Gemyske proseduere en proses foar it fuortheljen fan ammoniakstikstof út wetter
1. Wat is ammoniakstikstof?
Ammoniakstikstof ferwiist nei ammoniak yn 'e foarm fan frije ammoniak (of net-ionogene ammoniak, NH3) of ionogene ammoniak (NH4+). Hegere pH en hegere oanpart frije ammoniak; Krektoarsom, it oanpart ammoniumsâlt is heech.
Ammoniakstikstof is in fiedingsstof yn wetter, dy't kin liede ta wettereutrofiëring, en is de wichtichste soerstofkonsumpsje fan fersmoargjende stof yn wetter, dy't giftich is foar fisken en guon wetterorganismen.
It wichtichste skealike effekt fan ammoniakstikstof op wetterorganismen is frije ammoniak, wêrfan de toksisiteit tsientallen kearen grutter is as dy fan ammoniumsâlt, en tanimt mei de tanimming fan alkaliniteit. De toksisiteit fan ammoniakstikstof is nau besibbe oan de pH-wearde en wettertemperatuer fan it swimbadwetter, yn 't algemien, hoe heger de pH-wearde en wettertemperatuer, hoe sterker de toksisiteit.
Twa kolorimetryske metoaden mei in ungefeare gefoelichheid dy't faak brûkt wurde om ammoniak te bepalen binne de klassike Nessler-reagensmetoade en de fenol-hypochlorietmetoade. Titraasjes en elektryske metoaden wurde ek faak brûkt om ammoniak te bepalen; as it ammoniakstikstofgehalte heech is, kin de destillaasjetitrasjemetoade ek brûkt wurde. (Nasjonale noarmen omfetsje de Nath-reagensmetoade, salisylsoerspektrofotometrie, destillaasje-titrasjemetoade)
2. Fysyk en gemysk stikstofferwideringsproses
① Gemyske delslachmetoade
De gemyske delslachmetoade, ek wol bekend as de MAP-delslachmetoade, is it tafoegjen fan magnesium en fosforsoer of wetterstoffosfaat oan it ôffalwetter dat ammoniakstikstof befettet, sadat NH4+ yn it ôffalwetter reagearret mei Mg+ en PO4- yn in wetterige oplossing om ammoniummagnesiumfosfaatdelslach te generearjen, de molekulêre formule is MgNH4P04.6H20, om it doel te berikken fan it fuortheljen fan ammoniakstikstof. Magnesiumammoniumfosfaat, algemien bekend as struviet, kin brûkt wurde as kompost, boaiemtafoeging of brânfertrager foar it bouwen fan strukturele produkten. De reaksjefergeliking is as folget:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
De wichtichste faktoaren dy't it behannelingseffekt fan gemyske delslach beynfloedzje binne pH-wearde, temperatuer, ammoniakstikstofkonsintraasje en molferhâlding (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). De resultaten litte sjen dat as de pH-wearde 10 is en de molferhâlding fan magnesium, stikstof en fosfor 1.2:1:1.2 is, it behannelingseffekt better is.
Mei it brûken fan magnesiumchloride en dinatriumhydrogenfosfaat as delslachmiddels litte de resultaten sjen dat it behannelingseffekt better is as de pH-wearde 9,5 is en de molferhâlding fan magnesium, stikstof en fosfor 1,2:1:1 is.
De resultaten litte sjen dat MgC12+Na3PO4.12H20 superieur is oan oare kombinaasjes fan delslachmiddels. As de pH-wearde 10.0 is, de temperatuer 30℃ is, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, wurdt de massakonsintraasje fan ammoniakstikstof yn it ôffalwetter nei 30 minuten roeren fermindere fan 222mg/L foar behanneling nei 17mg/L, en it ferwideringspersintaazje is 92.3%.
De gemyske delslachmetoade en de floeibere membraanmetoade waarden kombinearre foar de behanneling fan yndustrieel ammoniakstikstofôffalwetter mei hege konsintraasje. Under de betingsten fan optimalisaasje fan it delslachproses berikte it ferwideringspersintaazje fan ammoniakstikstof 98,1%, en dêrnei ferlege fierdere behanneling mei de floeibere filmmetoade de ammoniakstikstofkonsintraasje nei 0,005 g/L, wêrtroch't de nasjonale earsteklasse-útstjitnorm berikt waard.
It ferwideringseffekt fan divalente metaalioanen (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) oars as Mg+ op ammoniakstikstof ûnder de aksje fan fosfaat waard ûndersocht. In nij proses fan CaSO4-delslach-MAP-delslach waard foarsteld foar ammoniumsulfaat-ôffalwetter. De resultaten litte sjen dat de tradisjonele NaOH-regulator ferfongen wurde kin troch kalk.
It foardiel fan 'e gemyske delslachmetoade is dat as de konsintraasje fan ammoniakstikstofôffalwetter heech is, de tapassing fan oare metoaden beheind is, lykas de biologyske metoade, brekpuntchloreringsmetoade, membraanskiedingsmetoade, ionenútwikselingsmetoade, ensfh. Op dit stuit kin de gemyske delslachmetoade brûkt wurde foar foarbehanneling. De ferwideringseffisjinsje fan 'e gemyske delslachmetoade is better, en it is net beheind troch temperatuer, en de operaasje is ienfâldich. It delslach slib mei magnesiumammoniumfosfaat kin brûkt wurde as in gearstalde dongstof om ôffalbenutting te realisearjen, wêrtroch in diel fan 'e kosten kompensearre wurdt; As it kombineare wurde kin mei guon yndustriële bedriuwen dy't fosfaatôffalwetter produsearje en bedriuwen dy't sâltwetter produsearje, kin it farmaseutyske kosten besparje en tapassing op grutte skaal fasilitearje.
It neidiel fan 'e gemyske delslachmetoade is dat fanwegen de beheining fan it oplosberensprodukt fan ammoniummagnesiumfosfaat, nei't de ammoniakstikstof yn ôffalwetter in bepaalde konsintraasje berikt, it ferwideringseffekt net dúdlik is en de ynfierkosten sterk tanimme. Dêrom moat de gemyske delslachmetoade brûkt wurde yn kombinaasje mei oare metoaden dy't geskikt binne foar avansearre behanneling. De hoemannichte reagens dy't brûkt wurdt is grut, it produsearre slib is grut, en de behannelingskosten binne heech. De ynfiering fan chloride-ionen en oerbleaune fosfor by it dosearjen fan gemikaliën kin maklik sekundêre fersmoarging feroarsaakje.
Gruthannel fan aluminiumsulfaatfabrikant en leveransier | EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Groothandel Dibasysk Natriumfosfaat Fabrikant en Leveransier | EVERBRIGHT (cnchemist.com)
② ôfblaasmetoade
It fuortheljen fan ammoniakstikstof troch de blaasmetoade is om de pH-wearde oan te passen oan alkalysk, sadat it ammoniakion yn it ôffalwetter omset wurdt yn ammoniak, sadat it benammen bestiet yn 'e foarm fan frije ammoniak, en dan wurdt de frije ammoniak út it ôffalwetter helle fia it dragergas, om it doel fan it fuortheljen fan ammoniakstikstof te berikken. De wichtichste faktoaren dy't de blaaseffisjinsje beynfloedzje binne pH-wearde, temperatuer, gas-floeistofferhâlding, gasstreamsnelheid, begjinkonsintraasje ensafuorthinne. Op it stuit wurdt de blaasmetoade in soad brûkt yn 'e behanneling fan ôffalwetter mei in hege konsintraasje ammoniakstikstof.
It fuortheljen fan ammoniakstikstof út stoartplak-percolaat troch de blow-off-metoade waard bestudearre. It die bliken dat de wichtichste faktoaren dy't de effisjinsje fan blow-off kontrolearren temperatuer, gas-floeistofferhâlding en pH-wearde wiene. As de wettertemperatuer heger is as 2590, de gas-floeistofferhâlding sawat 3500 is, en de pH sawat 10,5 is, kin it fuortheljenspersintaazje mear as 90% berikke foar it stoartplak-percolaat mei in ammoniakstikstofkonsintraasje fan sa heech as 2000-4000mg/L. De resultaten litte sjen dat as pH = 11,5, de striptemperatuer 80cC is en de striptiid 120 minuten is, it fuortheljen fan ammoniakstikstof yn ôffalwetter 99,2% kin berikke.
De ôfblaaseffisjinsje fan hege konsintraasje ammoniakstikstof ôffalwetter waard útfierd mei in tsjinstream-ôfblaastoer. De resultaten lieten sjen dat de ôfblaaseffisjinsje tanommen mei de tanimming fan 'e pH-wearde. Hoe grutter de gas-floeistofferhâlding, hoe grutter de driuwende krêft fan ammoniakstrippingmassa-oerdracht, en de strippeffisjinsje nimt ek ta.
It fuortheljen fan ammoniakstikstof troch de blaasmetoade is effektyf, maklik te betsjinjen en maklik te kontrolearjen. De blaasde ammoniakstikstof kin brûkt wurde as in absorberend middel mei swevelsoer, en it generearre swevelsoer kin brûkt wurde as dongstof. De blaasmetoade is op it stuit in faak brûkte technology foar it fuortheljen fan fysike en gemyske stikstof. De blaasmetoade hat lykwols wat neidielen, lykas faak skalering yn 'e blaastoer, lege effisjinsje fan ammoniakstikstofferwidering by lege temperatuer, en sekundêre fersmoarging feroarsake troch it blaasgas. De blaasmetoade wurdt oer it algemien kombineare mei oare ammoniakstikstofôffalwettersuveringsmetoaden om ammoniakstikstofôffalwetter mei hege konsintraasje foar te behanneljen.
③ Breekpunt chlorinaasje
It meganisme fan ammoniakferwidering troch brekpuntchlorering is dat chloorgas reagearret mei ammoniak om ûnskealik stikstofgas te produsearjen, en N2 ûntsnapt yn 'e atmosfear, wêrtroch't de reaksjeboarne nei rjochts trochgiet. De reaksjeformule is:
HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)
As chloorgas oant in bepaald punt yn it ôffalwetter oerbrocht wurdt, is it gehalte oan frij chloor yn it wetter leech, en de konsintraasje fan ammoniak is nul. As de hoemannichte chloorgas it punt foarby giet, sil de hoemannichte frij chloor yn it wetter tanimme, dêrom wurdt it punt it brekpunt neamd, en de chlorering yn dizze steat wurdt it brekpuntchlorering neamd.
De brekpuntchlorinaasjemetoade wurdt brûkt om it boarôffalwetter te behanneljen nei it blazen fan ammoniakstikstof, en it behannelingseffekt wurdt direkt beynfloede troch it foarbehanneling fan ammoniakstikstofblazen. As 70% fan 'e ammoniakstikstof yn it ôffalwetter fuorthelle wurdt troch it blaasproses en dan behannele wurdt troch brekpuntchlorinaasje, is de massakonsintraasje fan ammoniakstikstof yn it ôffalwetter minder as 15 mg/L. Zhang Shengli et al. namen simulearre ammoniakstikstofôffalwetter mei in massakonsintraasje fan 100 mg/L as ûndersyksobjekt, en de ûndersyksresultaten lieten sjen dat de wichtichste en sekundêre faktoaren dy't ynfloed hawwe op it fuortheljen fan ammoniakstikstof troch oksidaasje fan natriumhypochloriet de kwantiteitsferhâlding fan chloor ta ammoniakstikstof, reaksjetiid en pH-wearde wiene.
De brekpuntchlorinaasjemetoade hat in hege stikstofferwideringseffisjinsje, it ferwideringspersintaazje kin 100% berikke, en de ammoniakkonsintraasje yn ôffalwetter kin werombrocht wurde ta nul. It effekt is stabyl en wurdt net beynfloede troch temperatuer; Minder ynvestearring yn apparatuer, rappe en folsleine reaksje; It hat it effekt fan sterilisaasje en desinfeksje op it wetterlichem. It tapassingsgebiet fan 'e brekpuntchlorinaasjemetoade is dat de konsintraasje fan ammoniakstikstofôffalwetter minder is as 40 mg/L, sadat de brekpuntchlorinaasjemetoade meast brûkt wurdt foar de avansearre behanneling fan ammoniakstikstofôffalwetter. De eask foar feilich gebrûk en opslach is heech, de kosten fan behanneling binne heech, en de byprodukten chloramines en chlorearre organyske stoffen sille sekundêre fersmoarging feroarsaakje.
④katalytyske oksidaasjemetoade
Katalytyske oksidaasjemetoade is troch de aksje fan in katalysator, ûnder in bepaalde temperatuer en druk, troch loftoksidaasje, kinne organyske matearje en ammoniak yn rioelwetter oksidearre wurde en ûntbûn wurde yn ûnskealike stoffen lykas CO2, N2 en H2O, om it doel fan suvering te berikken.
De faktoaren dy't it effekt fan katalytyske oksidaasje beynfloedzje binne katalysatoreigenskippen, temperatuer, reaksjetiid, pH-wearde, ammoniakstikstofkonsintraasje, druk, roerintensiteit en sa fierder.
It ôfbraakproses fan ozonisearre ammoniakstikstof waard bestudearre. De resultaten lieten sjen dat doe't de pH-wearde tanommen, in soarte HO-radikaal mei sterke oksidaasjefermogen produsearre waard, en de oksidaasjesnelheid waard signifikant fersneld. Undersyk lit sjen dat ozon ammoniakstikstof kin oksidearje ta nitrit en nitrit ta nitraat. De konsintraasje fan ammoniakstikstof yn wetter nimt ôf mei de tanimming fan tiid, en de ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof is sawat 82%. CuO-Mn02-Ce02 waard brûkt as in gearstalde katalysator om ammoniakstikstofôffalwetter te behanneljen. De eksperimintele resultaten litte sjen dat de oksidaasjeaktiviteit fan 'e nij taret gearstalde katalysator signifikant ferbettere is, en de geskikte prosesomstannichheden binne 255 ℃, 4.2 MPa en pH = 10.8. By de behanneling fan ammoniakstikstofôffalwetter mei in earste konsintraasje fan 1023 mg / L kin de ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof 98% berikke binnen 150 minuten, wêrtroch't de nasjonale sekundêre (50 mg / L) ûntladingsstandert berikt wurdt.
De katalytyske prestaasjes fan in TiO2-fotokatalysator mei zeoliet waarden ûndersocht troch it bestudearjen fan 'e ôfbraaksnelheid fan ammoniakstikstof yn in swevelsoeroplossing. De resultaten litte sjen dat de optimale dosaasje fan Ti02/zeolietfotokatalysator 1,5 g/L is en de reaksjetiid 4 oeren is ûnder ultraviolette bestraling. De ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof út ôffalwetter kin 98,92% berikke. It ferwideringseffekt fan hege izer- en nano-chin-diokside ûnder ultraviolet ljocht op fenol- en ammoniakstikstof waard bestudearre. De resultaten litte sjen dat de ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof 97,5% is as pH = 9,0 tapast wurdt op 'e ammoniakstikstofoplossing mei in konsintraasje fan 50 mg/L, wat 7,8% en 22,5% heger is as dy fan hege izer- of chin-diokside allinich.
De katalytyske oksidaasjemetoade hat de foardielen fan hege suveringseffisjinsje, ienfâldich proses, lyts boaiemgebiet, ensfh., en wurdt faak brûkt om ôffalwetter mei hege konsintraasje ammoniakstikstof te behanneljen. De swierrichheid fan 'e tapassing is hoe't it ferlies fan katalysator en korrosjebeskerming fan apparatuer foarkommen wurde kin.
⑤elektrochemyske oksidaasjemetoade
De elektrochemyske oksidaasjemetoade ferwiist nei de metoade foar it fuortheljen fan fersmoargjende stoffen yn wetter troch gebrûk te meitsjen fan elektrooksidaasje mei katalytyske aktiviteit. De ynfloedrike faktoaren binne stroomtichtens, ynlaatstreamsnelheid, útlaattiid en puntoplossingstiid.
De elektrochemyske oksidaasje fan ammoniak-stikstof ôffalwetter yn in sirkulearjende elektrolytyske sel waard bestudearre, wêrby't de positive Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 netwurkelektrisiteit is en de negative Ti-netwurkelektrisiteit. De resultaten litte sjen dat as de chloride-ionkonsintraasje 400 mg/L is, de earste ammoniakstikstofkonsintraasje 40 mg/L is, de ynstreamsnelheid 600 mL/min is, de stroomtichtens 20 mA/cm is, en de elektrolytyske tiid 90 minuten is, de ammoniakstikstofferwideringssnelheid 99,37% is. It lit sjen dat elektrolytyske oksidaasje fan ammoniak-stikstof ôffalwetter in goed tapassingsperspektyf hat.
3. Biogemysk stikstofferwideringsproses
①de hiele nitrifikaasje en denitrifikaasje
Nitrifikaasje en denitrifikaasje yn in folslein proses is in soarte biologyske metoade dy't al in lange tiid brûkt wurdt. It konvertearret ammoniakstikstof yn ôffalwetter yn stikstof troch in searje reaksjes lykas nitrifikaasje en denitrifikaasje ûnder ynfloed fan ferskate mikroorganismen, om it doel fan ôffalwettersuvering te berikken. It proses fan nitrifikaasje en denitrifikaasje om ammoniakstikstof te ferwiderjen moat troch twa stadia gean:
Nitrifikaasjereaksje: De nitrifikaasjereaksje wurdt foltôge troch aerobe autotrofe mikroorganismen. Yn 'e aerobe steat wurdt anorganyske stikstof brûkt as stikstofboarne om NH4+ om te setten yn NO2-, en dan wurdt it oksidearre ta NO3-. It nitrifikaasjeproses kin wurde ferdield yn twa stadia. Yn 'e twadde etappe wurdt nitrit omset yn nitraat (NO3-) troch nitrifisearjende baktearjes, en nitrit wurdt omset yn nitraat (NO3-) troch nitrifisearjende baktearjes.
Denitrifikaasjereaksje: Denitrifikaasjereaksje is it proses wêrby't denitrifisearjende baktearjes nitritstikstof en nitraatstikstof ferminderje ta gasfoarmige stikstof (N2) yn 'e steat fan hypoxia. Denitrifisearjende baktearjes binne heterotrofe mikroorganismen, wêrfan de measten ta amfyske baktearjes hearre. Yn 'e steat fan hypoxia brûke se soerstof yn nitraat as elektronenakseptor en organyske matearje (BOD-komponint yn rioelwetter) as elektronendonor om enerzjy te leverjen en oksidearre en stabilisearre te wurden.
De tapassingen fan it heule proses nitrifikaasje- en denitrifikaasjetechnyk omfetsje benammen AO, A2O, oksidaasjesloot, ensfh., wat in folwoeksener metoade is dy't brûkt wurdt yn 'e biologyske stikstofferwideringsyndustry.
De hiele nitrifikaasje- en denitrifikaasjemetoade hat de foardielen fan in stabyl effekt, ienfâldige operaasje, gjin sekundêre fersmoarging en lege kosten. Dizze metoade hat ek wat neidielen, lykas dat de koalstofboarne tafoege wurde moat as de C/N-ferhâlding yn it ôffalwetter leech is, de temperatuereasken relatyf strang binne, de effisjinsje leech is by lege temperatuer, it gebiet grut is, de soerstoffraach grut is, en guon skealike stoffen lykas swiere metaalioanen hawwe in driuwend effekt op mikroorganismen, dy't fuorthelle wurde moatte foardat de biologyske metoade útfierd wurdt. Derneist hat de hege konsintraasje ammoniakstikstof yn it ôffalwetter ek in remmende effekt op it nitrifikaasjeproses. Dêrom moat foarbehanneling útfierd wurde foardat de behanneling fan ammoniakstikstofôffalwetter mei hege konsintraasje wurdt útfierd, sadat de konsintraasje ammoniakstikstofôffalwetter minder is as 500 mg/L. De tradisjonele biologyske metoade is geskikt foar de behanneling fan ammoniakstikstofôffalwetter mei lege konsintraasje dat organyske stof befettet, lykas húshâldlik rioelwetter, gemysk ôffalwetter, ensfh.
② Simultane nitrifikaasje en denitrifikaasje (SND)
As nitrifikaasje en denitrifikaasje tegearre yn deselde reaktor útfierd wurde, wurdt it simultane spiisfertarring-denitrifikaasje (SND) neamd. De oploste soerstof yn ôffalwetter wurdt beheind troch de diffúzjesnelheid om in oploste soerstofgradiënt te produsearjen yn it mikro-omjouwingsgebiet op 'e mikrobiële flok of biofilm, wêrtroch't de oploste soerstofgradiënt op it bûtenste oerflak fan 'e mikrobiële flok of biofilm befoarderlik is foar de groei en fersprieding fan aerobe nitrifisearjende baktearjes en ammoniakjende baktearjes. Hoe djipper yn 'e flok of membraan, hoe leger de konsintraasje fan oploste soerstof, wat resulteart yn in anoksyske sône wêr't denitrifisearjende baktearjes dominearje. Sa ûntstiet it simultane spiisfertarrings- en denitrifikaasjeproses. De faktoaren dy't ynfloed hawwe op simultane spiisfertarring en denitrifikaasje binne pH-wearde, temperatuer, alkaliniteit, organyske koalstofboarne, oploste soerstof en slibleeftyd.
Simultane nitrifikaasje/denitrifikaasje bestie yn 'e Carrousel-oksidaasjesleat, en de konsintraasje fan oploste soerstof tusken de beluchte impeller yn 'e Carrousel-oksidaasjesleat naam stadichoan ôf, en de oploste soerstof yn it legere diel fan 'e Carrousel-oksidaasjesleat wie leger as dy yn it boppeste diel. De foarmings- en konsumpsjesnelheden fan nitraatstikstof yn elk diel fan it kanaal binne hast gelyk, en de konsintraasje fan ammoniakstikstof yn it kanaal is altyd tige leech, wat oanjout dat de nitrifikaasje- en denitrifikaasjereaksjes tagelyk plakfine yn it Carrousel-oksidaasjesleat.
De stúdzje oer de behanneling fan húshâldlik rioelwetter lit sjen dat hoe heger de CODCr, hoe folsleiner de denitrifikaasje en hoe better de TN-ferwidering. It effekt fan oploste soerstof op simultane nitrifikaasje en denitrifikaasje is grut. As de oploste soerstof kontrolearre wurdt op 0,5 ~ 2 mg / L, is it totale stikstofferwideringseffekt goed. Tagelyk besparret de nitrifikaasje- en denitrifikaasjemetoade de reaktor, ferkoartet de reaksjetiid, hat leech enerzjyferbrûk, besparret ynvestearrings, en is it maklik om de pH-wearde stabyl te hâlden.
③Koarte-termyn spiisfertarring en denitrifikaasje
Yn deselde reaktor wurde ammoniak-oksidearjende baktearjes brûkt om ammoniak te oksidearjen ta nitrit ûnder aerobe omstannichheden, en dan wurdt nitrit direkt denitrifisearre om stikstof te produsearjen mei organyske matearje of eksterne koalstofboarne as elektrondonor ûnder hypoxie-omstannichheden. De ynfloedsfaktoaren fan koarte-termyn nitrifikaasje en denitrifikaasje binne temperatuer, frije ammoniak, pH-wearde en oploste soerstof.
Effekt fan temperatuer op koarte-termyn nitrifikaasje fan gemeentlik rioelwetter sûnder seewetter en gemeentlik rioelwetter mei 30% seewetter. De eksperimintele resultaten litte sjen dat: foar it gemeentlik rioelwetter sûnder seewetter is it ferheegjen fan 'e temperatuer geunstich foar it berikken fan koarte-termyn nitrifikaasje. As it oandiel seewetter yn húshâldlik rioelwetter 30% is, kin koarte-termyn nitrifikaasje better berikt wurde ûnder omstannichheden mei middelmatige temperatuer. De Technyske Universiteit Delft ûntwikkele it SHARON-proses, it brûken fan hege temperatuer (sawat 30-4090) is geunstich foar de proliferaasje fan nitritbaktearjes, sadat nitritbaktearjes konkurrinsje ferlieze, wylst troch it kontrolearjen fan 'e leeftyd fan it slib nitritbaktearjes te eliminearjen, sadat de nitrifikaasjereaksje yn it nitritstadium plakfynt.
Op basis fan it ferskil yn soerstofaffiniteit tusken nitritbaktearjes en nitritbaktearjes, ûntwikkele it Gent Mikrobiele Ekology Laboratoarium it OLAND-proses om de opgarjen fan nitritstikstof te berikken troch it kontrolearjen fan oploste soerstof om nitritbaktearjes te eliminearjen.
De resultaten fan 'e pilottest fan 'e behanneling fan koksôffalwetter troch koarte-termyn nitrifikaasje en denitrifikaasje litte sjen dat as de ynstreamende COD-, ammoniakstikstof-, TN- en fenolkonsintraasjes 1201.6.510.4.540.1 en 110.4 mg/L binne, de gemiddelde COD-, ammoniakstikstof-, TN- en fenolkonsintraasjes yn it ôffalwetter respektivelik 197.1.14.2.181.5 en 0.4 mg/L binne. De oerienkommende ferwideringssifers wiene respektivelik 83.6%, 97.2%, 66.4% en 99.6%.
Koarte-ôfstân nitrifikaasje en denitrifikaasje giet net troch de nitraatfaze, wêrtroch't de koalstofboarne dy't nedich is foar biologyske stikstofferwidering besparre wurdt. It hat bepaalde foardielen foar ammoniakstikstofôffalwetter mei in lege C/N-ferhâlding. Koarte-ôfstân nitrifikaasje en denitrifikaasje hat de foardielen fan minder slib, koarte reaksjetiid en besparring fan reaktorvolume. Koarte-ôfstân nitrifikaasje en denitrifikaasje fereaskje lykwols in stabile en duorsume opgarjen fan nitrit, dus de kaai is hoe't de aktiviteit fan nitrifisearjende baktearjes effektyf remme wurde kinne.
④ Anaerobe ammoniakoksidaasje
Anaerobe ammoksidaasje is in proses fan direkte oksidaasje fan ammoniakstikstof ta stikstof troch autotrofe baktearjes ûnder de betingst fan hypoxia, mei stikstof of stikstof as elektronakseptor.
De effekten fan temperatuer en pH op 'e biologyske aktiviteit fan anammoX waarden bestudearre. De resultaten lieten sjen dat de optimale reaksjetemperatuer 30 ℃ wie en de pH-wearde 7,8. De mooglikheid fan in anaerobe ammoX-reaktor foar it behanneljen fan ôffalwetter mei hege sâltgehalte en hege konsintraasje stikstof waard bestudearre. De resultaten lieten sjen dat hege sâltgehalte de anammoX-aktiviteit signifikant remde, en dizze remming wie omkearber. De anaerobe ammox-aktiviteit fan it net-akklimatisearre slib wie 67,5% leger as dy fan it kontrôleslib ûnder in sâltgehalte fan 30g.L-1 (NaC1). De anammoX-aktiviteit fan it akklimatisearre slib wie 45,1% leger as dy fan 'e kontrôle. Doe't it akklimatisearre slib oerbrocht waard fan in omjouwing mei hege sâltgehalte nei in omjouwing mei lege sâltgehalte (gjin sâltwetter), naam de anaerobe ammoX-aktiviteit mei 43,1% ta. De reaktor is lykwols gefoelich foar funksjefermindering as er lange tiid yn hege sâltgehalte rint.
Yn ferliking mei it tradisjonele biologyske proses is anaerobe ammoX in ekonomischere biologyske stikstofferwideringstechnology sûnder ekstra koalstofboarne, lege soerstoffraach, gjin needsaak foar reagentia om te neutralisearjen, en minder slibproduksje. De neidielen fan anaerobe ammox binne dat de reaksjesnelheid stadich is, it reaktorvolume grut is, en de koalstofboarne ûngeunstich is foar anaerobe amMOX, wat praktyske betsjutting hat foar it oplossen fan it ammoniakstikstofôffalwetter mei minne biodegradabiliteit.
4. skieding en adsorpsje stikstofferwideringsproses
① membraanskiedingsmetoade
De membraanskiedingsmetoade is it brûken fan de selektive permeabiliteit fan it membraan om de komponinten yn 'e floeistof selektyf te skieden, om it doel fan ammoniakstikstofferwidering te berikken. Ynklusyf omkearde osmose, nanofiltraasje, deammoniaasjemembraan en elektrodialyse. De faktoaren dy't ynfloed hawwe op membraanskieding binne membraanskeigenskippen, druk of spanning, pH-wearde, temperatuer en ammoniakstikstofkonsintraasje.
Neffens de wetterkwaliteit fan ammoniakstikstofôffalwetter dat troch in seldsume ierdesmelter ôffierd waard, waard it omkearde osmose-eksperimint útfierd mei NH4C1- en NaCI-simulearre ôffalwetter. It die bliken dat ûnder deselde omstannichheden omkearde osmose in hegere ferwideringssnelheid fan NaCI hat, wylst NHCl in hegere wetterproduksjesnelheid hat. De ferwideringssnelheid fan NH4C1 is 77,3% nei omkearde osmose-behanneling, dy't brûkt wurde kin as foarbehanneling fan ammoniakstikstofôffalwetter. Omkearde osmose-technology kin enerzjy besparje, goede termyske stabiliteit, mar chloorresistinsje, fersmoargingsresistinsje is min.
In biogemyske nanofiltraasjemembraanskiedingsproses waard brûkt om it stoartplakpercolaat te behanneljen, sadat 85%~90% fan 'e permeabele floeistof neffens de standert ôffierd waard, en mar 0%~15% fan 'e konsintrearre rioelwetterfloeistof en modder weromkamen nei de ôffaltank. Ozturki et al. behannelen it stoartplakpercolaat fan Odayeri yn Turkije mei in nanofiltraasjemembraan, en it ferwideringspersintaazje fan ammoniakstikstof wie sawat 72%. In nanofiltraasjemembraan fereasket in legere druk as in omkearde osmosemembraan, en is maklik te betsjinjen.
It ammoniakferwiderjende membraansysteem wurdt oer it algemien brûkt by de behanneling fan ôffalwetter mei hege ammoniakstikstof. De ammoniakstikstof yn it wetter hat de folgjende lykwicht: NH4- +OH- = NH3 + H2O. Yn wurking streamt it ammoniakhâldende ôffalwetter yn 'e huls fan' e membraanmodule, en de soere-absorberende floeistof streamt yn 'e piip fan' e membraanmodule. As de pH fan it ôffalwetter tanimt of de temperatuer omheech giet, sil it lykwicht nei rjochts ferskowe, en wurdt it ammoniumion NH4- de frije gasfoarmige NH3. Op dit stuit kin gasfoarmige NH3 fan 'e ôffalwetterfaze yn' e huls yn 'e soere-absorberende floeistoffaze yn 'e piip komme fia de mikropoaren op it oerflak fan' e holle fezels, dy't opnommen wurdt troch de soere oplossing en fuortendaliks ionyske NH4- wurdt. Hâld de pH fan it ôffalwetter boppe 10, en de temperatuer boppe 35 °C (ûnder 50 °C), sadat de NH4 yn 'e ôffalwetterfaze kontinu NH3 wurdt foar de migraasje fan' e absorberende floeistoffaze. As gefolch dêrfan nimt de konsintraasje fan ammoniakstikstof yn 'e ôffalwetterkant kontinu ôf. De floeibere faze foar soere opname, om't der allinnich soer en NH4- is, foarmet in tige suver ammoniumsâlt, en berikt nei trochgeande sirkulaasje in bepaalde konsintraasje, dy't recycled wurde kin. Oan 'e iene kant kin it gebrûk fan dizze technology de ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof yn ôffalwetter sterk ferbetterje, en oan 'e oare kant kin it de totale eksploitaasjekosten fan it ôffalwettersuveringssysteem ferminderje.
②elektrodialysemetoade
Elektrodialyse is in metoade foar it fuortheljen fan oploste fêste stoffen út wetterige oplossingen troch in spanning tusken de membraanpearen oan te bringen. Under ynfloed fan spanning wurde de ammoniak-ionen en oare ioanen yn it ammoniak-stikstof ôffalwetter troch it membraan ferrike yn it ammoniakhâldende konsintrearre wetter, om sa it doel fan ferwidering te berikken.
De elektrodialysemetoade waard brûkt om anorganysk ôffalwetter te behanneljen mei in hege konsintraasje ammoniakstikstof en hat goede resultaten helle. Foar 2000-3000 mg /L ammoniakstikstofôffalwetter kin it ferwideringspersintaazje fan ammoniakstikstof mear as 85% wêze, en it konsintrearre ammoniakwetter kin mei 8,9% wurde krigen. De hoemannichte elektrisiteit dy't ferbrûkt wurdt tidens de operaasje fan elektrodialyse is evenredich mei de hoemannichte ammoniakstikstof yn it ôffalwetter. Elektrodialysebehanneling fan ôffalwetter is net beheind troch pH-wearde, temperatuer en druk, en it is maklik te betsjinjen.
De foardielen fan membraanskieding binne hege weromwinning fan ammoniakstikstof, ienfâldige operaasje, stabyl behannelingseffekt en gjin sekundêre fersmoarging. By de behanneling fan ôffalwetter mei hege konsintraasje ammoniakstikstof, mei útsûndering fan it deammonieare membraan, binne oare membranen lykwols maklik te skalearjen en te ferstopjen, en regeneraasje en weromspoeling binne faak, wêrtroch't de behannelingskosten tanimme. Dêrom is dizze metoade geskikter foar foarbehanneling of ôffalwetter mei lege konsintraasje ammoniakstikstof.
③ Ionenútwikselingsmetoade
Ionenútwikselingsmetoade is in metoade om ammoniakstikstof út ôffalwetter te ferwiderjen troch materialen te brûken mei sterke selektive adsorpsje fan ammoniakionen. De meast brûkte adsorpsjematerialen binne aktivearre koalstof, zeoliet, montmorilloniet en útwikselingshars. Zeoliet is in soarte silikoaluminaat mei in trijediminsjonale romtlike struktuer, in regelmjittige poarstruktuer en gatten, wêrûnder clinoptiloliet in sterke selektive adsorpsjekapasiteit hat foar ammoniakionen en in lege priis, sadat it faak brûkt wurdt as in adsorpsjemateriaal foar ammoniakstikstofôffalwetter yn 'e technyk. De faktoaren dy't it behannelingseffekt fan clinoptiloliet beynfloedzje, binne ûnder oaren dieltsjegrutte, ynkommende ammoniakstikstofkonsintraasje, kontakttiid, pH-wearde ensafuorthinne.
It adsorpsje-effekt fan zeoliet op ammoniakstikstof is dúdlik, folge troch ranyt, en it effekt fan boaiem en ceramysyt is min. De wichtichste manier om ammoniakstikstof út zeoliet te ferwiderjen is ionenútwikseling, en it fysike adsorpsje-effekt is tige lyts. It ionenútwikselingseffekt fan ceramyt, boaiem en ranyt is fergelykber mei it fysike adsorpsje-effekt. De adsorpsjekapasiteit fan 'e fjouwer fillers naam ôf mei de tanimming fan temperatuer yn it berik fan 15-35 ℃, en naam ta mei de tanimming fan pH-wearde yn it berik fan 3-9. It adsorpsje-lykwicht waard berikt nei 6 oeren oscillaasje.
De mooglikheid om ammoniakstikstof út stoartplak-percolaat te ferwiderjen troch zeoliet-adsorpsje waard bestudearre. De eksperimintele resultaten litte sjen dat elke gram zeoliet in beheind adsorpsjepotinsjeel hat fan 15,5 mg ammoniakstikstof, as de zeolietpartikelgrutte 30-16 mesh is, berikt de ferwideringssnelheid fan ammoniakstikstof 78,5%, en ûnder deselde adsorpsjetiid, dosaasje en zeolietpartikelgrutte, hoe heger de ynkommende ammoniakstikstofkonsintraasje, hoe heger de adsorpsjesnelheid, en it is mooglik foar zeoliet as adsorbens om ammoniakstikstof út it percolaat te ferwiderjen. Tagelyk wurdt derop wiisd dat de adsorpsjesnelheid fan ammoniakstikstof troch zeoliet leech is, en it is lestich foar zeoliet om sêdingsadsorpsjekapasiteit te berikken yn praktyske operaasje.
It ferwideringseffekt fan in biologysk zeolietbêd op stikstof, COD en oare fersmoargjende stoffen yn simulearre doarpsrioelwetter waard bestudearre. De resultaten litte sjen dat it ferwideringspersintaazje fan ammoniakstikstof troch in biologysk zeolietbêd mear as 95% is, en de ferwidering fan nitraatstikstof wurdt sterk beynfloede troch de hydraulyske ferbliuwstiid.
De ionútwikselingsmetoade hat de foardielen fan in lytse ynvestearring, in ienfâldich proses, handige operaasje, ûngefoelichheid foar gifstoffen en temperatuer, en it opnij brûken fan zeoliet troch regeneraasje. By it behanneljen fan ôffalwetter mei in hege konsintraasje ammoniakstikstof is de regeneraasje lykwols faak, wat ûngemak bringt by de operaasje, dus it moat wurde kombineare mei oare ammoniakstikstofbehannelingsmetoaden, of brûkt om ôffalwetter mei in lege konsintraasje ammoniakstikstof te behanneljen.
Groothandel 4A Zeolite Fabrikant en Leveransier | EVERBRIGHT (cnchemist.com)