di scambiu ionicu hè un metudu per eliminà l'azotu ammoniacale da l'acqua di scaricu aduprendu materiali cù una forte adsorbimentu selettivu di ioni ammoniacale. I materiali d'adsorbimentu cumunemente usati sò u carbone attivatu, a zeolite, a montmorillonite è a resina di scambiu. A zeolite hè un tipu di silico-aluminatu cù una struttura spaziale tridimensionale, una struttura di pori regulari è fori, frà i quali a clinoptilolite hà una forte capacità d'adsorbimentu selettivu per l'ioni ammoniacale è un prezzu bassu, dunque hè cumunemente usata cum'è materiale d'adsorbimentu per l'acqua di scaricu cù azotu ammoniacale in ingegneria. I fattori chì influenzanu l'effettu di trattamentu di a clinoptilolite includenu a dimensione di e particelle, a cuncentrazione d'azotu ammoniacale influente, u tempu di cuntattu, u valore di pH è cusì.

L'effettu d'adsorbimentu di a zeolite nantu à l'azotu ammoniacale hè evidenti, seguitatu da a ranite, è l'effettu di a terra è di a ceramisite hè scarsu. U modu principale per caccià l'azotu ammoniacale da a zeolite hè u scambiu ionicu, è l'effettu d'adsorbimentu fisicu hè assai chjucu. L'effettu di scambiu ionicu di a ceramite, di a terra è di a ranite hè simile à l'effettu d'adsorbimentu fisicu. A capacità d'adsorbimentu di i quattru riempitivi hè diminuita cù l'aumentu di a temperatura in l'intervallu di 15-35 ℃, è hè aumentata cù l'aumentu di u valore di pH in l'intervallu di 3-9. L'equilibriu d'adsorbimentu hè statu righjuntu dopu à 6 ore d'oscillazione.

Hè stata studiata a fattibilità di a rimuzione di l'azotu ammoniacale da u lixiviatu di discarica per adsorbimentu di zeolite. I risultati sperimentali mostranu chì ogni grammu di zeolite hà un putenziale di adsorbimentu limitatu di 15,5 mg di azotu ammoniacale, quandu a dimensione di e particelle di zeolite hè 30-16 mesh, u tassu di rimozione di l'azotu ammoniacale righjunghji u 78,5%, è sottu à u listessu tempu di adsorbimentu, dosaggio è dimensione di e particelle di zeolite, più alta hè a cuncentrazione di azotu ammoniacale influente, più altu hè u tassu di adsorbimentu, è hè fattibile per a zeolite cum'è adsorbente di rimuovere l'azotu ammoniacale da u lixiviatu. À u listessu tempu, hè statu signalatu chì u tassu di adsorbimentu di l'azotu ammoniacale da a zeolite hè bassu, è hè difficiule per a zeolite di ghjunghje à a capacità di adsorbimentu di saturazione in funziunamentu praticu.

L'effettu di rimuzione di u lettu di zeolite biologicu nantu à l'azotu, u COD è altri inquinanti in l'acque di scaricu di u paese simulate hè statu studiatu. I risultati mostranu chì u tassu di rimuzione di l'azotu ammoniacale da u lettu di zeolite biologicu hè più di 95%, è a rimuzione di l'azotu nitratu hè assai influenzata da u tempu di residenza idraulica.

U metudu di scambiu ionicu hà i vantaghji di un picculu investimentu, un prucessu simplice, un funziunamentu convenientu, l'insensibilità à u velenu è à a temperatura, è u riutilizazione di a zeolite per rigenerazione. Tuttavia, quandu si tratta l'acqua residuale di azotu ammoniacale à alta concentrazione, a rigenerazione hè frequente, ciò chì porta inconvenienti à l'operazione, dunque deve esse cumminata cù altri metudi di trattamentu di l'azotu ammoniacale, o aduprata per trattà l'acqua residuale di azotu ammoniacale à bassa concentrazione.

Produttore è Fornitore di Zeolite 4A à l'ingrossu | EVERBRIGHT (cnchemist.com)