Ceimigeach agus pròiseas airson naitridean ammonia a thoirt a-mach à uisge

1. Dè a th’ ann an naitridean ammonia?

Tha naitridean ammonia a’ toirt iomradh air ammonia ann an cruth ammonia shaor (no ammonia neo-ianach, NH3) no ammonia ianach (NH4+). pH nas àirde agus co-roinn nas àirde de ammonia shaor; air an làimh eile, tha co-roinn salainn ammonium àrd.

'S e beathachadh ann an uisge a th' ann an naitridean ammonia, a dh'fhaodas eutrofachadh uisge adhbhrachadh, agus 's e am prìomh thruailleadh a bhios ag ithe ocsaidean ann an uisge, a tha puinnseanta do iasg agus cuid de fhàs-bheairtean uisgeach.

Is e ammonia saor am prìomh bhuaidh cronail ammonia naitridean air fàs-bheairtean uisgeach, agus tha a phuinnseanta dusanan de thursan nas motha na salann ammonium, agus bidh e ag àrdachadh le àrdachadh alcalineachd. Tha puinnseanta ammonia naitridean ceangailte gu dlùth ri luach pH agus teòthachd uisge na linne, san fharsaingeachd, mar as àirde luach pH agus teòthachd an uisge, ’s ann as làidire a bhios am puinnseanta.

Is e dà dhòigh dath-mheudrach cugallachd tuairmseach a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson ammonia a dhearbhadh an dòigh chlasaigeach Nessler reagent agus an dòigh phenol-hypochlorite. Bithear a’ cleachdadh titrations agus dòighean dealain gu cumanta cuideachd gus ammonia a dhearbhadh; Nuair a tha susbaint naitridean ammonia àrd, faodar an dòigh titration grùdaireachd a chleachdadh cuideachd. (Tha inbhean nàiseanta a’ toirt a-steach dòigh reagent Nath, speactrofotometry searbhag salicylic, dòigh grùdaireachd-titration)

2. Pròiseas toirt air falbh naitridean corporra agus ceimigeach

① Modh sileadh ceimigeach

Is e dòigh sileadh ceimigeach, ris an canar cuideachd dòigh sileadh MAP, magnesium agus searbhag fosfarach no haidridean fosfáit a chur ris an uisge sgudail anns a bheil naitridean ammonia, gus am bi NH4+ anns an uisge sgudail ag ath-fhreagairt le Mg+ agus PO4- ann am fuasgladh uisgeach gus sileadh fosfáit magnesium ammonium a chruthachadh, is e am foirmle mhóileciuil MgNH4P04.6H20, gus an amas a choileanadh a bhith a’ toirt air falbh naitridean ammonia. Faodar fosfáit magnesium ammonium, ris an canar struvite gu cumanta, a chleachdadh mar chompost, stuth-leasachaidh ùir no lasair-dhìonach airson stuthan structarail togail. Seo an co-aontar ath-bhualadh:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Is iad na prìomh nithean a bheir buaidh air buaidh làimhseachaidh sileadh ceimigeach luach pH, ​​teòthachd, dùmhlachd ammonia naitridean agus co-mheas molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Tha na toraidhean a’ sealltainn nuair a tha luach pH 10 agus co-mheas molar magnesium, naitridean agus fosfar 1.2:1:1.2, gu bheil buaidh an làimhseachaidh nas fheàrr.

Le bhith a’ cleachdadh clòraid magnesium agus haidridean fosfáit dà-sodium mar àidseantan sileadh, tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil a’ bhuaidh làimhseachaidh nas fheàrr nuair a tha an luach pH 9.5 agus gu bheil an co-mheas molar de magnesium, naitridean agus fosfar 1.2:1:1.

Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil MgC12+Na3PO4.12H20 nas fheàrr na measgachaidhean eile de riochdairean sileadh. Nuair a tha an luach pH 10.0, tha an teòthachd 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, tha dùmhlachd mais naitridean ammonia anns an uisge sgudail às dèidh measgachadh airson 30 mionaid air a lùghdachadh bho 222mg/L ron làimhseachadh gu 17mg/L, agus tha an ìre toirt air falbh 92.3%.

Chaidh an dòigh sileadh ceimigeach agus an dòigh membran leaghaidh a chur còmhla airson làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia gnìomhachais le dùmhlachd àrd. Fo chumhachan an leasachaidh air a’ phròiseas sileadh, ràinig an ìre toirt air falbh naitridean ammonia 98.1%, agus an uairsin lughdaich làimhseachadh a bharrachd leis an dòigh film leaghaidh dùmhlachd naitridean ammonia gu 0.005g/L, a’ ruighinn ìre sgaoilidh nàiseanta den chiad ìre.

Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air buaidh toirt air falbh ianan meatailt dà-bhailteach (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) a bharrachd air Mg+ air naitridean ammonia fo ghnìomh fosfáit. Chaidh pròiseas ùr de shìoladh CaSO4-sileadh MAP a mholadh airson uisge sgudail ammonium sulfate. Tha na toraidhean a’ sealltainn gun gabh an riaghlaiche NaOH traidiseanta a chur an àite aoil.

Is e buannachd an dòigh sileadh ceimigeach gu bheil cleachdadh dhòighean eile cuibhrichte nuair a bhios dùmhlachd uisge sgudail ammonia naitridean àrd, leithid dòigh bhitheolach, dòigh clòrinachaidh puing-brisidh, dòigh dealachaidh membran, dòigh iomlaid ian, msaa. Aig an àm seo, faodar an dòigh sileadh ceimigeach a chleachdadh airson ro-làimhseachadh. Tha èifeachdas toirt air falbh an dòigh sileadh ceimigeach nas fheàrr, agus chan eil e cuingealaichte ri teòthachd, agus tha an obrachadh sìmplidh. Faodar an sloda sileadh anns a bheil magnesium ammonium phosphate a chleachdadh mar thodhar measgaichte gus cleachdadh sgudail a thoirt gu buil, agus mar sin a’ lughdachadh pàirt den chosgais; Ma ghabhas a chur còmhla ri cuid de dh’iomairtean gnìomhachais a bhios a’ dèanamh uisge sgudail fosfáit agus iomairtean a bhios a’ dèanamh sàile salainn, faodaidh e cosgaisean cungaidh-leigheis a shàbhaladh agus cleachdadh mòr-sgèile a dhèanamh nas fhasa.

Is e ana-cothrom an dòigh sileadh ceimigeach, air sgàth cuingealachadh air so-leaghadh toradh fosfáit ammonium magnesium, às deidh don naitridean ammonium ann an uisge sgudail ruighinn dùmhlachd sònraichte, nach eil a’ bhuaidh toirt air falbh follaiseach agus tha a’ chosgais cuir-a-steach air a dhol am meud gu mòr. Mar sin, bu chòir an dòigh sileadh ceimigeach a chleachdadh còmhla ri dòighean eile a tha freagarrach airson làimhseachadh adhartach. Tha an ìre de dh’ath-bhualadair a thathar a’ cleachdadh mòr, tha an sloda a thèid a chruthachadh mòr, agus tha a’ chosgais làimhseachaidh àrd. Faodaidh toirt a-steach ianan clòraid agus fosfar a tha air fhàgail nuair a thathar a’ dòsadh cheimigean truailleadh àrd-sgoile adhbhrachadh gu furasta.

Neach-dèanamh agus Solaraiche Sulfat Alùmanaim Mòr-reic | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Neach-dèanamh agus Solaraiche Fosfáit Sòidiam Dibasic Mòr-reic | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②dòigh sèididh

Is e dòigh sèididh toirt air falbh naitridean ammonia gus an luach pH atharrachadh gu alcalin, gus am bi an ian ammonia san uisge sgudail air a thionndadh gu ammonia, agus mar sin tha e ann sa mhòr-chuid ann an cruth ammonia shaor, agus an uairsin thèid an ammonia shaor a thoirt a-mach às an uisge sgudail tron ​​ghas giùlain, gus an amas a choileanadh a bhith a’ toirt air falbh naitridean ammonia. Is iad na prìomh nithean a bheir buaidh air èifeachdas an sèididh luach pH, ​​teòthachd, co-mheas gas-leaghan, ìre sruthadh gas, dùmhlachd tùsail agus mar sin air adhart. An-dràsta, tha an dòigh sèididh air a chleachdadh gu farsaing ann an làimhseachadh uisge sgudail le dùmhlachd àrd de naitridean ammonia.

Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air mar a chaidh naitridean ammonia a thoirt air falbh bho shruth lìonadh-fearainn leis an dòigh sèididh. Chaidh a lorg gur e teòthachd, co-mheas gas-leaghan agus luach pH na prìomh nithean a bha a’ cumail smachd air èifeachdas an t-sèididh. Nuair a tha teòthachd an uisge nas àirde na 2590, tha an co-mheas gas-leaghan mu 3500, agus tha am pH mu 10.5, faodaidh an ìre toirt air falbh ruighinn barrachd air 90% airson an t-sruth lìonadh-fearainn le dùmhlachd naitridean ammonia cho àrd ri 2000-4000mg/L. Tha na toraidhean a’ sealltainn nuair a tha pH = 11.5, teòthachd an t-srùbaidh 80cC agus ùine an t-srùbaidh 120min, faodaidh an ìre toirt air falbh naitridean ammonia ann an uisge sgudail ruighinn 99.2%.

Chaidh èifeachdas sèididh uisge sgudail naitridean ammonia dùmhlachd àrd a dhèanamh le tùr sèididh an-aghaidh sruth. Sheall na toraidhean gun do dh’àrdaich èifeachdas an sèididh le àrdachadh ann an luach pH. Mar as motha an co-mheas gas-leaghan, ’s ann as motha a bhios feachd dràibhidh gluasad mais stialladh ammonia, agus bidh èifeachdas an stialladh ag àrdachadh cuideachd.

Tha toirt air falbh naitridean ammonia leis an dòigh sèididh èifeachdach, furasta obrachadh agus furasta a smachdachadh. Faodar an naitridean ammonia a thèid a shèideadh a chleachdadh mar ghlacadair le searbhag sulfarach, agus faodar an t-airgead searbhag sulfarach a thèid a chruthachadh a chleachdadh mar thodhar. Tha an dòigh sèididh na theicneòlas a thathas a’ cleachdadh gu cumanta an-dràsta airson naitridean corporra agus ceimigeach a thoirt air falbh. Ach, tha cuid de eas-bhuannachdan aig an dòigh sèididh, leithid sgèileadh tric anns an tùr sèididh, èifeachdas toirt air falbh naitridean ammonia ìosal aig teòthachd ìosal, agus truailleadh àrd-sgoile air adhbhrachadh leis a’ ghas sèididh. Mar as trice, bidh an dòigh sèididh air a chur còmhla ri dòighean làimhseachaidh uisge sgudail naitridean ammonia eile gus ro-làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia àrd-dùmhlachd.

③Clòrachadh puing-brisidh

Is e an dòigh anns a bheil amonia air a thoirt air falbh le clòrinachadh aig puing-brisidh gu bheil gas clòirin ag ath-fhreagairt le amonia gus gas naitridean gun chron a thoirt gu buil, agus bidh N2 a’ teicheadh ​​​​​​don àile, a’ toirt air stòr an ath-bhualaidh leantainn air adhart chun an làimh dheis. Is e foirmle an ath-bhualaidh:

HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)

Nuair a thèid gas clòirin a ghluasad a-steach don uisge sgudail gu ìre àraidh, bidh susbaint a’ chlòirin shaor san uisge ìosal, agus tha dùmhlachd ammonia neoni. Nuair a thèid meud a’ ghas clòirin seachad air a’ phuing, bidh meud a’ chlòirin shaor san uisge ag àrdachadh, agus mar sin, canar am puing brisidh ris a’ phuing, agus canar clòirinachadh puing brisidh ris a’ chlòirinachadh san staid seo.

Tha an dòigh clòraineachaidh puing-brisidh air a chleachdadh gus uisge sgudail drileadh a làimhseachadh às dèidh sèideadh naitridean ammonia, agus tha buaidh dhìreach aig a’ phròiseas sèideadh naitridean ammonia ro-làimhseachaidh air a’ bhuaidh làimhseachaidh. Nuair a thèid 70% den naitridean ammonia anns an uisge sgudail a thoirt air falbh leis a’ phròiseas sèididh agus an uairsin a làimhseachadh le clòraineachadh puing-brisidh, tha dùmhlachd mais naitridean ammonia anns an uisge sgudail nas lugha na 15mg/L. Ghabh Zhang Shengli et al. uisge sgudail naitridean ammonia samhlaichte le dùmhlachd mais de 100mg/L mar amas an rannsachaidh, agus sheall toraidhean an rannsachaidh gur e na prìomh nithean agus na factaran àrd-sgoile a bha a’ toirt buaidh air toirt air falbh naitridean ammonia le oxidation sodium hypochlorite an co-mheas meud clòrain ri naitridean ammonia, an ùine ath-bhualadh, agus an luach pH.

Tha èifeachdas àrd ann a bhith a’ toirt air falbh naitridean aig an dòigh clòraineachaidh puing-brisidh, faodaidh an ìre toirt air falbh ruighinn 100%, agus faodar dùmhlachd ammonia ann an uisge sgudail a lùghdachadh gu neoni. Tha a’ bhuaidh seasmhach agus chan eil buaidh aig teòthachd air; Nas lugha de thasgadh ann an uidheamachd, freagairt luath is iomlan; Tha buaidh sterilachaidh agus dì-ghalarachaidh aige air corp uisge. Is e raon tagraidh na dòigh clòraineachaidh puing-brisidh gu bheil dùmhlachd uisge sgudail naitridean ammonia nas lugha na 40mg / L, agus mar sin tha an dòigh clòraineachaidh puing-brisidh air a chleachdadh sa mhòr-chuid airson làimhseachadh adhartach uisge sgudail naitridean ammonia. Tha an riatanas airson cleachdadh agus stòradh sàbhailte àrd, tha cosgais an làimhseachaidh àrd, agus bidh na fo-thoraidhean cloramines agus organaigs clòrainichte ag adhbhrachadh truailleadh àrd-sgoile.

④dòigh ocsaididh catalaíoch

Is e dòigh ocsaididh catalaíoch tro ghnìomh catalaíoch, fo theodhachd agus cuideam sònraichte, tro ocsaididh èadhair, faodar stuth organach agus ammonia ann an òtrachas a ocsaideachadh agus a lobhadh gu stuthan gun chron leithid CO2, N2 agus H2O, gus adhbhar glanaidh a choileanadh.

Is iad na factaran a bheir buaidh air buaidh ocsaididh catalaíoch feartan an catalaíoch, teòthachd, ùine ath-bhualadh, luach pH, ​​dùmhlachd naitridean ammonia, cuideam, dian gluasad agus mar sin air adhart.

Chaidh pròiseas lobhadh naitridean ammonia le ozon a sgrùdadh. Sheall na toraidhean nuair a dh’àrdaich luach pH, ​​gun deach seòrsa de radaigeach HO le comas làidir oxidation a chruthachadh, agus gun deach an ìre oxidation a luathachadh gu mòr. Tha sgrùdaidhean a’ sealltainn gun urrainn dha ozone naitridean ammonia a oxidachadh gu nitrite agus nitrite gu nitrite. Bidh dùmhlachd naitridean ammonia ann an uisge a’ lùghdachadh le àrdachadh ùine, agus tha an ìre toirt air falbh naitridean ammonia mu 82%. Chaidh CuO-Mn02-Ce02 a chleachdadh mar chatalaiche co-dhèanta gus uisge sgudail naitridean ammonia a làimhseachadh. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil gnìomhachd oxidation an chatalaiche co-dhèanta ùr-ullaichte air a leasachadh gu mòr, agus is e na suidheachaidhean pròiseas iomchaidh 255 ℃, 4.2MPa agus pH = 10.8. Ann an làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia le dùmhlachd tùsail de 1023mg / L, faodaidh an ìre toirt air falbh naitridean ammonia ruighinn 98% taobh a-staigh 150min, a’ ruighinn an ìre sgaoilidh àrd-sgoile nàiseanta (50mg / L).

Chaidh coileanadh catalaíseach foto-chatalaiche TiO2 le taic zeolite a sgrùdadh le bhith a’ sgrùdadh an ìre lobhadh de naitridean ammonia ann am fuasgladh searbhag sulfarach. Tha na toraidhean a’ sealltainn gur e 1.5g/L an dòs as fheàrr de foto-chatalaiche Ti02/zeolite agus gur e 4 uairean a thìde an ùine freagairt fo rèididheachd ultraviolet. Faodaidh an ìre toirt air falbh naitridean ammonia bho uisge sgudail ruighinn 98.92%. Chaidh buaidh toirt air falbh iarann ​​àrd agus dà-ogsaid nano-chin fo sholas ultraviolet air naitridean phenol agus ammonia a sgrùdadh. Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil an ìre toirt air falbh naitridean ammonia 97.5% nuair a chuirear pH = 9.0 an sàs anns an fhuasgladh naitridean ammonia le dùmhlachd de 50mg/L, a tha 7.8% agus 22.5% nas àirde na an ìre de iarann ​​àrd no dà-ogsaid Chine leis fhèin.

Tha buannachdan aig an dòigh ocsaididh catalaíoch leithid èifeachdas glanaidh àrd, pròiseas sìmplidh, raon beag bonn, msaa., agus gu tric bidh e air a chleachdadh airson uisge sgudail ammonia naitridean àrd-dùmhlachd a làimhseachadh. Is e an duilgheadas tagraidh mar a chuireas tu casg air call catalaíoch agus dìon bho chreimeadh uidheamachd.

⑤dòigh ocsaididh electroceimiceach

Tha an dòigh ocsaididh electroceimiceach a’ toirt iomradh air an dòigh air truailleadh a thoirt air falbh ann an uisge le bhith a’ cleachdadh electro-ocsaididh le gnìomhachd catalaíseach. Is iad na factaran a tha a’ toirt buaidh dùmhlachd an t-srutha, ìre sruthadh a-steach, ùine toraidh agus ùine fuasglaidh puing.

Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air ocsaidachadh dealan-cheimigeach uisge sgudail ammonia-naitridean ann an cealla electrolytic sruthadh cuairteachaidh, far a bheil an dearbhach na dhealan lìonra Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 agus an àicheil na dhealan lìonra Ti. Tha na toraidhean a’ sealltainn nuair a tha dùmhlachd ian clòraid 400mg/L, gu bheil dùmhlachd tùsail naitridean ammonia 40mg/L, gu bheil an ìre sruthadh a-steach 600mL/min, gu bheil an dùmhlachd làithreach 20mA/cm, agus gu bheil an ùine electrolytic 90min, gu bheil an ìre toirt air falbh naitridean ammonia 99.37%. Tha e a’ sealltainn gu bheil deagh chothrom tagraidh aig ocsaidachadh electrolytic uisge sgudail ammonia-naitridean.

3. Pròiseas toirt air falbh naitridean bith-cheimigeach

①an nitrification agus dì-nitrification gu lèir

'S e seòrsa de dhòigh bhitheòlach a th' ann an nitrification agus dì-nitrification làn-phròiseas a tha air a bhith air a chleachdadh gu farsaing airson ùine mhòr an-diugh. Bidh e ag atharrachadh nitrogen ammonia ann an uisge sgudail gu naitridean tro shreath de ath-bheachdan leithid nitrification agus dì-nitrification fo ghnìomh diofar meanbh-fhàs-bheairtean, gus adhbhar làimhseachadh uisge sgudail a choileanadh. Feumaidh am pròiseas nitrification agus dì-nitrification gus nitrogen ammonia a thoirt air falbh a dhol tro dhà ìre:

Ath-bhualadh nitrification: Tha an ath-bhualadh nitrification air a chrìochnachadh le meanbh-fhàs-bheairtean aerobic autotrophic. Anns an staid aerobic, thathas a’ cleachdadh naitridean neo-organach mar an stòr naitridean gus NH4+ a thionndadh gu NO2-, agus an uairsin thèid a ocsaidachadh gu NO3-. Faodar am pròiseas nitrification a roinn ann an dà ìre. Anns an dàrna ìre, tha nitrite air a thionndadh gu nitrate (NO3-) le bacteria nitrificating, agus tha nitrite air a thionndadh gu nitrate (NO3-) le bacteria nitrificating.

Ath-bhualadh dì-nitreachaidh: Is e ath-bhualadh dì-nitreachaidh am pròiseas anns am bi bacteria dì-nitreachaidh a’ lughdachadh naitridean nitrite agus naitridean naitrid gu naitridean gasach (N2) ann an staid hypoxia. Tha bacteria dì-nitreachaidh nan meanbh-fhàs-bheairtean heterotrofach, agus buinidh a’ mhòr-chuid dhiubh do bacteria amfaiteach. Ann an staid hypoxia, bidh iad a’ cleachdadh ocsaidean ann an naitrid mar ghlacadair electron agus stuth organach (co-phàirt BOD ann an òtrachas) mar thabhartaiche electron gus lùth a thoirt seachad agus a bhith air an ocsaidachadh agus air an daingneachadh.

Tha tagraidhean innleadaireachd nitrification agus dì-nitrification a’ toirt a-steach sa mhòr-chuid AO, A2O, dìg oxidation, msaa., a tha na dhòigh nas aibidh a thathas a’ cleachdadh ann an gnìomhachas toirt air falbh naitridean bith-eòlasach.

Tha buannachdan aig an dòigh nitrification agus dì-nitrification gu lèir le buaidh sheasmhach, obrachadh sìmplidh, gun truailleadh àrd-sgoile agus cosgais ìseal. Tha cuid de eas-bhuannachdan aig an dòigh seo cuideachd, leithid feumar an stòr gualain a chur ris nuair a tha an co-mheas C/N anns an uisge sgudail ìosal, tha an riatanas teòthachd gu math teann, tha an èifeachdas ìosal aig teòthachd ìosal, tha an sgìre mòr, tha an t-iarrtas ocsaidean mòr, agus tha buaidh mhòr aig cuid de stuthan cronail leithid ianan meatailt throm air meanbh-fhàs-bheairtean, a dh’ fheumar a thoirt air falbh mus tèid an dòigh bhitheolach a dhèanamh. A bharrachd air an sin, tha buaidh bacaidh aig dùmhlachd àrd de naitridean ammonia anns an uisge sgudail air a’ phròiseas nitrification. Mar sin, bu chòir ro-làimhseachadh a dhèanamh mus tèid uisge sgudail naitridean ammonia àrd-dùmhlachd a làimhseachadh gus am bi dùmhlachd naitridean ammonia nas lugha na 500mg/L. Tha an dòigh bhitheolach thraidiseanta freagarrach airson làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia ìosal-dùmhlachd anns a bheil stuth organach, leithid òtrachas dachaigheil, uisge sgudail ceimigeach, msaa.

②Nìtrification agus dì-nìtrification aig an aon àm (SND)

Nuair a thèid nitrification agus dìnitrification a dhèanamh còmhla san aon reactar, canar dìnitrification cnàmhaidh aig an aon àm (SND) ris. Tha an ocsaidean sgaoilte ann an uisge sgudail air a chuingealachadh leis an ìre sgaoilidh gus caisead ocsaidean sgaoilte a chruthachadh anns an raon meanbh-àrainneachd air an floc meanbh-fhàs-bheairtean no am biofilm, a tha a’ dèanamh a’ chaisead ocsaidean sgaoilte air uachdar a-muigh an floc meanbh-fhàs-bheairtean no am biofilm fàbharach do fhàs agus iomadachadh bacteria nitrificating aerobic agus bacteria amoniatach. Mar as doimhne a thèid a-steach don floc no don membran, ’s ann as ìsle a bhios dùmhlachd an ocsaidean sgaoilte, agus mar thoradh air sin bidh sòn anocsaideach ann far a bheil bacteria dìnitrificating a’ faighinn làmh an uachdair. Mar sin a’ cruthachadh pròiseas cnàmhaidh agus dìnitrification aig an aon àm. Is iad na factaran a tha a’ toirt buaidh air cnàmhadh agus dìnitrification aig an aon àm luach pH, ​​teòthachd, alcalanachd, stòr gualain organach, ocsaidean sgaoilte agus aois sloda.

Bha nitrification/dì-nitrification aig an aon àm ann an dìg ocsaididh Carrousel, agus lùghdaich dùmhlachd an ocsaidean sgaoilte eadar an impeller èadhair ann an dìg ocsaididh Carrousel mean air mhean, agus bha an ocsaidean sgaoilte anns a’ phàirt ìosal de dh’fhìor dhìg ocsaididh Carrousel nas ìsle na bha e anns a’ phàirt uachdarach. Tha ìrean cruthachaidh is caitheamh naitridean nitrate anns gach pàirt den t-sianal cha mhòr co-ionnan, agus tha dùmhlachd naitridean ammonia anns an t-sianal an-còmhnaidh glè ìosal, a tha a’ nochdadh gu bheil na h-ath-bhualaidhean nitrification agus dì-nitrification a’ tachairt aig an aon àm ann an sianal ocsaididh Carrousel.

Tha an sgrùdadh air làimhseachadh òtrachais dachaigheil a’ sealltainn, mar as àirde an CODCr, ’s ann as coileanta an dì-nitrification agus ’s ann as fheàrr an toirt air falbh TN. Tha buaidh mhòr aig ocsaidean sgaoilte air nitrification agus dì-nitrification aig an aon àm. Nuair a thèid an ocsaidean sgaoilte a smachdachadh aig 0.5~2mg/L, tha buaidh toirt air falbh naitridean iomlan math. Aig an aon àm, bidh an dòigh nitrification agus dì-nitrification a’ sàbhaladh an reactar, a’ giorrachadh an ùine freagairt, tha caitheamh lùtha ìosal aige, a’ sàbhaladh tasgadh, agus tha e furasta an luach pH a chumail seasmhach.

③ Cnàmhadh geàrr-raoin agus dì-nitrification

Anns an aon reactar, thathas a’ cleachdadh bacteria ocsaididh ammonia gus ammonia a ocsaidachadh gu nitrite fo chumhachan aerobic, agus an uairsin thèid nitrite a dhì-nitreachadh gu dìreach gus naitridean a thoirt gu buil le stuth organach no stòr gualain bhon taobh a-muigh mar thabhartaiche electron fo chumhachan hypoxia. Is iad na factaran buaidh air nitreachadh geàrr-raoin agus dì-nitreachadh teòthachd, ammonia saor, luach pH agus ocsaidean sgaoilte.

Buaidh teòthachd air nitrification geàrr-raoin òtrachais baile às aonais uisge na mara agus òtrachas baile le 30% uisge na mara. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn: airson òtrachas baile às aonais uisge na mara, gu bheil àrdachadh na teòthachd a’ brosnachadh nitrification geàrr-raoin. Nuair a tha co-roinn uisge na mara ann an òtrachas dachaigheil 30%, faodar nitrification geàrr-raoin a choileanadh nas fheàrr fo chumhachan teòthachd meadhanach. Leasaich Oilthigh Teicneòlais Delft am pròiseas SHARON, tha cleachdadh teòthachd àrd (timcheall air 30-4090) a’ brosnachadh iomadachadh bacteria nitrite, gus am bi bacteria nitrite a’ call farpais, agus le bhith a’ cumail smachd air aois an t-sloid gus bacteria nitrite a thoirt air falbh, gus am bi an ath-bhualadh nitrification aig ìre nitrite.

Stèidhichte air an eadar-dhealachadh ann an dàimh ocsaidean eadar bacteria nitrite agus bacteria nitrite, leasaich Obair-lann Eag-eòlas Mion-fhàs-bheairtean Gent am pròiseas OLAND gus cruinneachadh naitridean nitrite a choileanadh le bhith a’ cumail smachd air ocsaidean sgaoilte gus bacteria nitrite a thoirt air falbh.

Tha toraidhean an deuchainn pìleat air làimhseachadh uisge sgudail còcaidh le nitriigeadh agus dì-nitrigeadh geàrr-raoin a’ sealltainn nuair a tha dùmhlachd COD, naitridean ammonia, TN agus phenol anns an t-sruthadh a-steach 1201.6,510.4,540.1 agus 110.4mg/L, gu bheil dùmhlachd chuibheasach COD, naitridean ammonia, TN agus phenol anns an sruth-uisge 197.1,14.2,181.5 agus 0.4mg/L, fa leth. B’ e na h-ìrean toirt air falbh co-fhreagarrach 83.6%, 97.2%, 66.4% agus 99.6%, fa leth.

Chan eil pròiseas nitrification agus dì-nitrification geàrr-raoin a’ dol tron ​​ìre nitrate, a’ sàbhaladh an stòr gualain a tha a dhìth airson naitridean bith-eòlasach a thoirt air falbh. Tha buannachdan sònraichte ann airson uisge sgudail naitridean ammonia le co-mheas C/N ìosal. Tha buannachdan aig nitrification agus dì-nitrification geàrr-raoin leithid nas lugha de shlaodach, ùine freagairt goirid agus sàbhaladh meud an reactar. Ach, feumaidh nitrification agus dì-nitrification geàrr-raoin cruinneachadh seasmhach is maireannach de nitrite, agus mar sin is e mar a chuireas tu casg èifeachdach air gnìomhachd bacteria nitrifigeach an iuchair.

④ Ocsaideachadh ammonia anaerobic

Is e pròiseas a th’ ann an ammoxidation anaeróbach far a bheil bacteria autotrophic a’ oxidachadh gu dìreach naitridean ammonia gu naitridean fo chumha hypoxia, le naitridean nitrous no naitridean nitrous mar gabhadair electron.

Chaidh buaidh teòthachd agus pH air gnìomhachd bhitheòlach anammoX a sgrùdadh. Sheall na toraidhean gur e 30℃ an teòthachd ath-bhualadh as fheàrr agus gur e 7.8 an luach pH. Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air comasachd reactar ammoX anaerobic airson uisge sgudail le salannachd àrd agus dùmhlachd àrd de naitridean a làimhseachadh. Sheall na toraidhean gun do chuir salannachd àrd bacadh mòr air gnìomhachd anammoX, agus gun robh an casg seo air ais-thionndadh. Bha gnìomhachd ammox anaerobic an sloda neo-ghnàthaichte 67.5% nas ìsle na gnìomhachd an sloda smachd fo shalannachd de 30g.L-1 (NaC1). Bha gnìomhachd anammoX an sloda gnàthaichte 45.1% nas ìsle na gnìomhachd an smachd. Nuair a chaidh an sloda gnàthaichte a ghluasad bho àrainneachd àrd salainn gu àrainneachd ìosal salainn (gun sàile), chaidh gnìomhachd ammoX anaerobic a mheudachadh 43.1%. Ach, tha an reactar buailteach do chrìonadh gnìomh nuair a bhios e ag obair ann an salannachd àrd airson ùine mhòr.

An coimeas ris a’ phròiseas bith-eòlasach traidiseanta, tha ammoX anaerobic na theicneòlas toirt air falbh naitridean bith-eòlasach nas eaconomaiche gun stòras gualain a bharrachd, iarrtas ocsaidean ìosal, gun fheum air ath-bheachdan gus neodachadh, agus nas lugha de chinneasachadh sloda. Is e na h-eas-bhuannachdan a tha aig ammox anaerobic gu bheil an astar ath-bhualadh slaodach, gu bheil meud an reactar mòr, agus gu bheil an stòr gualain mì-fhàbharach do amMOX anaerobic, agus tha cudromachd phractaigeach aige airson fuasgladh fhaighinn air uisge sgudail naitridean ammonia le droch bhith-mhilleadh.

4. pròiseas dealachaidh agus adsorption toirt air falbh naitridean

① dòigh dealachaidh membran

Is e dòigh dealachaidh membran a bhith a’ cleachdadh treòiteachd roghnach na membran gus na pàirtean anns an leaghan a sgaradh gu roghnach, gus an amas a bhith a’ toirt air falbh naitridean ammonia a choileanadh. A’ gabhail a-steach osmosis cùil, nano-shìoladh, dì-ammonachadh membran agus electrodialysis. Is iad na factaran a bheir buaidh air dealachadh membran feartan membran, cuideam no bholtaids, luach pH, ​​teòthachd agus dùmhlachd naitridean ammonia.

A rèir càileachd uisge uisge sgudail naitridean ammonia a chaidh a leigeil ma sgaoil le leaghadair talmhainn tearc, chaidh an deuchainn osmosis cùil a dhèanamh le uisge sgudail air a shamhlachadh le NH4C1 agus NaCI. Chaidh a lorg fo na h-aon chumhachan, gu bheil ìre toirt air falbh NaCI nas àirde aig osmosis cùil, agus gu bheil ìre cinneasachaidh uisge nas àirde aig NHCl. Tha an ìre toirt air falbh NH4C1 77.3% às deidh làimhseachadh osmosis cùil, agus faodar a chleachdadh mar ro-làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia. Faodaidh teicneòlas osmosis cùil lùth a shàbhaladh, deagh sheasmhachd teirmeach, ach tha an aghaidh clòirin agus truailleadh bochd.

Chaidh pròiseas dealachaidh membran nano-shìolaidh bith-cheimiceach a chleachdadh gus an lionn-sgudail lìonadh-fearainn a làimhseachadh, agus mar sin chaidh 85% ~ 90% den leaghan treòiteachd a leigeil ma sgaoil a rèir an inbhe, agus cha deach ach 0% ~ 15% den leaghan òtrachais dùmhail agus eabar a thilleadh chun tanca sgudail. Làimhsich Ozturki et al. lionn-sgudail lìonadh-fearainn Odayeri san Tuirc le membran nano-shìolaidh, agus bha an ìre toirt air falbh naitridean ammonia mu 72%. Feumaidh membran nano-shìolaidh cuideam nas ìsle na membran osmosis cùil, furasta obrachadh.

Mar as trice, thathas a’ cleachdadh an siostam membran a bheir air falbh ammonia ann an làimhseachadh uisge sgudail le naitridean ammonia àrd. Tha an cothromachadh a leanas aig naitridean ammonia san uisge: NH4- +OH-= NH3+H2O nuair a bhios e ag obair, bidh an uisge sgudail anns a bheil ammonia a’ sruthadh ann an slige modúl a’ membran, agus bidh an leaghan a tha a’ gabhail a-steach searbhag a’ sruthadh ann am pìob modúl a’ membran. Nuair a dh’èireas pH an uisge sgudail no nuair a dh’èireas an teòthachd, gluaisidh an cothromachadh chun na làimh dheis, agus bidh an ian ammonium NH4- a’ tionndadh gu bhith na NH3 gasach saor. Aig an àm seo, faodaidh NH3 gasach a dhol a-steach don ìre leaghaidh gabhail a-steach searbhag sa phìob bhon ìre uisge sgudail anns an t-slige tro na meanbh-phoirean air uachdar an t-snàithleach falamh, a thèid a ghabhail a-steach leis an fhuasgladh searbhagach agus a thig gu bhith na NH4- ianach sa bhad. Cùm pH an uisge sgudail os cionn 10, agus an teòthachd os cionn 35 ° C (fo 50 ° C), gus am bi an NH4 anns an ìre uisge sgudail a’ tionndadh gu NH3 gu leantainneach chun imrich ìre leaghaidh gabhail a-steach. Mar thoradh air an sin, lùghdaich dùmhlachd naitridean ammonia anns an taobh uisge sgudail gu leantainneach. Leis nach eil ann ach searbhag agus NH4-, bidh an ìre leaghaidh a bhios a’ gabhail a-steach searbhag a’ cruthachadh salann ammonium fìor-ghlan, agus ruigidh e dùmhlachd sònraichte às dèidh cuairteachadh leantainneach, a ghabhas ath-chuairteachadh. Air an aon làimh, faodaidh cleachdadh na teicneòlais seo an ìre toirt air falbh de naitridean ammonium ann an uisge sgudail a leasachadh gu mòr, agus air an làimh eile, faodaidh e cosgais obrachaidh iomlan siostam làimhseachaidh uisge sgudail a lughdachadh.

②dòigh electrodialysis

'S e dòigh a th' ann an electrodialysis airson solidan sgaoilte a thoirt air falbh bho fhuasglaidhean uisgeach le bhith a' cur bholtaids eadar na paidhrichean membran. Fo ghnìomh bholtaids, bidh na h-ianan ammonia agus ianan eile anns an uisge sgudail ammonia-nitrogen air an neartachadh tron ​​membran anns an uisge dùmhail anns a bheil ammonia, gus an adhbhar a choileanadh airson an toirt air falbh.

Chaidh an dòigh electrodialysis a chleachdadh gus uisge sgudail neo-organach a làimhseachadh le dùmhlachd àrd de naitridean ammonia agus fhuair e deagh thoraidhean. Airson uisge sgudail naitridean ammonia 2000-3000mg /L, faodaidh an ìre toirt air falbh naitridean ammonia a bhith nas àirde na 85%, agus faodar an t-uisge ammonia dùmhail fhaighinn le 8.9%. Tha an ìre dealain a thèid a chaitheamh rè obrachadh electrodialysis co-rèireach ri meud naitridean ammonia anns an uisge sgudail. Chan eil làimhseachadh electrodialysis air uisge sgudail air a chuingealachadh le luach pH, ​​teòthachd agus cuideam, agus tha e furasta obrachadh.

Is e buannachdan dealachaidh membran ath-bheothachadh àrd de naitridean ammonia, obrachadh sìmplidh, buaidh làimhseachaidh seasmhach agus gun truailleadh àrd-sgoile. Ach, ann an làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia àrd-dùmhlachd, ach a-mhàin an membran dì-ammonaichte, tha membranan eile furasta an sgèileadh agus an bacadh, agus tha ath-ghineadh agus ais-nighe tric, ag àrdachadh cosgais an làimhseachaidh. Mar sin, tha an dòigh seo nas freagarraiche airson ro-làimhseachadh no uisge sgudail naitridean ammonia ìosal-dùmhlachd.

③ Modh iomlaid ian

’S e dòigh iomlaid ian dòigh air naitridean ammonia a thoirt a-mach à uisge sgudail le bhith a’ cleachdadh stuthan le glacadh làidir roghnach de ianan ammonia. ’S e carbon gnìomhaichte, zeolite, montmorillonite agus roisinn iomlaid na stuthan glacadh a thathas a’ cleachdadh gu cumanta. ’S e seòrsa de silico-aluminate a th’ ann an zeolite le structar trì-thaobhach spàsail, structar cunbhalach nam pores agus tuill, agus tha comas glacadh làidir roghnach aig clinoptilolite airson ianan ammonia agus prìs ìosal, agus mar sin thathas ga chleachdadh gu cumanta mar stuth glacadh airson uisge sgudail naitridean ammonia ann an innleadaireachd. Am measg nam factaran a bheir buaidh air buaidh làimhseachaidh clinoptilolite tha meud nam mìrean, dùmhlachd naitridean ammonia a tha a’ tighinn a-steach, ùine conaltraidh, luach pH agus mar sin air adhart.

Tha buaidh adsorption zeolite air naitridean ammonia follaiseach, agus an uair sin ranite, agus tha buaidh na h-ùire agus ceramisite bochd. Is e iomlaid ian am prìomh dhòigh air naitridean ammonia a thoirt air falbh bho zeolite, agus tha a’ bhuaidh adsorption corporra glè bheag. Tha buaidh iomlaid ian ceramite, ùir agus ranite coltach ris a’ bhuaidh adsorption corporra. Lùghdaich comas adsorption nan ceithir lìonaidhean le àrdachadh teòthachd anns an raon 15-35 ℃, agus mheudaich e le àrdachadh luach pH anns an raon 3-9. Ràinig an cothromachadh adsorption às deidh 6 uairean de chrith.

Chaidh sgrùdadh a dhèanamh air comasachd toirt air falbh naitridean ammonia bho leachate lìonadh-fearainn le adsorption zeolite. Tha na toraidhean deuchainneach a’ sealltainn gu bheil comas adsorption cuibhrichte aig gach gram de zeolite de 15.5mg naitridean ammonia, nuair a tha meud gràinean zeolite 30-16 mogal, ruigidh an ìre toirt air falbh naitridean ammonia 78.5%, agus fon aon ùine adsorption, dòs agus meud gràinean zeolite, mar as àirde dùmhlachd naitridean ammonia a-steach, is ann as àirde an ìre adsorption, agus tha e comasach dha zeolite mar adsorbent naitridean ammonia a thoirt air falbh bhon leachate. Aig an aon àm, thathar a’ comharrachadh gu bheil an ìre adsorption de naitridean ammonia le zeolite ìosal, agus gu bheil e duilich do zeolite comas adsorption sàthaichte a ruighinn ann an obrachadh practaigeach.

Chaidh buaidh toirt air falbh leabaidh zeolite bith-eòlasach air naitridean, COD agus truailleadh eile ann an òtrachas baile samhlaichte a sgrùdadh. Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil an ìre toirt air falbh naitridean ammonia le leabaidh zeolite bith-eòlasach nas àirde na 95%, agus gu bheil buaidh mhòr aig an ùine còmhnaidh uisgeachaidh air toirt air falbh naitridean naitridean.

Tha buannachdan aig an dòigh iomlaid ian leithid tasgadh beag, pròiseas sìmplidh, obrachadh goireasach, neo-mhothachadh do phuinnsean agus teòthachd, agus ath-chleachdadh zeolite le ath-ghineadh. Ach, nuair a thathar a’ làimhseachadh uisge sgudail naitridean ammonia àrd-dùmhlachd, bidh an ath-ghineadh tric, a tha ag adhbhrachadh mì-ghoireasachd don obrachadh, agus mar sin feumar a chur còmhla ri dòighean làimhseachaidh naitridean ammonia eile, no a chleachdadh gus uisge sgudail naitridean ammonia ìosal-dùmhlachd a làimhseachadh.

Neach-dèanamh agus Solaraiche Zeolite 4A Mòr-reic | EVERBRIGHT (cnchemist.com)