1.Wat is ammoniakstikstof?
Met ammoniakstikstof wordt ammoniak bedoeld in de vorm van vrije ammoniak (of niet-ionische ammoniak, NH3) of ionische ammoniak (NH4+).Hogere pH en hoger aandeel vrije ammoniak;Integendeel, het aandeel ammoniumzout is hoog.
Ammoniakstikstof is een voedingsstof in water, die kan leiden tot watereutrofiëring, en is de belangrijkste zuurstofverbruikende vervuilende stof in water, die giftig is voor vissen en sommige waterorganismen.
Het belangrijkste schadelijke effect van ammoniakstikstof op in het water levende organismen is vrije ammoniak, waarvan de toxiciteit tientallen keren groter is dan die van ammoniumzout, en toeneemt met de toename van de alkaliteit.De toxiciteit voor ammoniak-stikstof hangt nauw samen met de pH-waarde en de watertemperatuur van het zwembadwater. Over het algemeen geldt: hoe hoger de pH-waarde en de watertemperatuur, hoe sterker de toxiciteit.
Twee colorimetrische methoden met geschatte gevoeligheid die gewoonlijk worden gebruikt om ammoniak te bepalen, zijn de klassieke Nessler-reagensmethode en de fenol-hypochlorietmethode.Titraties en elektrische methoden worden ook vaak gebruikt om ammoniak te bepalen;Wanneer het ammoniak-stikstofgehalte hoog is, kan ook de destillatie-titratiemethode worden gebruikt.(Nationale normen omvatten de reagensmethode van Nath, salicylzuurspectrofotometrie, destillatie-titratiemethode)
2. Fysisch en chemisch stikstofverwijderingsproces
① Chemische precipitatiemethode
De chemische precipitatiemethode, ook wel MAP-precipitatiemethode genoemd, is het toevoegen van magnesium en fosforzuur of waterstoffosfaat aan het afvalwater dat ammoniak-stikstof bevat, zodat NH4+ in het afvalwater reageert met Mg+ en PO4- in een waterige oplossing om ammoniummagnesiumfosfaatprecipitatie te genereren De molecuulformule is MgNH4P04.6H20, om het doel van het verwijderen van ammoniakstikstof te bereiken.Magnesiumammoniumfosfaat, algemeen bekend als struviet, kan worden gebruikt als compost, bodemadditief of brandvertrager voor bouwconstructieproducten.De reactievergelijking is als volgt:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
De belangrijkste factoren die het behandelingseffect van chemische neerslag beïnvloeden zijn de pH-waarde, de temperatuur, de ammoniak-stikstofconcentratie en de molaire verhouding (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).De resultaten laten zien dat wanneer de pH-waarde 10 is en de molaire verhouding van magnesium, stikstof en fosfor 1,2:1:1,2 is, het behandelingseffect beter is.
Bij gebruik van magnesiumchloride en dinatriumwaterstoffosfaat als precipitatiemiddelen laten de resultaten zien dat het behandelingseffect beter is wanneer de pH-waarde 9,5 is en de molaire verhouding van magnesium, stikstof en fosfor 1,2:1:1 is.
De resultaten laten zien dat MgC12+Na3PO4.12H20 superieur is aan andere combinaties van precipitatiemiddelen.Wanneer de pH-waarde 10,0 is, is de temperatuur 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, de massaconcentratie van ammoniakstikstof in het afvalwater wordt na 30 minuten roeren verminderd van 222 mg/l vóór de behandeling tot 17 mg/l, en het verwijderingspercentage bedraagt 92,3%.
De chemische precipitatiemethode en de vloeibare membraanmethode werden gecombineerd voor de behandeling van hooggeconcentreerd industrieel ammoniak-stikstofafvalwater.Onder de omstandigheden van optimalisatie van het neerslagproces bereikte de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof 98,1%, en vervolgens verminderde verdere behandeling met de vloeistoffilmmethode de ammoniakstikstofconcentratie tot 0,005 g / l, waarmee de nationale eersteklas emissienorm werd bereikt.
Het verwijderingseffect van tweewaardige metaalionen (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) anders dan Mg+ op ammoniakstikstof onder invloed van fosfaat werd onderzocht.Een nieuw proces van CaSO4-precipitatie-MAP-precipitatie werd voorgesteld voor ammoniumsulfaatafvalwater.De resultaten laten zien dat de traditionele NaOH-regelaar vervangen kan worden door kalk.
Het voordeel van de chemische precipitatiemethode is dat wanneer de concentratie ammoniak-stikstofafvalwater hoog is, de toepassing van andere methoden beperkt is, zoals de biologische methode, breekpuntchloreringsmethode, membraanscheidingsmethode, ionenuitwisselingsmethode, enz. Op dit moment, Voor de voorbehandeling kan een chemische precipitatiemethode worden gebruikt.De verwijderingsefficiëntie van de chemische precipitatiemethode is beter, wordt niet beperkt door de temperatuur en de bediening is eenvoudig.Het neergeslagen slib dat magnesiumammoniumfosfaat bevat, kan worden gebruikt als samengestelde meststof om afvalverwerking te realiseren en zo een deel van de kosten te compenseren;Als het kan worden gecombineerd met enkele industriële bedrijven die fosfaatafvalwater produceren en bedrijven die zoute pekel produceren, kan het farmaceutische kosten besparen en grootschalige toepassing vergemakkelijken.
Het nadeel van de chemische precipitatiemethode is dat als gevolg van de beperking van het oplosbaarheidsproduct van ammoniummagnesiumfosfaat, nadat de ammoniakstikstof in afvalwater een bepaalde concentratie heeft bereikt, het verwijderingseffect niet duidelijk is en de inputkosten aanzienlijk toenemen.Daarom moet de chemische precipitatiemethode worden gebruikt in combinatie met andere methoden die geschikt zijn voor geavanceerde behandeling.De gebruikte hoeveelheid reagens is groot, het geproduceerde slib is groot en de behandelingskosten zijn hoog.Het binnendringen van chloride-ionen en restfosfor tijdens het doseren van chemicaliën kan gemakkelijk secundaire vervuiling veroorzaken.
Groothandel aluminiumsulfaatfabrikant en leverancier |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Groothandel fabrikant en leverancier van dibasisch natriumfosfaat |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
② afblaasmethode
Het verwijderen van ammoniakstikstof door middel van blaasmethode is het instellen van de pH-waarde op basisch, zodat het ammoniakion in het afvalwater wordt omgezet in ammoniak, zodat het voornamelijk in de vorm van vrije ammoniak voorkomt, en vervolgens wordt de vrije ammoniak eruit gehaald van het afvalwater door het draaggas, om het doel van het verwijderen van ammoniakstikstof te bereiken.De belangrijkste factoren die de blaasefficiëntie beïnvloeden zijn de pH-waarde, de temperatuur, de gas-vloeistofverhouding, de gasstroomsnelheid, de initiële concentratie enzovoort.Momenteel wordt de afblaasmethode veel gebruikt bij de behandeling van afvalwater met een hoge concentratie ammoniakstikstof.
Er is onderzoek gedaan naar de verwijdering van ammoniakstikstof uit het percolaat van stortplaatsen door middel van afblazen.Er werd vastgesteld dat de belangrijkste factoren die de efficiëntie van het afblazen bepalen, de temperatuur, de gas-vloeistofverhouding en de pH-waarde zijn.Wanneer de watertemperatuur hoger is dan 2590, de gas-vloeistofverhouding ongeveer 3500 is en de pH ongeveer 10,5 is, kan het verwijderingspercentage meer dan 90% bereiken voor het percolaat van de stortplaats met een ammoniak-stikstofconcentratie zo hoog als 2000-4000 mg / L.De resultaten laten zien dat wanneer de pH = 11,5, de striptemperatuur 80cC is en de striptijd 120 minuten bedraagt, de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof in afvalwater 99,2% kan bereiken.
Het afblaasrendement van hooggeconcentreerd ammoniak-stikstofafvalwater werd uitgevoerd door middel van een tegenstroomafblaastoren.Uit de resultaten bleek dat het afblaasrendement toenam naarmate de pH-waarde toenam.Hoe groter de gas-vloeistofverhouding is, des te groter is de drijvende kracht achter de massaoverdracht bij het strippen van ammoniak, en ook de stripefficiëntie neemt toe.
Het verwijderen van ammoniakstikstof door middel van een blaasmethode is effectief, eenvoudig te bedienen en eenvoudig te controleren.De geblazen ammoniakstikstof kan worden gebruikt als absorber met zwavelzuur, en het gegenereerde zwavelzuurgeld kan worden gebruikt als kunstmest.De afblaasmethode is momenteel een veelgebruikte technologie voor fysische en chemische stikstofverwijdering.De afblaasmethode heeft echter enkele nadelen, zoals frequente kalkaanslag in de afblaastoren, een lage verwijderingsefficiëntie van ammoniak en stikstof bij lage temperatuur en secundaire vervuiling veroorzaakt door het afblaasgas.De afblaasmethode wordt over het algemeen gecombineerd met andere ammoniak-stikstof-afvalwaterbehandelingsmethoden om hooggeconcentreerd ammoniak-stikstof-afvalwater voor te behandelen.
③Breekpuntchlorering
Het mechanisme van ammoniakverwijdering door breekpuntchlorering is dat chloorgas reageert met ammoniak om onschadelijk stikstofgas te produceren, en N2 in de atmosfeer ontsnapt, waardoor de reactiebron naar rechts blijft lopen.De reactieformule is:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Wanneer chloorgas tot een bepaald punt in het afvalwater wordt overgebracht, is het gehalte aan vrij chloor in het water laag en de ammoniakconcentratie nul.Wanneer de hoeveelheid chloorgas het punt passeert, zal de hoeveelheid vrij chloor in het water toenemen. Daarom wordt het punt het breekpunt genoemd, en de chlorering in deze toestand wordt de breekpuntchlorering genoemd.
De breekpuntchloreringsmethode wordt gebruikt om het boorafvalwater te behandelen na het blazen van ammoniak-stikstof, en het behandelingseffect wordt direct beïnvloed door het voorbehandelingsproces van ammoniak-stikstof.Wanneer 70% van de ammoniakstikstof in het afvalwater wordt verwijderd door een blaasproces en vervolgens wordt behandeld door middel van breekpuntchlorering, bedraagt de massaconcentratie ammoniakstikstof in het effluent minder dan 15 mg/l.Zhang Shengli et al.nam gesimuleerd ammoniakstikstofafvalwater met een massaconcentratie van 100 mg / l als onderzoeksobject, en de onderzoeksresultaten toonden aan dat de belangrijkste en secundaire factoren die de verwijdering van ammoniakstikstof door oxidatie van natriumhypochloriet beïnvloeden de hoeveelheidsverhouding van chloor tot ammoniakstikstof waren, reactietijd en pH-waarde.
De breekpuntchloreringsmethode heeft een hoge stikstofverwijderingsefficiëntie, de verwijderingssnelheid kan 100% bereiken en de ammoniakconcentratie in afvalwater kan tot nul worden teruggebracht.Het effect is stabiel en wordt niet beïnvloed door temperatuur;Minder investeringsapparatuur, snelle en volledige respons;Het heeft het effect van sterilisatie en desinfectie op het waterlichaam.Het toepassingsgebied van de breekpuntchloreringsmethode is dat de concentratie ammoniak-stikstofafvalwater minder dan 40 mg / l bedraagt, dus de breekpuntchloreringsmethode wordt meestal gebruikt voor de geavanceerde behandeling van ammoniakstikstofafvalwater.De eisen voor veilig gebruik en opslag zijn hoog, de behandelingskosten zijn hoog en de bijproducten chlooramines en gechloreerde organische stoffen zullen secundaire vervuiling veroorzaken.
④katalytische oxidatiemethode
Katalytische oxidatiemethode is door de werking van de katalysator, onder een bepaalde temperatuur en druk, door luchtoxidatie, organisch materiaal en ammoniak in rioolwater kunnen worden geoxideerd en ontleed in onschadelijke stoffen zoals CO2, N2 en H2O, om het doel van zuivering te bereiken.
De factoren die het effect van katalytische oxidatie beïnvloeden zijn katalysatorkarakteristieken, temperatuur, reactietijd, pH-waarde, ammoniak-stikstofconcentratie, druk, roerintensiteit enzovoort.
Het afbraakproces van geozoneerde ammoniakstikstof werd bestudeerd.De resultaten toonden aan dat wanneer de pH-waarde steeg, er een soort HO-radicaal met een sterk oxidatievermogen werd geproduceerd, en dat de oxidatiesnelheid aanzienlijk werd versneld.Uit onderzoek blijkt dat ozon ammoniakstikstof kan oxideren tot nitriet en nitriet tot nitraat.De concentratie ammoniakstikstof in water neemt af met de tijd en de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof bedraagt ongeveer 82%.CuO-Mn02-Ce02 werd gebruikt als samengestelde katalysator om ammoniak-stikstof afvalwater te behandelen.De experimentele resultaten laten zien dat de oxidatieactiviteit van de nieuw bereide composietkatalysator aanzienlijk is verbeterd en dat de geschikte procesomstandigheden 255 ℃, 4,2 MPa en pH = 10,8 zijn.Bij de behandeling van ammoniakstikstofafvalwater met een initiële concentratie van 1023 mg/l kan de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof binnen 150 minuten 98% bereiken, waarmee de nationale secundaire lozingsnorm (50 mg/l) wordt bereikt.
De katalytische prestatie van een door zeoliet ondersteunde TiO2-fotokatalysator werd onderzocht door de afbraaksnelheid van ammoniakstikstof in zwavelzuuroplossing te bestuderen.De resultaten laten zien dat de optimale dosering van Ti02/zeoliet-fotokatalysator 1,5 g/l is en dat de reactietijd 4 uur bedraagt onder ultraviolette bestraling.Het verwijderingspercentage van ammoniakstikstof uit afvalwater kan 98,92% bereiken.Het verwijderingseffect van hoog ijzer- en nano-kindioxide onder ultraviolet licht op fenol- en ammoniakstikstof werd bestudeerd.De resultaten laten zien dat de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof 97,5% bedraagt wanneer pH=9,0 wordt toegepast op de ammoniakstikstofoplossing met een concentratie van 50 mg/l, wat 7,8% en 22,5% hoger is dan die van alleen hoog ijzer- of Chinese dioxide.
De katalytische oxidatiemethode heeft de voordelen van een hoge zuiveringsefficiëntie, een eenvoudig proces, een klein bodemoppervlak, enz., En wordt vaak gebruikt om afvalwater met hoge concentratie ammoniak-stikstof te behandelen.De moeilijkheid bij de toepassing is hoe het verlies van katalysator en corrosiebescherming van apparatuur kan worden voorkomen.
⑤elektrochemische oxidatiemethode
Elektrochemische oxidatiemethode verwijst naar de methode voor het verwijderen van verontreinigende stoffen in water door gebruik te maken van elektro-oxidatie met katalytische activiteit.De beïnvloedende factoren zijn stroomdichtheid, inlaatstroomsnelheid, uitlaattijd en puntoplossingstijd.
De elektrochemische oxidatie van ammoniak-stikstof afvalwater in een elektrolytische cel met circulerende stroom werd bestudeerd, waarbij de positieve Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2-netwerkelektriciteit is en de negatieve Ti-netwerkelektriciteit.De resultaten laten zien dat wanneer de chloride-ionenconcentratie 400 mg/l is, de initiële ammoniak-stikstofconcentratie 40 mg/l is, de influentstroomsnelheid 600 ml/min is, de stroomdichtheid 20 mA/cm is en de elektrolytische tijd 90 minuten is, de ammoniakstroom 90 minuten bedraagt. Het stikstofverwijderingspercentage bedraagt 99,37%.Het laat zien dat elektrolytische oxidatie van ammoniak-stikstofafvalwater goede toepassingsperspectieven heeft.
3. Biochemisch stikstofverwijderingsproces
①de gehele nitrificatie en denitrificatie
Nitrificatie en denitrificatie via het hele proces is een soort biologische methode die momenteel al lange tijd op grote schaal wordt gebruikt.Het zet ammoniakstikstof in afvalwater om in stikstof via een reeks reacties zoals nitrificatie en denitrificatie onder invloed van verschillende micro-organismen, om het doel van afvalwaterzuivering te bereiken.Het proces van nitrificatie en denitrificatie om ammoniakstikstof te verwijderen moet twee fasen doorlopen:
Nitrificatiereactie: De nitrificatiereactie wordt voltooid door aërobe autotrofe micro-organismen.In de aerobe toestand wordt anorganische stikstof gebruikt als stikstofbron om NH4+ om te zetten in NO2- en vervolgens te oxideren tot NO3-.Het nitrificatieproces kan in twee fasen worden verdeeld.In de tweede fase wordt nitriet door nitrificerende bacteriën omgezet in nitraat (NO3-) en wordt nitriet door nitrificerende bacteriën omgezet in nitraat (NO3-).
Denitrificatiereactie: Denitrificatiereactie is het proces waarbij denitrificerende bacteriën nitrietstikstof en nitraatstikstof reduceren tot gasvormige stikstof (N2) in de toestand van hypoxie.Denitrificerende bacteriën zijn heterotrofe micro-organismen, waarvan de meeste tot amfische bacteriën behoren.In de toestand van hypoxie gebruiken ze zuurstof in nitraat als elektronenacceptor en organisch materiaal (BZV-component in rioolwater) als elektronendonor om energie te leveren en te worden geoxideerd en gestabiliseerd.
De technische toepassingen van het hele proces van nitrificatie en denitrificatie omvatten voornamelijk AO, A2O, oxidatiesloot, enz., wat een meer volwassen methode is die wordt gebruikt in de biologische stikstofverwijderingsindustrie.
De hele nitrificatie- en denitrificatiemethode heeft de voordelen van een stabiel effect, eenvoudige bediening, geen secundaire vervuiling en lage kosten.Deze methode heeft ook enkele nadelen, zoals dat de koolstofbron moet worden toegevoegd als de C/N-verhouding in het afvalwater laag is, de temperatuureis relatief streng is, het rendement laag is bij lage temperatuur, het gebied groot is, het zuurstofverbruik is groot en sommige schadelijke stoffen, zoals zware metaalionen, hebben een drukkend effect op micro-organismen, die moeten worden verwijderd voordat de biologische methode wordt uitgevoerd.Daarnaast heeft de hoge concentratie ammoniakstikstof in het afvalwater ook een remmende werking op het nitrificatieproces.Daarom moet vóór de behandeling van ammoniak-stikstofafvalwater met een hoge concentratie een voorbehandeling worden uitgevoerd, zodat de concentratie ammoniak-stikstofafvalwater minder dan 500 mg/l bedraagt.De traditionele biologische methode is geschikt voor de behandeling van afvalwater met lage concentratie ammoniak-stikstof dat organisch materiaal bevat, zoals huishoudelijk afvalwater, chemisch afvalwater, enz.
②Gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie (SND)
Wanneer nitrificatie en denitrificatie samen in dezelfde reactor worden uitgevoerd, wordt dit gelijktijdige vergistingsdenitrificatie (SND) genoemd.De opgeloste zuurstof in afvalwater wordt beperkt door de diffusiesnelheid om een opgeloste zuurstofgradiënt te produceren in het micro-omgevingsgebied op de microbiële vlok of biofilm, waardoor de opgeloste zuurstofgradiënt op het buitenoppervlak van de microbiële vlok of biofilm bevorderlijk is voor de groei en voortplanting van aërobe nitrificerende bacteriën en ammoniakbacteriën.Hoe dieper in de vlok of het membraan, hoe lager de concentratie opgeloste zuurstof, wat resulteert in een anoxische zone waar denitrificerende bacteriën domineren.Zo ontstaat een gelijktijdig vertering- en denitrificatieproces.De factoren die de gelijktijdige vergisting en denitrificatie beïnvloeden zijn PH-waarde, temperatuur, alkaliteit, organische koolstofbron, opgeloste zuurstof en slibleeftijd.
Gelijktijdige nitrificatie / denitrificatie bestond in de Carrousel-oxidatiesloot, en de concentratie opgeloste zuurstof tussen de beluchte waaier in de Carrousel-oxidatiesloot nam geleidelijk af, en de opgeloste zuurstof in het onderste deel van de Carrousel-oxidatiesloot was lager dan die in het bovenste gedeelte .De vormings- en consumptiesnelheden van nitraatstikstof in elk deel van het kanaal zijn vrijwel gelijk, en de concentratie van ammoniakstikstof in het kanaal is altijd erg laag, wat aangeeft dat de nitrificatie- en denitrificatiereacties gelijktijdig plaatsvinden in het Carrousel-oxidatiekanaal.
Uit het onderzoek naar de behandeling van huishoudelijk afvalwater blijkt dat hoe hoger de CODCr, hoe vollediger de denitrificatie en hoe beter de TN-verwijdering.Het effect van opgeloste zuurstof op de gelijktijdige nitrificatie en denitrificatie is groot.Wanneer de opgeloste zuurstof op 0,5 ~ 2 mg/l wordt gehouden, is het totale stikstofverwijderingseffect goed.Tegelijkertijd spaart de nitrificatie- en denitrificatiemethode de reactor, verkort de reactietijd, heeft een laag energieverbruik, bespaart investeringen en is de pH-waarde eenvoudig stabiel te houden.
③Vertering en denitrificatie op korte termijn
In dezelfde reactor worden ammoniakoxiderende bacteriën gebruikt om ammoniak onder aërobe omstandigheden tot nitriet te oxideren, en vervolgens wordt nitriet direct gedenitrificeerd om stikstof te produceren met organisch materiaal of een externe koolstofbron als elektronendonor onder hypoxieomstandigheden.De invloedsfactoren van nitrificatie en denitrificatie op korte afstand zijn temperatuur, vrije ammoniak, pH-waarde en opgeloste zuurstof.
Effect van temperatuur op de nitrificatie over korte afstand van gemeentelijk rioolwater zonder zeewater en gemeentelijk rioolwater met 30% zeewater.De experimentele resultaten laten zien dat: voor gemeentelijk rioolwater zonder zeewater het verhogen van de temperatuur bevorderlijk is voor het bereiken van nitrificatie op korte afstand.Wanneer het aandeel zeewater in het huishoudelijk rioolwater 30% bedraagt, kan nitrificatie op korte afstand beter worden bereikt bij middelhoge temperaturen.De Technische Universiteit Delft heeft het SHARON-proces ontwikkeld, het gebruik van hoge temperaturen (ongeveer 30-4090) is bevorderlijk voor de proliferatie van nitrietbacteriën, zodat nitrietbacteriën de concurrentie verliezen, terwijl door het controleren van de ouderdom van het slib de nitrietbacteriën worden geëlimineerd. dat de nitrificatiereactie in het nitrietstadium.
Gebaseerd op het verschil in zuurstofaffiniteit tussen nitrietbacteriën en nitrietbacteriën, ontwikkelde het Gentse Laboratorium voor Microbiële Ecologie het OLAND-proces om de accumulatie van nitrietstikstof te bereiken door opgeloste zuurstof te controleren om nitrietbacteriën te elimineren.
De pilottestresultaten van de behandeling van verkooksingsafvalwater door nitrificatie en denitrificatie op korte afstand laten zien dat wanneer de influent-CZV-, ammoniakstikstof-, TN- en fenolconcentraties 1201,6.510.4.540,1 en 110,4 mg/l bedragen, de gemiddelde effluent CZV-, ammoniakstikstof De concentraties TN en fenol zijn respectievelijk 197,1,14,2,181,5 en 0,4 mg/l.De overeenkomstige verwijderingspercentages waren respectievelijk 83,6%, 97,2%, 66,4% en 99,6%.
Het nitrificatie- en denitrificatieproces op korte afstand doorloopt niet het nitraatstadium, waardoor de koolstofbron wordt bespaard die nodig is voor biologische stikstofverwijdering.Het heeft bepaalde voordelen voor ammoniak-stikstofafvalwater met een lage C/N-verhouding.Nitrificatie en denitrificatie op korte afstand heeft de voordelen van minder slib, een korte reactietijd en een besparing van reactorvolume.Nitrificatie en denitrificatie op korte afstand vereisen echter een stabiele en langdurige accumulatie van nitriet, dus hoe effectief de activiteit van nitrificerende bacteriën kan worden geremd, wordt de sleutel.
④ Anaërobe ammoniakoxidatie
Anaerobe ammoxidatie is een proces van directe oxidatie van ammoniakstikstof tot stikstof door autotrofe bacteriën onder de voorwaarde van hypoxie, met nitreuze stikstof of nitreuze stikstof als elektronenacceptor.
De effecten van temperatuur en PH op de biologische activiteit van anammoX werden bestudeerd.De resultaten toonden aan dat de optimale reactietemperatuur 30℃ was en de pH-waarde 7,8 was.De haalbaarheid van een anaerobe ammoX-reactor voor de behandeling van afvalwater met een hoog zoutgehalte en hoge concentraties stikstof werd onderzocht.De resultaten toonden aan dat een hoog zoutgehalte de anammoX-activiteit significant remde, en deze remming was omkeerbaar.De anaerobe ammoxactiviteit van het niet-geacclimatiseerde slib was 67,5% lager dan die van het controleslib bij een zoutgehalte van 30 g.L-1(NaC1).De anammoX-activiteit van het geacclimatiseerde slib was 45,1% lager dan die van de controle.Wanneer het geacclimatiseerde slib werd overgebracht van een omgeving met een hoog zoutgehalte naar een omgeving met een laag zoutgehalte (geen pekel), nam de anaerobe ammoX-activiteit toe met 43,1%.De reactor is echter gevoelig voor functieverlies als hij lange tijd in een hoog zoutgehalte draait.
Vergeleken met het traditionele biologische proces is anaerobe ammoX een economischere biologische stikstofverwijderingstechnologie zonder extra koolstofbron, een laag zuurstofverbruik, geen noodzaak voor neutralisatiereagentia en minder slibproductie.De nadelen van anaerobe amMOX zijn dat de reactiesnelheid laag is, het reactorvolume groot is en de koolstofbron ongunstig is voor anaerobe amMOX, wat praktische betekenis heeft voor het oplossen van het ammoniak-stikstofafvalwater met slechte biologische afbreekbaarheid.
4. scheidings- en adsorptie-stikstofverwijderingsproces
① membraanscheidingsmethode
Membraanscheidingsmethode is om de selectieve permeabiliteit van het membraan te gebruiken om de componenten in de vloeistof selectief te scheiden, om het doel van verwijdering van ammoniakstikstof te bereiken.Inclusief omgekeerde osmose, nanofiltratie, deammonisatiemembraan en elektrodialyse.De factoren die de membraanscheiding beïnvloeden zijn membraankarakteristieken, druk of spanning, pH-waarde, temperatuur en ammoniak-stikstofconcentratie.
Afhankelijk van de waterkwaliteit van het afvalwater van ammoniak-stikstof dat wordt geloosd door een smelterij van zeldzame aardmetalen, werd het omgekeerde osmose-experiment uitgevoerd met gesimuleerd afvalwater met NH4C1 en NaCI.Er werd gevonden dat onder dezelfde omstandigheden omgekeerde osmose een hogere verwijderingssnelheid van NaCI heeft, terwijl NHCl een hogere waterproductiesnelheid heeft.Het verwijderingspercentage van NH4C1 bedraagt 77,3% na omgekeerde osmosebehandeling, wat gebruikt kan worden als voorbehandeling van ammoniak-stikstof afvalwater.Omgekeerde osmose-technologie kan energie besparen, goede thermische stabiliteit, maar chloorbestendigheid, weerstand tegen vervuiling is slecht.
Een biochemisch nanofiltratiemembraanscheidingsproces werd gebruikt om het percolaat van de stortplaats te behandelen, zodat 85% ~ 90% van de permeabele vloeistof volgens de norm werd geloosd en slechts 0% ~ 15% van de geconcentreerde rioolvloeistof en modder werd teruggevoerd naar de vuilnis tank.Ozturki et al.behandelde het percolaat van de stortplaats van Odayeri in Turkije met een nanofiltratiemembraan en het verwijderingspercentage van ammoniakstikstof bedroeg ongeveer 72%.Nanofiltratiemembraan vereist een lagere druk dan membraan voor omgekeerde osmose, eenvoudig te bedienen.
Het ammoniakverwijderende membraansysteem wordt over het algemeen gebruikt bij de behandeling van afvalwater met een hoog ammoniakstikstofgehalte.De ammoniakstikstof in het water heeft de volgende balans: NH4- +OH-= NH3+H2O in bedrijf stroomt het ammoniakhoudende afvalwater in de schaal van de membraanmodule en de zuurabsorberende vloeistof stroomt in de buis van het membraan module.Wanneer de PH van het afvalwater stijgt of de temperatuur stijgt, verschuift het evenwicht naar rechts en wordt het ammoniumion NH4- het vrije gasvormige NH3.Op dit moment kan gasvormig NH3 vanuit de afvalwaterfase in de schaal de zuurabsorberende vloeistoffase in de buis binnendringen via de microporiën op het oppervlak van de holle vezel, die door de zure oplossing wordt geabsorbeerd en onmiddellijk ionisch NH4- wordt.Houd de PH van het afvalwater boven de 10, en de temperatuur boven de 35°C (onder de 50°C), zodat de NH4 in de afvalwaterfase continu NH3 zal worden naar de absorptievloeistoffasemigratie.Als gevolg hiervan daalde de concentratie ammoniakstikstof aan de afvalwaterzijde voortdurend.De zure absorptievloeistoffase vormt, omdat er alleen zuur en NH4- aanwezig zijn, een zeer zuiver ammoniumzout en bereikt na continue circulatie een bepaalde concentratie, die kan worden gerecycled.Aan de ene kant kan het gebruik van deze technologie de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof in afvalwater aanzienlijk verbeteren, en aan de andere kant kan het de totale bedrijfskosten van het afvalwaterzuiveringssysteem verlagen.
②elektrodialysemethode
Elektrodialyse is een methode om opgeloste vaste stoffen uit waterige oplossingen te verwijderen door een spanning aan te leggen tussen de membraanparen.Onder invloed van spanning worden de ammoniakionen en andere ionen in het ammoniak-stikstofafvalwater verrijkt via het membraan in het ammoniakhoudende geconcentreerde water, om het doel van verwijdering te bereiken.
De elektrodialysemethode werd gebruikt om anorganisch afvalwater met een hoge concentratie ammoniakstikstof te behandelen en behaalde goede resultaten.Voor ammoniak-stikstofafvalwater van 2000-3000 mg / l kan het verwijderingspercentage van ammoniakstikstof meer dan 85% bedragen en kan het geconcentreerde ammoniakwater met 8,9% worden verkregen.De hoeveelheid elektriciteit die wordt verbruikt tijdens de elektrodialyse is evenredig met de hoeveelheid ammoniakstikstof in het afvalwater.De elektrodialysebehandeling van afvalwater wordt niet beperkt door de pH-waarde, temperatuur en druk en is eenvoudig te bedienen.
De voordelen van membraanscheiding zijn een hoge terugwinning van ammoniakstikstof, eenvoudige bediening, stabiel behandelingseffect en geen secundaire vervuiling.Bij de behandeling van hooggeconcentreerd ammoniak-stikstofafvalwater zijn andere membranen echter, met uitzondering van het van ammoniak ontdane membraan, gemakkelijk op te schalen en verstopt te raken, en komen regeneratie en terugspoelen frequent voor, waardoor de behandelingskosten stijgen.Daarom is deze methode geschikter voor voorbehandeling of laaggeconcentreerde ammoniak-stikstofafvalwater.
③ Ionenuitwisselingsmethode
Ionenuitwisselingsmethode is een methode om ammoniakstikstof uit afvalwater te verwijderen door materialen te gebruiken met een sterke selectieve adsorptie van ammoniakionen.De algemeen gebruikte adsorptiematerialen zijn actieve kool, zeoliet, montmorilloniet en uitwisselingshars.Zeoliet is een soort silico-aluminaat met een driedimensionale ruimtelijke structuur, een regelmatige poriënstructuur en gaten, waaronder clinoptiloliet een sterk selectief adsorptievermogen voor ammoniakionen en een lage prijs, dus het wordt vaak gebruikt als adsorptiemateriaal voor ammoniak-stikstofafvalwater in engineering.De factoren die het behandelingseffect van clinoptiloliet beïnvloeden, zijn onder meer de deeltjesgrootte, de concentratie ammoniak-stikstof, contacttijd, pH-waarde enzovoort.
Het adsorptie-effect van zeoliet op ammoniakstikstof is duidelijk, gevolgd door raniet, en het effect van grond en ceramisiet is slecht.De belangrijkste manier om ammoniakstikstof uit zeoliet te verwijderen is ionenuitwisseling, en het fysieke adsorptie-effect is zeer klein.Het ionenuitwisselingseffect van ceramiet, aarde en raniet is vergelijkbaar met het fysieke adsorptie-effect.De adsorptiecapaciteit van de vier vulstoffen nam af met de temperatuurstijging in het bereik van 15-35℃, en nam toe met de toename van de pH-waarde in het bereik van 3-9.Het adsorptie-evenwicht werd bereikt na 6 uur oscilleren.
De haalbaarheid van het verwijderen van ammoniakstikstof uit het percolaat van stortplaatsen door middel van zeolietadsorptie werd onderzocht.De experimentele resultaten tonen aan dat elke gram zeoliet een beperkt adsorptiepotentieel heeft van 15,5 mg ammoniakstikstof, wanneer de zeolietdeeltjesgrootte 30-16 mesh is, bereikt de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof 78,5%, en onder dezelfde adsorptietijd, dosering en de deeltjesgrootte van de zeoliet, hoe hoger de influentconcentratie van ammoniakstikstof, hoe hoger de adsorptiesnelheid, en het is voor zeoliet als adsorbens haalbaar om ammoniakstikstof uit het percolaat te verwijderen.Tegelijkertijd wordt erop gewezen dat de adsorptiesnelheid van ammoniakstikstof door zeoliet laag is, en dat het voor zeoliet moeilijk is om in de praktijk de verzadigingsadsorptiecapaciteit te bereiken.
Het verwijderingseffect van een biologisch zeolietbed op stikstof, CZV en andere verontreinigende stoffen in gesimuleerd dorpsrioolwater werd bestudeerd.De resultaten laten zien dat de verwijderingssnelheid van ammoniakstikstof door een biologisch zeolietbed meer dan 95% bedraagt, en dat de verwijdering van nitraatstikstof sterk wordt beïnvloed door de hydraulische verblijftijd.
De ionenuitwisselingsmethode heeft de voordelen van een kleine investering, een eenvoudig proces, gemakkelijke bediening, ongevoeligheid voor gif en temperatuur, en hergebruik van zeoliet door regeneratie.Bij de behandeling van ammoniak-stikstofafvalwater met een hoge concentratie vindt de regeneratie echter frequent plaats, wat ongemak voor de werking met zich meebrengt. Daarom moet het worden gecombineerd met andere methoden voor de behandeling van ammoniak-stikstof, of worden gebruikt om afvalwater met een lage concentratie ammoniak-stikstof te behandelen.
Groothandel 4A zeoliet fabrikant en leverancier |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Posttijd: 10 juli 2024
