1. Amonyak nitrojeni nedir?
Amonyak nitrojeni, serbest amonyak (veya iyonik olmayan amonyak, NH3) veya iyonik amonyak (NH4+) formundaki amonyağı ifade eder.Daha yüksek pH ve daha yüksek oranda serbest amonyak;Aksine amonyum tuzu oranı yüksektir.
Amonyak nitrojeni suda ötrofikasyona yol açabilen bir besin maddesidir ve balıklar ve bazı suda yaşayan organizmalar için toksik olan sudaki ana oksijen tüketen kirleticidir.
Amonyak nitrojeninin suda yaşayan organizmalar üzerindeki ana zararlı etkisi, toksisitesi amonyum tuzundan onlarca kat daha fazla olan ve alkaliliğin artmasıyla artan serbest amonyaktır.Amonyak nitrojen toksisitesi havuz suyunun pH değeri ve su sıcaklığı ile yakından ilişkilidir, genel olarak pH değeri ve su sıcaklığı ne kadar yüksek olursa toksisite o kadar güçlü olur.
Amonyağı belirlemek için yaygın olarak kullanılan yaklaşık iki duyarlılık kolorimetrik yöntemi, klasik Nessler reaktif yöntemi ve fenol-hipoklorit yöntemidir.Amonyağı belirlemek için titrasyonlar ve elektriksel yöntemler de yaygın olarak kullanılır;Amonyak nitrojen içeriği yüksek olduğunda damıtma titrasyon yöntemi de kullanılabilir.(Ulusal standartlar arasında Nath reaktif yöntemi, salisilik asit spektrofotometrisi, distilasyon – titrasyon yöntemi yer almaktadır)
2.Fiziksel ve kimyasal nitrojen giderme işlemi
① Kimyasal çökeltme yöntemi
MAP çökeltme yöntemi olarak da bilinen kimyasal çökeltme yöntemi, amonyak azotu içeren atık suya magnezyum ve fosforik asit veya hidrojen fosfatın eklenmesidir, böylece atık sudaki NH4+, amonyum magnezyum fosfat çökelmesi oluşturmak üzere sulu bir çözelti içinde Mg+ ve PO4- ile reaksiyona girer. Amonyak nitrojeninin uzaklaştırılması amacına ulaşmak için moleküler formül MgNH4P04.6H20'dir.Yaygın olarak struvit olarak bilinen magnezyum amonyum fosfat, yapısal ürünler oluşturmak için kompost, toprak katkı maddesi veya yangın geciktirici olarak kullanılabilir.Reaksiyon denklemi aşağıdaki gibidir:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Kimyasal çöktürmenin arıtma etkisini etkileyen ana faktörler pH değeri, sıcaklık, amonyak nitrojen konsantrasyonu ve molar orandır (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Sonuçlar, pH değeri 10 ve magnezyum, nitrojen ve fosforun molar oranı 1.2:1:1.2 olduğunda arıtma etkisinin daha iyi olduğunu göstermektedir.
Çökeltici maddeler olarak magnezyum klorür ve disodyum hidrojen fosfat kullanıldığında, sonuçlar, pH değeri 9,5 olduğunda ve magnezyum, nitrojen ve fosforun molar oranı 1,2:1:1 olduğunda arıtma etkisinin daha iyi olduğunu göstermektedir.
Sonuçlar MgC12+Na3PO4.12H20'nin diğer çökeltici madde kombinasyonlarından üstün olduğunu göstermektedir.pH değeri 10,0 olduğunda, sıcaklık 30°C olduğunda, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1 olduğunda, 30 dakika karıştırıldıktan sonra atık sudaki amonyak nitrojenin kütle konsantrasyonu azalır. tedavi öncesinde 222 mg/L'den 17 mg/L'ye ve uzaklaştırma oranı %92,3'tür.
Yüksek konsantrasyonlu endüstriyel amonyak azotlu atık suyun arıtımı için kimyasal çökeltme yöntemi ve sıvı membran yöntemi birleştirildi.Çöktürme prosesinin optimizasyon koşulları altında, amonyak nitrojeninin giderilme oranı %98,1'e ulaştı ve ardından sıvı film yöntemiyle yapılan ilave işlem, amonyak nitrojen konsantrasyonunu 0,005g/L'ye düşürerek ulusal birinci sınıf emisyon standardına ulaştı.
Mg+ dışındaki iki değerlikli metal iyonlarının (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) fosfat etkisi altında amonyak nitrojenini giderici etkisi araştırıldı.Amonyum sülfat atıksuları için yeni bir CaSO4 çökeltme-MAP çökeltme işlemi önerildi.Sonuçlar, geleneksel NaOH regülatörünün kireçle değiştirilebileceğini göstermektedir.
Kimyasal çökeltme yönteminin avantajı, amonyak azotlu atık suyun konsantrasyonu yüksek olduğunda biyolojik yöntem, kırılma noktası klorlama yöntemi, membran ayırma yöntemi, iyon değiştirme yöntemi vb. gibi diğer yöntemlerin uygulamasının sınırlı olmasıdır. Şu anda, Ön arıtma için kimyasal çöktürme yöntemi kullanılabilir.Kimyasal çökeltme yönteminin giderim verimliliği daha iyidir, sıcaklıkla sınırlı değildir ve işlem basittir.Magnezyum amonyum fosfat içeren çökeltilmiş çamur, atık kullanımını gerçekleştirmek için kompozit gübre olarak kullanılabilir, böylece maliyetin bir kısmı dengelenir;Fosfatlı atık su üreten bazı sanayi işletmeleri ve tuzlu su üreten işletmelerle birleştirilebilirse ilaç maliyetlerinden tasarruf sağlayabilir ve büyük ölçekli uygulamayı kolaylaştırabilir.
Kimyasal çökeltme yönteminin dezavantajı, amonyum magnezyum fosfatın çözünürlük ürününün kısıtlanması nedeniyle, atık sudaki amonyak azotu belirli bir konsantrasyona ulaştıktan sonra giderim etkisinin belirgin olmaması ve girdi maliyetinin büyük ölçüde artmasıdır.Bu nedenle kimyasal çöktürme yönteminin ileri arıtmaya uygun diğer yöntemlerle birlikte kullanılması gerekmektedir.Kullanılan reaktif miktarı fazla, üretilen çamur fazla ve arıtma maliyeti yüksektir.Kimyasalların dozlanması sırasında klorür iyonlarının ve artık fosforun eklenmesi kolaylıkla ikincil kirliliğe neden olabilir.
Toptan Alüminyum Sülfat Üretici ve Tedarikçi |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Toptan Dibazik Sodyum Fosfat Üretici ve Tedarikçi |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②boşaltma yöntemi
Amonyak nitrojeninin üfleme yöntemiyle uzaklaştırılması, pH değerini alkaliye ayarlamaktır, böylece atık sudaki amonyak iyonu amonyağa dönüştürülür, böylece esas olarak serbest amonyak formunda bulunur ve daha sonra serbest amonyak çıkarılır. Amonyak nitrojeninin giderilmesi amacına ulaşmak için atık suyun taşıyıcı gaz yoluyla.Üfleme verimliliğini etkileyen ana faktörler pH değeri, sıcaklık, gaz-sıvı oranı, gaz akış hızı, başlangıç konsantrasyonu vb.Şu anda, yüksek konsantrasyonda amonyak azotu içeren atık suyun arıtımında üfleme yöntemi yaygın olarak kullanılmaktadır.
Amonyak nitrojeninin çöp sızıntı suyundan üfleme yöntemiyle uzaklaştırılması araştırıldı.Blöfün etkinliğini kontrol eden temel faktörlerin sıcaklık, gaz-sıvı oranı ve pH değeri olduğu bulunmuştur.Su sıcaklığı 2590°C'den büyük olduğunda, gaz-sıvı oranı yaklaşık 3500 ve pH yaklaşık 10,5 olduğunda, 2000-4000mg/ kadar yüksek amonyak nitrojen konsantrasyonuna sahip depolama sahası sızıntı suyu için giderim oranı %90'ın üzerine çıkabilir. L.Sonuçlar, pH=11,5, sıyırma sıcaklığının 80cC ve sıyırma süresinin 120 dakika olduğu durumlarda atık sudaki amonyak nitrojeninin giderilme oranının %99,2'ye ulaşabileceğini göstermektedir.
Yüksek konsantrasyonlu amonyak azotlu atık suyun üfleme verimliliği ters akımlı üfleme kulesi ile gerçekleştirildi.Sonuçlar, pH değerinin artmasıyla üfleme verimliliğinin arttığını gösterdi.Gaz-sıvı oranı ne kadar büyük olursa, amonyak sıyırma kütle transferinin itici gücü de o kadar büyük olur ve sıyırma verimliliği de artar.
Amonyak nitrojeninin üfleme yöntemiyle uzaklaştırılması etkili, kullanımı kolay ve kontrolü kolaydır.Üflenen amonyak nitrojeni, sülfürik asit ile emici olarak kullanılabilir ve üretilen sülfürik asit parası, gübre olarak kullanılabilir.Blöf yöntemi günümüzde fiziksel ve kimyasal azot gideriminde yaygın olarak kullanılan bir teknolojidir.Ancak üfleme yönteminin, üfleme kulesinde sık sık kireçlenme olması, düşük sıcaklıkta amonyak nitrojen giderme veriminin düşük olması ve üfleme gazının neden olduğu ikincil kirlilik gibi bazı dezavantajları vardır.Üfleme yöntemi genellikle yüksek konsantrasyonlu amonyak nitrojen atık suyunun ön arıtımı için diğer amonyak nitrojen atıksu arıtma yöntemleriyle birleştirilir.
③Kırılma noktası klorlaması
Kırılma noktası klorlaması yoluyla amonyak giderme mekanizması, klor gazının amonyakla reaksiyona girerek zararsız nitrojen gazı üretmesi ve N2'nin atmosfere kaçarak reaksiyon kaynağının sağa doğru devam etmesini sağlamasıdır.Reaksiyon formülü şöyledir:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Klor gazı belirli bir noktaya kadar atık suya aktarıldığında sudaki serbest klor içeriği düşük, amonyak konsantrasyonu ise sıfır olur.Klor gazı miktarı bu noktayı geçtiğinde sudaki serbest klor miktarı artacağından bu noktaya kırılma noktası, bu durumdaki klorlamaya ise kırılma noktası klorlaması denir.
Kırılma noktası klorlama yöntemi, amonyak nitrojen üfleme sonrasında sondaj atık suyunun arıtılması için kullanılır ve arıtma etkisi, ön arıtma amonyak nitrojen üfleme işleminden doğrudan etkilenir.Atık sudaki amonyak nitrojeninin %70'i üfleme işlemiyle giderildiğinde ve daha sonra kırılma noktası klorlamayla arıtıldığında, atık sudaki amonyak nitrojeninin kütle konsantrasyonu 15 mg/L'den azdır.Zhang Shengli ve ark.araştırma nesnesi olarak 100 mg/L kütle konsantrasyonuna sahip simüle edilmiş amonyak nitrojen atık suyunu aldı ve araştırma sonuçları, amonyak nitrojeninin sodyum hipokloritin oksidasyonu yoluyla uzaklaştırılmasını etkileyen ana ve ikincil faktörlerin klorun amonyak nitrojene miktar oranı olduğunu gösterdi, reaksiyon süresi ve pH değeri.
Kırılma noktası klorlama yöntemi yüksek nitrojen giderme verimliliğine sahiptir, giderme oranı %100'e ulaşabilir ve atık sudaki amonyak konsantrasyonu sıfıra indirilebilir.Etki stabildir ve sıcaklıktan etkilenmez;Daha az yatırım ekipmanı, hızlı ve eksiksiz yanıt;Su kütlesi üzerinde sterilizasyon ve dezenfeksiyon etkisi vardır.Kırılma noktası klorlama yönteminin uygulama kapsamı, amonyak azotlu atık suyun konsantrasyonunun 40 mg/L'den az olmasıdır, bu nedenle kırılma noktası klorlama yöntemi çoğunlukla amonyak azotlu atık suyun ileri arıtımında kullanılır.Güvenli kullanım ve depolama gereksinimi yüksektir, arıtma maliyeti yüksektir ve yan ürünler kloraminler ve klorlu organikler ikincil kirliliğe neden olur.
④katalitik oksidasyon yöntemi
Katalitik oksidasyon yöntemi, belirli bir sıcaklık ve basınç altında, hava oksidasyonu yoluyla katalizörün etkisiyle, arıtma amacına ulaşmak için kanalizasyondaki organik madde ve amonyak oksitlenebilir ve CO2, N2 ve H2O gibi zararsız maddelere ayrıştırılabilir.
Katalitik oksidasyonun etkisini etkileyen faktörler; katalizör özellikleri, sıcaklık, reaksiyon süresi, pH değeri, amonyak nitrojen konsantrasyonu, basınç, karıştırma yoğunluğu vb.'dir.
Ozonlanmış amonyak nitrojeninin bozunma süreci incelenmiştir.Sonuçlar, pH değeri arttığında, güçlü oksidasyon kabiliyetine sahip bir tür H2O radikalinin üretildiğini ve oksidasyon hızının önemli ölçüde hızlandığını gösterdi.Çalışmalar ozonun amonyak nitrojenini nitrite ve nitriti nitrata oksitleyebildiğini göstermektedir.Sudaki amonyak azotunun konsantrasyonu zamanın artmasıyla azalır ve amonyak azotunun giderilme oranı yaklaşık %82'dir.CuO-Mn02-Ce02, amonyak azotlu atık suyun arıtılmasında kompozit katalizör olarak kullanıldı.Deney sonuçları, yeni hazırlanan kompozit katalizörün oksidasyon aktivitesinin önemli ölçüde arttığını ve uygun proses koşullarının 255°C, 4.2MPa ve pH=10.8 olduğunu göstermektedir.Başlangıç konsantrasyonu 1023 mg/L olan amonyak nitrojen atık suyunun arıtılmasında, amonyak nitrojenin giderilme oranı 150 dakika içinde %98'e ulaşarak ulusal ikincil (50 mg/L) deşarj standardına ulaşabilir.
Zeolit destekli TiO2 fotokatalizörünün katalitik performansı, sülfürik asit çözeltisindeki amonyak nitrojeninin bozunma hızı incelenerek araştırıldı.Sonuçlar, Ti02/zeolit fotokatalizörün optimal dozajının 1,5g/L olduğunu ve ultraviyole ışınlama altında reaksiyon süresinin 4 saat olduğunu göstermektedir.Amonyak nitrojeninin atık sudan uzaklaştırılma oranı %98,92'ye ulaşabilir.Ultraviyole ışık altında yüksek demir ve nano-chin dioksitin fenol ve amonyak nitrojeni üzerindeki giderim etkisi araştırıldı.Sonuçlar, 50 mg/L konsantrasyonlu amonyak nitrojen çözeltisine pH=9,0 uygulandığında amonyak nitrojen giderim oranının %97,5 olduğunu göstermektedir; bu oran, tek başına yüksek demir veya Çin dioksitinkinden %7,8 ve %22,5 daha yüksektir.
Katalitik oksidasyon yöntemi, yüksek saflaştırma verimliliği, basit işlem, küçük taban alanı vb. gibi avantajlara sahiptir ve genellikle yüksek konsantrasyonlu amonyak nitrojen atık suyunun arıtılmasında kullanılır.Uygulamanın zorluğu, katalizör kaybının ve ekipmanın korozyona karşı korunmasının nasıl önleneceğidir.
⑤elektrokimyasal oksidasyon yöntemi
Elektrokimyasal oksidasyon yöntemi, katalitik aktiviteye sahip elektrooksidasyon kullanılarak sudaki kirleticilerin uzaklaştırılması yöntemini ifade eder.Etkileyen faktörler akım yoğunluğu, giriş akış hızı, çıkış süresi ve nokta çözüm süresidir.
Dolaşımdaki bir elektrolitik hücrede amonyak-azot atık suyunun elektrokimyasal oksidasyonu incelendi; burada pozitif, Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 ağ elektriği ve negatif, Ti ağ elektriğidir.Sonuçlar, klorür iyonu konsantrasyonu 400 mg/L olduğunda, başlangıç amonyak nitrojen konsantrasyonunun 40 mg/L, giriş akış hızının 600 mL/dak, akım yoğunluğunun 20 mA/cm ve elektrolitik sürenin 90 dakika, amonyak olduğunu göstermektedir. nitrojen giderim oranı %99,37'dir.Amonyak-azot atık suyunun elektrolitik oksidasyonunun iyi bir uygulama beklentisine sahip olduğunu göstermektedir.
3. Biyokimyasal nitrojen giderme işlemi
①tüm nitrifikasyon ve denitrifikasyon
Tüm proses nitrifikasyon ve denitrifikasyon, günümüzde uzun süredir yaygın olarak kullanılan bir tür biyolojik yöntemdir.Atık su arıtma amacına ulaşmak için, çeşitli mikroorganizmaların etkisi altında nitrifikasyon ve denitrifikasyon gibi bir dizi reaksiyon yoluyla atık sudaki amonyak nitrojenini nitrojene dönüştürür.Amonyak nitrojenini uzaklaştırmak için nitrifikasyon ve denitrifikasyon işleminin iki aşamadan geçmesi gerekir:
Nitrifikasyon reaksiyonu: Nitrifikasyon reaksiyonu aerobik ototrofik mikroorganizmalar tarafından tamamlanır.Aerobik durumda, NH4+'yı NO2-'ye dönüştürmek için nitrojen kaynağı olarak inorganik nitrojen kullanılır ve daha sonra NO3-'ye oksitlenir.Nitrifikasyon prosesi iki aşamaya ayrılabilir.İkinci aşamada nitrit, nitrifikasyon bakterileri tarafından nitrata (NO3-), nitrit ise nitrifikasyon bakterileri tarafından nitrata (NO3-) dönüştürülür.
Denitrifikasyon reaksiyonu: Denitrifikasyon reaksiyonu, denitrifikasyon bakterilerinin hipoksi durumunda nitrit nitrojeni ve nitrat nitrojeni gaz halindeki nitrojene (N2) indirgediği süreçtir.Denitrifikasyon bakterileri, çoğu amfiktik bakterilere ait olan heterotrofik mikroorganizmalardır.Hipoksi durumunda, enerji sağlamak ve oksitlenmek ve stabilize olmak için elektron alıcısı olarak nitrattaki oksijeni ve elektron donörü olarak organik maddeyi (kanalizasyondaki BOD bileşeni) kullanırlar.
Nitrifikasyon ve denitrifikasyon mühendisliği uygulamalarının tamamı, biyolojik nitrojen giderme endüstrisinde kullanılan daha olgun bir yöntem olan AO, A2O, oksidasyon hendeği vb. içerir.
Nitrifikasyon ve denitrifikasyon yönteminin tamamı, kararlı etki, basit çalışma, ikincil kirlilik olmaması ve düşük maliyet gibi avantajlara sahiptir.Bu yöntemin ayrıca atık sudaki C/N oranının düşük olması, sıcaklık gereksiniminin nispeten katı olması, düşük sıcaklıkta verimin düşük olması, alanın büyük olması, oksijen ihtiyacının fazla olması durumunda karbon kaynağının eklenmesi gerekmesi gibi bazı dezavantajları da bulunmaktadır. büyüktür ve ağır metal iyonları gibi bazı zararlı maddeler mikroorganizmalar üzerinde baskılayıcı etkiye sahiptir ve biyolojik yöntem uygulanmadan önce bunların uzaklaştırılması gerekir.Ayrıca atık sudaki yüksek amonyak nitrojen konsantrasyonu da nitrifikasyon prosesi üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir.Bu nedenle, yüksek konsantrasyonlu amonyak nitrojenli atık suyun arıtılmasından önce, amonyak nitrojenli atık suyun konsantrasyonunun 500 mg/L'den az olması için ön arıtma yapılmalıdır.Geleneksel biyolojik yöntem, evsel atık su, kimyasal atık su vb. gibi organik madde içeren düşük konsantrasyonlu amonyak azotlu atık suyun arıtımı için uygundur.
②Eşzamanlı nitrifikasyon ve denitrifikasyon (SND)
Nitrifikasyon ve denitrifikasyonun aynı reaktörde birlikte gerçekleştirilmesine eş zamanlı sindirim denitrifikasyonu (SND) adı verilir.Atık sudaki çözünmüş oksijen, mikrobiyal flok veya biyofilm üzerindeki mikro çevre alanında çözünmüş bir oksijen gradyanı oluşturmak için difüzyon hızı ile sınırlıdır; bu, mikrobiyal flok veya biyofilmin dış yüzeyindeki çözünmüş oksijen gradyanını büyümeye ve yayılmaya elverişli hale getirir. Aerobik nitrifikasyon bakterileri ve amonyak yapıcı bakteriler.Flok veya membranın derinlikleri ne kadar derin olursa, çözünmüş oksijen konsantrasyonu o kadar düşük olur ve bu da denitrifikasyon bakterilerinin baskın olduğu anoksik bölgeyle sonuçlanır.Böylece eş zamanlı sindirim ve denitrifikasyon prosesi oluşur.Eş zamanlı çürütme ve denitrifikasyonu etkileyen faktörler PH değeri, sıcaklık, alkalinite, organik karbon kaynağı, çözünmüş oksijen ve çamur yaşıdır.
Carrousel oksidasyon hendeğinde eş zamanlı nitrifikasyon/denitrifikasyon mevcuttu ve Carrousel oksidasyon hendeğindeki havalandırmalı pervane arasındaki çözünmüş oksijen konsantrasyonu giderek azaldı ve Carrousel oksidasyon hendeğinin alt kısmındaki çözünmüş oksijen, üst kısımdakinden daha düşüktü. .Kanalın her bir bölümünde nitrat nitrojenin oluşum ve tüketim oranları hemen hemen eşittir ve kanaldaki amonyak nitrojen konsantrasyonu her zaman çok düşüktür; bu, Carrousel oksidasyon kanalında nitrifikasyon ve denitrifikasyon reaksiyonlarının eş zamanlı olarak meydana geldiğini gösterir.
Evsel atık suların arıtılması üzerine yapılan çalışma, CODCr ne kadar yüksek olursa, denitrifikasyonun o kadar eksiksiz ve TN gideriminin de o kadar iyi olduğunu göstermektedir.Çözünmüş oksijenin eş zamanlı nitrifikasyon ve denitrifikasyon üzerindeki etkisi büyüktür.Çözünmüş oksijen 0,5~2 mg/L'de kontrol edildiğinde toplam nitrojen giderme etkisi iyidir.Nitrifikasyon ve denitrifikasyon yöntemi aynı zamanda reaktörden tasarruf sağlar, reaksiyon süresini kısaltır, enerji tüketimi düşüktür, yatırımdan tasarruf sağlar ve pH değerini sabit tutmak kolaydır.
③Kısa menzilli sindirim ve denitrifikasyon
Aynı reaktörde, amonyağı oksitleyen bakteriler, aerobik koşullar altında amonyağı nitrite oksitlemek için kullanılır ve daha sonra nitrit, hipoksi koşulları altında elektron donörü olarak organik madde veya harici karbon kaynağı ile nitrojen üretmek için doğrudan nitritten arındırılır.Kısa menzilli nitrifikasyon ve denitrifikasyonun etki faktörleri sıcaklık, serbest amonyak, pH değeri ve çözünmüş oksijendir.
Sıcaklığın, deniz suyu içermeyen belediye kanalizasyonunun ve %30 deniz suyu içeren belediye kanalizasyonunun kısa menzilli nitrifikasyonu üzerindeki etkisi.Deneysel sonuçlar şunu göstermektedir: deniz suyu olmayan belediye kanalizasyonunda sıcaklığın arttırılması, kısa menzilli nitrifikasyonun sağlanmasına yardımcı olur.Evsel atık sudaki deniz suyu oranı %30 olduğunda, orta sıcaklık şartlarında kısa mesafeli nitrifikasyon daha iyi elde edilebilir.Delft Teknoloji Üniversitesi SHARON sürecini geliştirdi; yüksek sıcaklığın kullanımı (yaklaşık 30-4090) nitrit bakterilerinin çoğalmasına yardımcı olur, böylece nitrit bakterileri rekabeti kaybeder ve çamurun yaşını kontrol ederek nitrit bakterilerini ortadan kaldırır. nitrit aşamasında nitrifikasyon reaksiyonu.
Gent Mikrobiyal Ekoloji Laboratuvarı, nitrit bakterileri ile nitrit bakterileri arasındaki oksijen afinitesi farkına dayanarak, nitrit bakterilerini ortadan kaldırmak için çözünmüş oksijeni kontrol ederek nitrit nitrojen birikimini sağlamak için OLAND sürecini geliştirdi.
Koklaşabilir atık suyun kısa mesafeli nitrifikasyon ve denitrifikasyon yoluyla arıtılmasına ilişkin pilot test sonuçları, girişteki KOİ, amonyak nitrojeni, TN ve fenol konsantrasyonları 1201,6,510,4,540,1 ve 110,4 mg/L olduğunda, ortalama çıkış suyu KOİ, amonyak nitrojeni olduğunu göstermektedir. ,TN ve fenol konsantrasyonları sırasıyla 197.1,14.2,181.5 ve 0.4mg/L'dir.Karşılık gelen uzaklaştırma oranları sırasıyla %83,6, %97,2, %66,4 ve %99,6 idi.
Kısa menzilli nitrifikasyon ve denitrifikasyon prosesi nitrat aşamasından geçmediğinden biyolojik nitrojen giderimi için gereken karbon kaynağından tasarruf edilir.Düşük C/N oranına sahip amonyak azotlu atıksular için bazı avantajlara sahiptir.Kısa menzilli nitrifikasyon ve denitrifikasyon, daha az çamur, kısa reaksiyon süresi ve reaktör hacminden tasarruf gibi avantajlara sahiptir.Bununla birlikte, kısa menzilli nitrifikasyon ve denitrifikasyon, nitritin stabil ve kalıcı birikimini gerektirir, bu nedenle nitrifikasyon bakterilerinin aktivitesinin etkili bir şekilde nasıl önleneceği anahtar haline gelir.
④ Anaerobik amonyak oksidasyonu
Anaerobik amoksidasyon, hipoksi koşulu altında, elektron alıcısı olarak nitro nitrojen veya nitro nitrojen ile amonyak nitrojeninin ototrofik bakteriler tarafından nitrojene doğrudan oksidasyonu işlemidir.
Sıcaklığın ve PH'ın anammoX'in biyolojik aktivitesi üzerindeki etkileri araştırıldı.Sonuçlar, optimum reaksiyon sıcaklığının 30°C ve pH değerinin 7,8 olduğunu gösterdi.Yüksek tuzluluk ve yüksek konsantrasyonlu nitrojen atık suyunun arıtılması için anaerobik ammoX reaktörünün fizibilitesi araştırıldı.Sonuçlar, yüksek tuzluluğun anammoX aktivitesini önemli ölçüde inhibe ettiğini ve bu inhibisyonun geri dönüşümlü olduğunu gösterdi.İklimlendirilmemiş çamurun anaerobik ammoks aktivitesi, 30g.L-1(NaCl) tuzluluğu altında kontrol çamurununkinden %67.5 daha düşüktü.İklimlendirilmiş çamurun anammoX aktivitesi kontrolünkinden %45,1 daha düşüktü.İklimlendirilmiş çamur, yüksek tuzluluk oranına sahip bir ortamdan düşük tuzluluğa sahip bir ortama (tuzlu su içermeyen) aktarıldığında, anaerobik ammoX aktivitesi %43,1 oranında arttı.Ancak reaktörün yüksek tuzlulukta uzun süre çalışması durumunda işlevinde bozulma eğilimi görülüyor.
Geleneksel biyolojik prosesle karşılaştırıldığında anaerobik ammoX, ek karbon kaynağı olmayan, düşük oksijen talebine sahip, nötralizasyon için reaktiflere ihtiyaç duymayan ve daha az çamur üretimine sahip daha ekonomik bir biyolojik nitrojen giderme teknolojisidir.Anaerobik ammoksun dezavantajları, reaksiyon hızının yavaş olması, reaktör hacminin büyük olması ve karbon kaynağının, biyolojik olarak parçalanabilirliği zayıf olan amonyak azotlu atık suyun çözülmesinde pratik öneme sahip olan anaerobik amMOX'a uygun olmamasıdır.
4. ayırma ve adsorpsiyon nitrojen giderme işlemi
① membran ayırma yöntemi
Membran ayırma yöntemi, amonyak azotunun giderilmesi amacına ulaşmak için sıvıdaki bileşenleri seçici olarak ayırmak için zarın seçici geçirgenliğini kullanmaktır.Ters ozmoz, nanofiltrasyon, amonyum giderme membranı ve elektrodiyaliz dahil.Membran ayrılmasını etkileyen faktörler membran özellikleri, basınç veya voltaj, pH değeri, sıcaklık ve amonyak nitrojen konsantrasyonudur.
Nadir toprak izabe tesisinden deşarj edilen amonyak azotlu atık suyun su kalitesine göre, NH4C1 ve NaCI simüle edilmiş atık su ile ters ozmoz deneyi gerçekleştirilmiştir.Aynı koşullar altında ters ozmozun NaCl'yi daha yüksek uzaklaştırma oranına sahip olduğu, NHCl'nin ise daha yüksek su üretim oranına sahip olduğu bulunmuştur.Amonyak azotlu atık suyun ön arıtımı olarak kullanılabilen ters ozmoz arıtımından sonra NH4C1'in giderim oranı %77,3'tür.Ters ozmoz teknolojisi enerji tasarrufu sağlayabilir, termal stabilite iyidir, ancak klor direnci, kirlilik direnci zayıftır.
Depolama sahası sızıntı suyunu arıtmak için biyokimyasal bir nanofiltrasyon membran ayırma işlemi kullanıldı, böylece geçirgen sıvının %85~%90'ı standarda göre boşaltıldı ve konsantre kanalizasyon sıvısı ve çamurun yalnızca %0~%15'i geri döndürüldü. çöp tankı.Öztürki ve ark.Türkiye'deki Odayeri çöp sızıntı suyunu nanofiltrasyon membranı ile arıtmış ve amonyak nitrojen giderim oranı yaklaşık %72 olmuştur.Nanofiltrasyon membranı, ters ozmoz membranından daha düşük basınç gerektirir ve kullanımı kolaydır.
Amonyak giderici membran sistemi genellikle yüksek amonyak azotu içeren atık suların arıtımında kullanılır.Sudaki amonyak nitrojeni aşağıdaki dengeye sahiptir: Çalışırken NH4- +OH-= NH3+H2O, amonyak içeren atık su membran modülünün kabuğunda akar ve asit emici sıvı membran borusunda akar. modülü.Atık suyun PH'ı arttığında veya sıcaklık arttığında denge sağa kayar ve amonyum iyonu NH4- serbest gaz halindeki NH3 haline gelir.Bu sırada gaz halindeki NH3, asit çözeltisi tarafından emilen ve hemen iyonik NH4- haline gelen içi boş fiberin yüzeyindeki mikro gözenekler yoluyla kabuktaki atık su fazından borudaki asit emme sıvı fazına girebilir.Atık suyun PH'ını 10'un üzerinde ve sıcaklığı 35 ° C'nin üzerinde (50 ° C'nin altında) tutun, böylece atık su fazındaki NH4, emme sıvısı fazına geçiş için sürekli olarak NH3 haline gelecektir.Sonuç olarak atık su tarafındaki amonyak nitrojen konsantrasyonu sürekli olarak azaldı.Asit emme sıvı fazı, yalnızca asit ve NH4- olduğundan çok saf bir amonyum tuzu oluşturur ve sürekli dolaşımdan sonra geri dönüştürülebilen belirli bir konsantrasyona ulaşır.Bu teknolojinin kullanılması bir yandan atık sudaki amonyak nitrojeninin giderilme oranını büyük ölçüde artırabilir, diğer yandan atık su arıtma sisteminin toplam işletme maliyetini azaltabilir.
②elektrodiyaliz yöntemi
Elektrodiyaliz, membran çiftleri arasına voltaj uygulanarak çözünmüş katıların sulu çözeltilerden uzaklaştırılması yöntemidir.Voltajın etkisi altında, amonyak-azot atık suyundaki amonyak iyonları ve diğer iyonlar, uzaklaştırma amacına ulaşmak için amonyak içeren konsantre sudaki membran yoluyla zenginleştirilir.
İnorganik atık suyun yüksek konsantrasyonda amonyak azotu ile arıtılması için elektrodiyaliz yöntemi kullanılmış ve iyi sonuçlar elde edilmiştir.2000-3000mg /L amonyak nitrojen atıksu için, amonyak nitrojenin giderilme oranı %85'ten fazla olabilir ve konsantre amonyak suyu %8,9 oranında elde edilebilir.Elektrodiyaliz işlemi sırasında tüketilen elektrik miktarı, atık sudaki amonyak azotu miktarıyla orantılıdır.Atık suyun elektrodiyaliz arıtımı pH değeri, sıcaklık ve basınçla sınırlı değildir ve kullanımı kolaydır.
Membran ayırmanın avantajları, amonyak nitrojeninin yüksek oranda geri kazanılması, basit operasyon, stabil arıtma etkisi ve ikincil kirliliğin olmamasıdır.Bununla birlikte, yüksek konsantrasyonlu amonyak azotlu atık suyun arıtılmasında, amonyumdan arındırılmış membran haricinde, diğer membranların kireçlenmesi ve tıkanması kolaydır ve rejenerasyon ve geri yıkamanın sık olması, arıtma maliyetini arttırır.Bu nedenle bu yöntem ön arıtma veya düşük konsantrasyonlu amonyak azotlu atık sular için daha uygundur.
③ İyon değiştirme yöntemi
İyon değiştirme yöntemi, amonyak iyonlarının güçlü seçici adsorpsiyonuna sahip malzemeler kullanılarak atık sudan amonyak nitrojeninin uzaklaştırılması için bir yöntemdir.Yaygın olarak kullanılan adsorpsiyon malzemeleri aktif karbon, zeolit, montmorillonit ve değişim reçinesidir.Zeolit, klinoptilolitin amonyak iyonları için güçlü bir seçici adsorpsiyon kapasitesine ve düşük fiyata sahip olduğu, üç boyutlu uzaysal yapıya, düzenli gözenek yapısına ve deliklere sahip bir tür siliko-alüminattır, bu nedenle yaygın olarak amonyak nitrojen atıksu için bir adsorpsiyon malzemesi olarak kullanılır. Mühendislikte.Klinoptilolitin arıtma etkisini etkileyen faktörler arasında parçacık boyutu, içeri giren amonyak nitrojen konsantrasyonu, temas süresi, pH değeri vb. yer alır.
Zeolitin amonyak nitrojeni üzerindeki adsorpsiyon etkisi açıktır, bunu ranit takip eder ve toprak ve serazitin etkisi zayıftır.Amonyak nitrojenini zeolitten çıkarmanın ana yolu iyon değişimidir ve fiziksel adsorpsiyon etkisi çok küçüktür.Seramit, toprak ve ranitin iyon değiştirme etkisi fiziksel adsorpsiyon etkisine benzer.Dört dolgu maddesinin adsorpsiyon kapasitesi 15-35°C aralığında sıcaklığın artmasıyla azalmış, 3-9 aralığında pH değerinin artmasıyla ise artmıştır.Adsorpsiyon dengesine 6 saatlik salınımdan sonra ulaşıldı.
Amonyak nitrojeninin çöp sızıntı suyundan zeolit adsorpsiyonu yoluyla uzaklaştırılmasının fizibilitesi araştırıldı.Deney sonuçları, zeolitin her gramının 15,5 mg amonyak nitrojen ile sınırlı bir adsorpsiyon potansiyeline sahip olduğunu, zeolit parçacık boyutu 30-16 ağ gözü olduğunda, amonyak nitrojenin giderilme oranının %78,5'e ulaştığını ve aynı adsorpsiyon süresi, dozaj ve zeolit parçacık boyutu, içeri giren amonyak nitrojen konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, adsorpsiyon hızı da o kadar yüksek olur ve zeolitin bir adsorban olarak sızıntı suyundan amonyak nitrojenini uzaklaştırması mümkün olur.Aynı zamanda amonyak nitrojeninin zeolit tarafından adsorpsiyon oranının düşük olduğu ve pratik uygulamada zeolitin doygunluk adsorpsiyon kapasitesine ulaşmasının zor olduğu belirtilmektedir.
Biyolojik zeolit yatağının simüle edilmiş köy kanalizasyonundaki nitrojen, KOİ ve diğer kirleticiler üzerindeki giderim etkisi incelenmiştir.Sonuçlar, amonyak nitrojeninin biyolojik zeolit yatağı tarafından uzaklaştırılma oranının %95'ten fazla olduğunu ve nitrat nitrojenin uzaklaştırılmasının, hidrolik kalış süresinden büyük ölçüde etkilendiğini göstermektedir.
İyon değiştirme yöntemi, küçük yatırım, basit işlem, rahat çalışma, zehir ve sıcaklığa karşı duyarsızlık ve zeolitin rejenerasyon yoluyla yeniden kullanılması gibi avantajlara sahiptir.Bununla birlikte, yüksek konsantrasyonlu amonyak nitrojen atık suyunu arıtırken, rejenerasyon sık görülür ve bu da operasyona zorluk getirir, bu nedenle diğer amonyak nitrojen arıtma yöntemleriyle birleştirilmesi veya düşük konsantrasyonlu amonyak nitrojen atık suyunun arıtılması için kullanılması gerekir.
Toptan 4A Zeolit Üretici ve Tedarikçi |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Gönderim zamanı: Temmuz-10-2024
