1.Amonia nîtrojen çi ye?
Nîtrojena ammonia di forma ammonyaya belaş (an ammonyaya ne-îyonîk, NH3) an ammonyaya îyonî (NH4+) de amonyak vedibêje.PH bilind û rêjeya bilind a ammoniaya azad;Berevajî vê, rêjeya xwêya amonyûmê zêde ye.
Nîtrojena ammonia xurekek di avê de ye, ku dikare bibe sedema eutrofîkasyona avê, û gemarê sereke yê oksîjenê ye ku di avê de vedixwe, ku ji masî û hin organîzmayên avî re jehr e.
Bandora zirara sereke ya nîtrojena amonyak li ser zîndewerên avî amonyak azad e, ku jehra wê bi dehan carî ji ya xwêya amonyûmê mezintir e û bi zêdebûna alkalînîteyê re zêde dibe.Zehmetiya nîtrojenê ammonia ji nêz ve bi nirxa pH û germahiya avê ya ava hewzê ve girêdayî ye, bi gelemperî, nirxa pH û germahiya avê her ku bilindtir be, jehrîbûn jî xurtir dibe.
Du rêbazên rengîniya hestiyariyê yên nêzîk ên ku bi gelemperî ji bo destnîşankirina amonyak têne bikar anîn rêbaza reagenta Nessler a klasîk û rêbaza fenol-hîpochlorite ne.Tîtrasyon û rêbazên elektrîkê jî bi gelemperî ji bo destnîşankirina ammonia têne bikaranîn;Dema ku naveroka nîtrojena amonyak zêde be, rêbaza tîtrasyona distilasyonê jî dikare were bikar anîn.(Standardên neteweyî di nav xwe de rêbaza reagentê ya Nath, spektrofotometrîya asîda salicylîk, rêbaza distilasyon - titrasyonê vedigirin)
2.Pêvajoya rakirina nîtrojenê ya fizîkî û kîmyewî
① Rêbaza barîna kîmyewî
Rêbaza barîna kîmyewî, ku wekî rêbaza baranê ya MAP-ê jî tê zanîn, ew e ku magnesium û asîda fosforîk an hîdrojen fosfatê li ava bermayî ya ku nîtrojena amonyak tê de heye, zêde bike, da ku NH4+ di ava bermayî de bi Mg+ û PO4- re di nav çareseriyek avî de bertek nîşan bide ku amonyum magnesium pêşdixe. , formula molekular MgNH4P04.6H20 e, da ku bigihîje armanca rakirina nîtrojenê ammonia.Magnesium ammonium fosfate, ku bi gelemperî wekî struvite tê zanîn, dikare wekî kompost, lêzêdekirina axê an retardantê agir ji bo çêkirina hilberên avahîsaziyê were bikar anîn.Wekheviya reaksiyonê wiha ye:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Faktorên sereke yên ku bandorê li bandora dermankirina barîna kîmyewî dikin nirxa pH, germahî, berhevoka nîtrojena ammonia û rêjeya molarê ne (n(Mg+): n(NH4+): n(P04-)).Encam destnîşan dikin ku dema ku nirxa pH 10 be û rêjeya molar a magnesium, nîtrojen û fosforê 1,2: 1: 1,2 be, bandora dermankirinê çêtir e.
Bi karanîna klorîdê magnesium û hîdrojen fosfatê dîsodyûmê wekî ajanên barkirinê, encam destnîşan dikin ku dema ku nirxa pH 9,5 be û rêjeya molarê ya magnesium, nîtrojen û fosforê 1,2:1:1 be, bandora dermankirinê çêtir e.
Encam destnîşan dikin ku MgC12+Na3PO4.12H20 ji berhevokên din ên barkêşker çêtir e.Dema ku nirxa pH 10,0 be, germahî 30 ℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, girseya nîtrojenê ammoniakê di ava çopê de piştî ku 30 hûrdeman tevdigere kêm dibe. ji 222mg/L berî dermankirinê heya 17mg/L, û rêjeya rakirinê %92,3 e.
Rêbaza barîna kîmyewî û rêbaza membrana şil ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê amonyaya pîşesazî ya bilind bi hev re hatin hev.Di bin şert û mercên xweşbînkirina pêvajoya baranê de, rêjeya rakirina nîtrojenê ammonia gihîşt% 98.1, û dûv re jî dermankirina din bi rêbaza fîlima şilavî berhevoka nîtrojena ammonia da 0.005g / L kêm kir, û gihîşt standarda belavkirina pola yekem a neteweyî.
Bandora rakirina îyonên metal ên duvalent (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) ji bilî Mg+ li ser nîtrojena amonyak di bin çalakiya fosfatê de hate lêkolîn kirin.Pêvajoyek nû ya barîna CaSO4-MAP-ê ji bo ava bermayî ya sulfate ammonium hate pêşniyar kirin.Encam destnîşan dikin ku rêgeza kevneşopî ya NaOH dikare bi lîmê were guheztin.
Feydeya rêbaza barîna kîmyewî ev e ku dema ku berhevoka ava bermayî ya nîtrojenê ammoniakî zêde be, serîlêdana rêbazên din sînordar e, wekî rêbaza biyolojîkî, rêbaza klorkirina xala şkestinê, rêbaza veqetandina membranê, rêbaza veguheztina îyonê, hwd. rêbaza barîna kîmyewî dikare ji bo pêş-tedawiyê were bikar anîn.Karbidestiya rakirina rêbaza barîna kîmyewî çêtir e, û ew ji hêla germahiyê ve ne sînorkirî ye, û operasyon hêsan e.Xalê dagirtî ya ku tê de fosfat amonyum magnesium dikare wekî zibilek pêkhatî were bikar anîn da ku karanîna çopê pêk bîne, bi vî rengî beşek ji lêçûn kêm dike;Ger ew bi hin pargîdaniyên pîşesaziyê yên ku ava bermayî ya fosfatê hilberînin û pargîdaniyên ku xwê xwê hilberînin re were hev kirin, ew dikare lêçûnên dermanan xilas bike û sepana mezin hêsan bike.
Kêmasiya rêbaza barîna kîmyewî ev e ku ji ber sînordarkirina hilbera çareserkirinê ya amonyum magnesium fosfate, piştî ku nîtrojena amonyak a di ava çopê de bigihîje astek diyarkirî, bandora rakirinê ne diyar e û lêçûna têketinê pir zêde dibe.Ji ber vê yekê, divê rêbaza barîna kîmyewî bi hev re bi rêbazên din ên ku ji bo dermankirina pêşkeftî guncan e were bikar anîn.Mîqdara reagenta ku tê bikar anîn mezin e, lûleya hilberandin mezin e, û lêçûna dermankirinê jî zêde ye.Di dema dozkirina madeyên kîmyewî de ketina îyonên klorîd û fosfora mayî dikare bi hêsanî bibe sedema qirêjiya duyemîn.
Hilberîner û Pêşkêşkarê Sulfatê ya Aluminumê ya Mezin |EVERBRIGHT (cnhemist.com)
Hilberîner û Pêşkêşkarê Sodyum Fosfatê Dibasîk Bi Kirim |EVERBRIGHT (cnhemist.com)
② rêbaza derbeyê
Rakirina nîtrojena amonyak bi rêbaza bafkirinê ev e ku nirxa pH-ê li ser alkaline were sererast kirin, da ku îyona amonyak a di ava çopê de bibe amonyak, da ku ew bi gelemperî di forma ammonyaya belaş de hebe, û dûv re ammonyaya azad tê derxistin. ava bermayî bi riya gaza hilgirê, da ku bigihîje armanca rakirina nîtrojena amonyak.Faktorên sereke yên ku bandorê li ser karbidestiya avêtinê dikin nirxa pH, germahî, rêjeya gaz-avî, rêjeya herikîna gazê, hûrbûna destpêkê û hwd.Heya nuha, rêbaza lêdanê bi berfirehî di dermankirina ava bermayî de bi giraniya zêde ya nîtrojenê ammonia tê bikar anîn.
Rakirina nîtrojena amonyakê ya ji ava çolê bi rêbaza derbeyê hate lêkolîn kirin.Hat dîtin ku faktorên sereke yên ku karbidestiya lêdanê kontrol dikin germahî, rêjeya gaz-avî û nirxa pH bûn.Dema ku germahiya avê ji 2590 mezintir be, rêjeya gaz-ravî bi qasî 3500 e, û pH bi qasî 10,5 e, rêjeya rakirinê dikare ji% 90-ê zêdetir ji bo leyizka zeviyê bi giraniya nîtrojena ammoniayê bi qasî 2000-4000 mg / L.Encam nîşan didin ku dema ku pH=11.5, germahiya hilavêtinê 80cC û dema rakirinê 120 hûrdem be, rêjeya rakirina nîtrojena amonyak di ava çopê de dikare bigihîje 99.2%.
Karbidestiya avêtina ava bermayî ya nîtrojenê ya ammonyaya bi giranî zêde ji hêla birca pêlêdana berevajî ve hate kirin.Encaman destnîşan kir ku bi zêdebûna nirxa pH-ê re karbidestiya avêtinê zêde dibe.Rêjeya gaz-ravî her ku mezintir be, hêza ajotinê ya veguheztina girseyî ya rakirina ammoniayê jî mezintir e, û karîgeriya jêbirinê jî zêde dibe.
Rakirina nîtrojena ammoniakê bi rêbaza lêdanê bandorker e, xebitandin hêsan e û hêsan tê kontrol kirin.Nîtrojena amonyakê ya ku bi asîda sulfurîk ve hatî hilberandin dikare were bikar anîn, û pereyê asîda sulfurîk a ku hatî hilberandin dikare wekî zibil were bikar anîn.Rêbaza derbekirinê teknolojiyek bi gelemperî ji bo rakirina nîtrojenê fîzîkî û kîmyewî ye ku niha tê bikar anîn.Lêbelê, rêbaza lêdanê hin dezavantajên xwe hene, wek mînak pîvazkirina pir caran di birca lêdanê de, kêmbûna kêmbûna kêmbûna nîtrojena ammoniakê di germahiya nizm de, û qirêjiya duyemîn a ku ji hêla gazê vekêşanê ve hatî çêkirin.Rêbaza hilavêtinê bi gelemperî bi rêbazên din ên dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ammoniak re tête hev kirin da ku pêşî li ava bermayî ya nîtrojenê ammonyaya-amonyaya-konsantreya bilind were derman kirin.
③ Klorkirina xala şikestê
Mekanîzmaya rakirina amonyak bi klorkirina xala şikestinê ev e ku gaza klorê bi ammoniakê re reaksiyonê dike û gaza nîtrojenê ya bê zirar çêdike, û N2 direve atmosferê, ku çavkaniya reaksiyonê ber bi rastê ve bidomîne.Formula reaksiyonê ev e:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Dema ku gaza klorê di nav ava çopê de heya nuqteyek diyarkirî tê veguheztin, naveroka klora azad di nav avê de kêm e, û hûrbûna amonyak sifir e.Dema ku mîqdara gaza klorê ji xalê derbas bibe, mîqdara klora azad di nav avê de zêde dibe, ji ber vê yekê, ji xalê re xala şkestinê û ji klorînê re di vê rewşê de wekî klorîna xala şkestinê tê gotin.
Rêbaza klorînê ya xala şkestinê ji bo dermankirina ava bermayî ya sondajê piştî lêdana nîtrojena ammonyak tê bikar anîn, û bandora dermankirinê rasterast ji hêla pêvajoya pêşdibistanê vekêşana nîtrojena ammoniakê ve tê bandor kirin.Dema ku 70% ji nîtrojena amonyak a di ava çopê de bi pêvajoya lêdanê tê rakirin û dûv re bi klorîna xala şkestinê tê derman kirin, giraniya girseyî ya nîtrojenê ammoniakê di nav avê de ji 15 mg/L kêmtir e.Zhang Shengli et al.ava bermayî ya nîtrojena ammoniakî ya simulated bi giraniya girseyî 100 mg/L wekî objekta lêkolînê girt, û encamên lêkolînê destnîşan kir ku faktorên sereke û duyemîn ên ku bandor li rakirina nîtrojena ammoniakê bi oksîdasyona hîpoklorita sodyûmê dikin, rêjeya mîqdara klorê bi nîtrojena amonyak re bû. dema reaksiyonê, û nirxa pH.
Rêbaza klorîna xala şkestinê xwedan karîgerîya rakirina nîtrojenê ya bilind e, rêjeya rakirinê dikare bigihîje 100%, û hûrbûna ammoniayê di nav avê de dikare bibe sifir.Bandor stabîl e û ji germahiyê bandor nabe;Amûrên veberhênanê yên kêm, bersiva bilez û bêkêmasî;Ew bandora sterilîzasyon û dezenfektekirinê li ser laşê avê heye.Qada serîlêdana rêbaza klorkirina xala şkestinê ev e ku giraniya ava bermayî ya nîtrojenê ammonia kêmtir ji 40mg / L ye, ji ber vê yekê rêbaza klorîna xala şikestinê bi piranî ji bo dermankirina pêşkeftî ya ava bermayî ya nîtrojenê ammonia tê bikar anîn.Pêdiviya karanîna ewledar û hilanînê zêde ye, lêçûna dermankirinê zêde ye, û hilberên jêrîn kloramine û organîkên klorînekirî dê bibe sedema qirêjiya duyemîn.
④ rêbaza oksîdasyona katalîtîk
Rêbaza oksîdasyona katalîtîk bi çalakiya katalîzatorê ye, di bin germahî û zextek diyarkirî de, bi oksîdasyona hewayê, maddeya organîk û amonyak di kanalîzasyonê de dikare were oksîd kirin û di nav maddeyên bêzerar ên wekî CO2, N2 û H2O de were hilweşandin, da ku bigihîje armanca paqijkirinê.
Faktorên ku bandorê li bandora oksîdasyona katalîtîk dikin taybetmendiyên katalîzator, germahî, dema reaksiyonê, nirxa pH, giraniya nîtrojenê ammonia, zext, zexmbûna tevlihevkirinê û hwd.
Pêvajoya hilweşandina nîtrojena amonyak a ozonkirî hate lêkolîn kirin.Encaman destnîşan kir ku dema ku nirxa pH zêde bû, celebek radîkalek HO ya bi şiyana oksîdasyonê ya bihêz hate hilberandin, û rêjeya oksîdasyonê bi girîngî bileztir bû.Lêkolîn nîşan didin ku ozon dikare nîtrojena amonyak bibe nîtrît û nîtrît bibe nîtrat.Bi zêdebûna demê re rêjeya amonyak nîtrojenê di avê de kêm dibe û rêjeya rakirina nîtrojena amonyak bi qasî 82%.CuO-Mn02-Ce02 wekî katalîzatorek pêkhatî ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ammonia hate bikar anîn.Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku çalakiya oksîdasyonê ya katalîzatora pêkhatî ya nû hatî amadekirin bi girîngî çêtir dibe, û mercên pêvajoyê yên guncan 255℃, 4.2MPa û pH = 10.8 in.Di dermankirina ava bermayî ya nîtrojena ammoniakê de bi giraniya destpêkê ya 1023 mg / L, rêjeya rakirina nîtrojenê ammonia dikare di nav 150 hûrdeman de bigihîje% 98, ku bigihîje standarda dakêşana duyemîn a neteweyî (50 mg / L).
Performansa katalîtîk a fotokatalîzatorê TiO2 ya bi zeolîtê piştgirî kir bi lêkolîna rêjeya hilweşandina nîtrojenê ammonia di çareseriya asîda sulfurîk de hate lêkolîn kirin.Encam destnîşan dikin ku doseya çêtirîn a Ti02 / fotokatalîzatorê zeolîtê 1.5 g / L e û dema reaksiyonê di bin tîrêjên ultraviolet de 4h e.Rêjeya derxistina nîtrojena amonyak ji ava çopê dikare bigihîje %98,92.Bandora rakirina hesin û nano-çîndîoksîta zêde ya di bin ronahiya ultraviyole de li ser fenol û nîtrojena amonyak hate lêkolîn kirin.Encam destnîşan dikin ku rêjeya rakirina nîtrojena amonyak %97,5 e dema ku pH=9,0 li çareseriya nîtrojena ammoniakê bi giraniya 50 mg/L tê sepandin, ku ji ya hesin bilind an dîoksîta Çînê bi tenê %7,8 û %22,5 zêdetir e.
Rêbaza oksîdasyona katalîtîk xwedan avantajên jêhatîbûna paqijkirina bilind, pêvajoyek hêsan, qada jêrîn a piçûk, hwd., û bi gelemperî ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ya ammonia-ya bilind-konsantre tê bikar anîn.Zehmetiya serîlêdanê ev e ku meriv çawa pêşî li windabûna katalîzator û parastina kezebê ya amûran digire.
⑤ rêbaza oksîdasyona elektrokîmyayî
Rêbaza oksîdasyona elektrokîmyayî bi awayê rakirina gemarên di avê de bi karanîna elektrooksîdasyonê bi çalakiya katalîtîk ve vedibêje.Faktorên bandorker dendika niha, rêjeya herikîna ketina hundir, dema derketinê û dema çareseriya xalê ne.
Oksîdasyona elektrokîmyayî ya ava bermayî ya ammonia-azotê di hucreyek elektrolîtîk a herikîna gerokê de hate lêkolîn kirin, ku pozîtîf elektrîka torê ya Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 ye û ya neyînî jî elektrîka torê Ti ye.Encam destnîşan dikin ku dema ku giraniya îyona klorîdê 400 mg / L be, giraniya destpêkê ya nîtrojenê ammonia 40 mg / L e, rêjeya herikîna bandorê 600 ml / min e, dendika niha 20 mA / cm, û dema elektrolîtîk 90 hûrdem e, ammonia ye. Rêjeya rakirina nîtrojenê %99,37 e.Ew destnîşan dike ku oksîdasyona elektrolîtîk a ava bermayî ya ammonia-nîtrojen xwedan perspektîfek serîlêdanê ya baş e.
3. Pêvajoya rakirina nîtrojenê biyolojîk
①tevahiya nîtrîfasyon û denîtrîfasyon
Tev-pêvajoya nîtrîfasyon û denîtrîfasyon celebek rêbazek biyolojîkî ye ku ji bo demek dirêj ve heya niha bi berfirehî tê bikar anîn.Ew nîtrojena amonyak a di ava çolê de bi rêzek reaksiyonên wekî nitrification û denitrification di bin çalakiya mîkroorganîzmayên cihêreng de vediguhezîne nîtrojenê, da ku bigihîje armanca paqijkirina avê.Pêvajoya nitrification û denitrification ji bo rakirina nîtrojena ammonia pêdivî ye ku di du qonaxan de derbas bibe:
Reaksiyona nîtrîfîkasyonê: Reaksiyona nîtrîfîkasyonê bi mîkroorganîzmayên ototrof ên aerobîk pêk tê.Di rewşa aerobîk de, nîtrojena neorganîk wekî çavkaniya nîtrojenê tê bikar anîn da ku NH4+ veguherîne NO2-, û dûv re ew ji bo NO3- oksîde dibe.Pêvajoya nitrification dikare li du qonaxan were dabeş kirin.Di qonaxa duyemîn de, nîtrît bi nîtrofkirina bakteriyan vediguhere nîtratê (NO3-) û bi nîtrofkirina bakteriyan nîtrot vediguhere nîtratê (NO3-).
Reaksiyona denîtrîfasyonê: Reaksiyona denîtrîfasyonê pêvajoyek e ku tê de bakteriyên denîtrîfîk di rewşa hîpoksiyê de nîtrojena nîtrojen û nîtrojena nîtratê vediguhezîne nîtrojena gazê (N2).Bakteriyên denîtrîfker mîkroorganîzmayên heterotrof in, ku piraniya wan ji bakteriyên amfîktîk in.Di rewşa hîpoksiyê de, ew oksîjena di nîtratê de wekî qebulkerê elektronê û madeya organîk (beşa BOD di kanalîzasyonê de) wekî donatorê elektron bikar tînin da ku enerjiyê peyda bikin û oksîjen û stabîl bibin.
Tevahiya pêvajoyê sepanên endezyariya nitrification û denitrification bi gelemperî AO, A2O, xendek oksîdasyonê, hwd., ku rêbazek mazintir e ku di pîşesaziya rakirina nîtrojena biyolojîkî de tê bikar anîn, vedigire.
Tevahiya rêbaza nitrification û denitrification xwedan avantajên bandora domdar, operasyona hêsan, bê qirêjiya duyemîn û lêçûnek kêm e.Vê rêbazê hin kêmasiyên xwe jî hene, wek mînak dema ku rêjeya C/N di ava çopê de kêm be, pêdiviya germahiyê bi rêkûpêk hişk e, karîgerî di germahiya nizm de kêm e, dever mezin e, hewcedariya oksîjenê divê çavkaniya karbonê were zêdekirin. mezin e, û hin maddeyên zerardar ên wekî îyonên metalên giran bandorek zextê li mîkroorganîzmayan dikin, ku divê berî ku rêbaza biyolojîkî were meşandin were rakirin.Digel vê yekê, girseya bilind a nîtrojena amonyak di ava çopê de jî bandorek astengker li ser pêvajoya nitrification heye.Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku berî dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ya ammoniakî ya bi konsantresyona bilind were derman kirin da ku giraniya ava bermayî ya nîtrojena ammoniakê ji 500 mg/L kêmtir be.Rêbaza biyolojîkî ya kevneşopî ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojena ammonyaya kêm a ku maddeya organîk heye, wek kanalîzasyona navmalî, avên kîmyewî, hwd.
②Nitrification û denitrification hevdem (SND)
Dema ku nitrification û denitrification bi hev re di heman reaktorê de têne kirin, jê re dibêjin denitrification digestion hemwext (SND).Oksîjena veqetandî ya di ava çopê de ji hêla rêjeya belavbûnê ve tête sînorkirin ku di qada mîkrojîngehê de li ser flok an biyofilma mîkrobialê deqek oksîjena helbûyî hilberîne, ku ev pileya oksîjenê ya hilweşandî li ser rûyê derveyî fîla mîkrob an biyofilmê ji mezinbûn û belavbûnê re dike. ji bakteriyên nitrifker aerobîk û bakteriyên amonîk.Her ku di nav flok an membranê de kûrtir bibe, ew qas hûrbûna oksîjena helbûyî kêm dibe, di encamê de herêmek anoksî ku bakteriyên denîtroker serdest in.Bi vî rengî pêvajoyek hevdemî û denitrification pêk tê.Faktorên ku bandorê li hevdemî û denitrification dikin nirxa PH, germahî, alkalînîtî, çavkaniya karbonê ya organîk, oksîjena helbûyî û temenê lûlê ne.
Nîtrifasyon/denîtrifasyon hevdemî di xendeka oksîdasyonê ya Carrousel de hebû, û giraniya oksîjena hilweşînî ya di navbera pêlava hewayê de di xendeka oksîdasyona Carrousel de hêdî hêdî kêm bû, û oksîjena hilweşandî li beşa jêrîn a xendeka oksîdasyona Carrousel ji ya li beşa jorîn kêmtir bû. .Rêjeya pêkhatin û vexwarina nîtrojena nîtratê li her perçeyek kanalê hema hema wekhev e, û hûrbûna nîtrojena amonyak di kanalê de her gav pir kêm e, ku ev destnîşan dike ku reaksiyonên nitrification û denitrification di kanala oksîdasyona Carrousel de di heman demê de pêk tê.
Lêkolîna li ser dermankirina kanalîzasyona navmalî destnîşan dike ku her ku CODCr bilindtir dibe, denitrification temamtir û rakirina TN çêtir e.Bandora oksîjena helbûyî li ser nîtrîfîkasyon û denîtrification hevdemî mezin e.Dema ku oksîjena hilweşandî li 0.5 ~ 2 mg / L tê kontrol kirin, bandora rakirina nîtrojenê ya tevahî baş e.Di heman demê de, rêbaza nitrification û denitrification reaktorê xilas dike, dema reaksiyonê kurt dike, xwedan xerckirina enerjiyê kêm e, veberhênanê xilas dike, û hêsan e ku nirxa pH-ê aram bimîne.
③Xwezandin û denîtrifasyonek kurt
Di heman reaktorê de, bakteriyên oksîjenker amonyak têne bikar anîn ku di bin şert û mercên aerobîk de amonyak berbi nîtrîtê oksîde bikin, û dûv re nîtrot rasterast tê denîtrîzekirin da ku nîtrojenê bi maddeya organîk an çavkaniya karbonê ya derve re wekî donatorê elektronê di bin şert û mercên hîpoksiyê de hilberîne.Faktorên bandorê yên nîtrîfîkasyon û denîtrîfîkasyonê yên kin-rantê germahî, ammonyaya belaş, nirxa pH û oksîjena heliyayî ne.
Bandora germahiyê li ser nitrifkirina kin-rantava kanalîzasyona şaredariyê bêyî ava deryayê û kanalîzasyona şaredariyê bi %30 ava deryayê.Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku: ji bo kanalîzasyona şaredariyê bêyî ava deryayê, zêdekirina germahiyê ji bo bidestxistina nitrîfîkasyona kin-rant guncan e.Gava ku rêjeya ava deryayê di kanalîzasyona navmalî de 30% be, di şert û mercên germahiya navîn de nitrifasyona kurt-range dikare çêtir were bidestxistin.Zanîngeha Teknolojiyê ya Delftê pêvajoya SHARON pêşve xist, karanîna germahiya bilind (nêzîkî 30-4090) dibe alîkar ku bakteriyên nîtritê zêde bibin, ji ber vê yekê bakteriyên nîtrîtê pêşbaziyê winda dikin, di heman demê de bi kontrolkirina temenê lûlê ji bo rakirina bakteriyên nîtrîtê, ji ber vê yekê. ku reaksiyona nitrification di qonaxa nitrite.
Li ser bingeha ciyawaziya têkiliya oksîjenê ya di navbera bakteriyên nitrite û bakteriyên nîtritê de, Laboratoriya Ekolojiya Mîkrobial a Gent pêvajoya OLAND pêşxist da ku berhevkirina nîtrojena nîtrojenê bi kontrolkirina oksîjena hilweşandî ji bo rakirina bakteriyên nîtritê bi dest bixe.
Encamên testa pîlot a dermankirina ava kokkirinê ya bi nîtrîfîkasyon û denîtrîfîkasyona kurt-range nîşan dide ku dema ku COD, nîtrojen amonyak, TN û fenolê bandorker 1201.6,510.4,540.1 û 110.4 mg / L be, nîtrojena navînî COD, ammonia. Kêmbûna TN û fenol bi rêzdarî 197.1,14.2,181.5 û 0.4mg/L ne.Rêjeyên rakirina têkildar bi rêzê 83,6%, 97,2%, 66,4% û 99,6% bûn.
Pêvajoya nîtrîfasyon û denîtrîfîkasyonê ya kin-rantûr di qonaxa nîtratê re derbas nabe, çavkaniya karbonê ya ku ji bo rakirina nîtrojena biyolojîkî hewce dike xilas dike.Ew ji bo ava bermayî ya nîtrojenê ammonia bi rêjeya C/N ya kêm hin avantajên wê hene.Nîtrifasyon û denîtrkirina ranza kurt xwedî avantajên kêm lûk, dema reaksiyonê ya kurt û teserûfa qebareya reaktorê ye.Lêbelê, nîtrifasyon û denîtrîfîkasyona kin-ranzê hewceyê berhevkirina nîtritê ya domdar û domdar hewce dike, ji ber vê yekê meriv çawa bi bandor çalakiya bakteriyên nitrifkirinê asteng dike dibe sereke.
④ Oksîdasyona ammonyaya anaerobîk
Amoksîdasyona anaerobî pêvajoyek oksîdasyona rasterast a nîtrojena amonyak ber bi nîtrojenê ve ji hêla bakteriyên ototrofîk ve di bin şerta hîpoksiyê de ye, bi nîtrojena nîtrojen an nîtrojena nîtrojenê wekî qebulkerê elektronê.
Bandorên germahî û PH li ser çalakiya biyolojîkî ya anammoX hate lêkolîn kirin.Encaman destnîşan kir ku germahiya reaksiyonê ya çêtirîn 30 ℃ û nirxa pH 7.8 bû.Fizîbilîteya reaktora ammoX ya anaerobîk ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ya bi şorbûna zêde û giraniya zêde hate lêkolîn kirin.Encaman destnîşan kir ku şorbûna zêde bi girîngî çalakiya anammoX asteng dike, û ev astengî vegerî bû.Çalakiya amoxê ya anaerobîk a lûleya neaklîmkirî 67,5% ji ya lûla kontrolê ya di bin şorbûna 30g.L-1(NaC1) de kêmtir bû.Çalakiya anammoX ya slûka aklîmasyonî 45,1% ji ya kontrolê kêmtir bû.Dema ku lûleya aklîmasyonî ji hawîrdorek bi şorbûna zêde berbi hawîrdorek bi şorbûna kêm (bê şor) hate veguheztin, çalakiya ammoX ya anaerobî 43,1% zêde bû.Lêbelê, reaktor mêldarê kêmbûna fonksiyonê ye dema ku ew ji bo demek dirêj di şorbûna zêde de dixebite.
Li gorî pêvajoya biyolojîkî ya kevneşopî, ammoX anaerobîk teknolojiyek jêbirina nîtrojenê ya biyolojîkî aborîtir e ku bê çavkaniyek karbonê ya zêde, daxwaziya oksîjenê kêm, ne hewcedariya reagentan ji bo bêbandorkirin, û kêm hilberîna lûlê ye.Dezawantajên ammox anaerobîk ev e ku leza reaksiyonê hêdî ye, qebareya reaktorê mezin e, û çavkaniya karbonê ji amMOX anaerobîk re nebaş e, ku ji bo çareserkirina ava bermayî ya nîtrojenê ammonia bi biyolojîkîbûna belengaz xwedî girîngiyek pratîkî ye.
4.veqetandin û pêvajoya rakirina nîtrojenê ya adsorption
① rêbaza veqetandina membranê
Rêbaza veqetandina membranê ev e ku meriv pêvebûna hilbijartî ya membranê bikar bîne da ku bi bijartî pêkhateyên di şikê de veqetîne, da ku bigihîje armanca rakirina nîtrojenê ammonia.Di nav de osmoza berevajî, nanofiltration, membrana deammoniating û elektrodialysis.Faktorên ku li ser veqetandina membranê bandor dikin taybetmendiyên membranê, zext an voltaj, nirxa pH, germahî û berhevoka nîtrojenê ammonia ne.
Li gorî qalîteya ava ava bermayî ya nîtrojena ammoniakî ya ku ji hêla melzemeya erda hindik ve hatî avêtin, ceribandina osmoza berevajî bi ava bermayî ya NH4C1 û NaCI hate kirin.Hat dîtin ku di bin heman şert û mercan de, osmoza berevajî rêjeyek rakirina NaCI ya bilindtir e, dema ku NHCl xwedan rêjeyek hilberîna avê ye.Rêjeya rakirina NH4C1 piştî dermankirina osmoza berevajî 77,3% e, ku dikare wekî pêşîlêgirtina ava bermayî ya nîtrojenê ammonia were bikar anîn.Teknolojiya osmoza berevajî dikare enerjiyê, aramiya germî ya baş xilas bike, lê berxwedana klorê, berxwedana qirêjiyê xizan e.
Pêvajoyek veqetandina parzûna nanofiltrasyonê ya biyokîmyayî ji bo dermankirina şelaqê axê hate bikar anîn, ji ber vê yekê 85% ~ 90% ji şilava derbasbar li gorî standardê hate derxistin, û tenê 0% ~ 15% ji şilava kanalîzasyonê ya konsantrekirî û heriyê vedigere avê. tank çopê.Ozturki û hwd.şelaqê bendera Odayeri ya li Tirkiyeyê bi parzûna nanofiltrasyonê hate dermankirin û rêjeya rakirina nîtrojena amonyak nêzî 72% bû.Perçeya nanofiltration ji membrana osmoza berevajî zextek kêmtir hewce dike, xebitandina hêsan.
Pergala membrana rakirina ammonia bi gelemperî di tedawiya ava bermayî de bi nîtrojena amonyak a bilind tê bikar anîn.Nîtrojena amonyak a di avê de hevsengiya jêrîn heye: NH4- +OH-= NH3+H2O di xebitandinê de, ava bermayî ya ku tê de ammoniak di qalikê modula membranê de diherike, û şilava ku asîdê vedihewîne di lûleya membranê de diherike. module.Dema ku PH ava çolê zêde bibe an germahî bilind bibe, hevsengî dê ber bi rastê ve biçe, û îyona amonyûmê NH4- dibe gaza azad NH3.Di vê demê de, NH3-ya gazî dikare ji qonaxa ava çopê ya di şêlê de bi riya mîkroporên li ser rûbera fîbera vala, ku ji hêla çareseriya asîdê ve tê vehewandin û tavilê dibe NH4- îyonî, têkeve qonaxa şilavê ya asîdê ya di boriyê de.PH-ya ava bermayî li jor 10, û germahiya li jor 35 ° C (jêr 50 ° C) bihêlin, da ku NH4 di qonaxa avê de bi domdarî bibe NH3 berbi koça qonaxa şilavê ya vegirtinê.Wekî encamek, hûrbûna nîtrojenê ammoniakê di aliyê avê de bi berdewamî kêm bû.Qonaxa şilbûna asîdê, ji ber ku tenê asîd û NH4- heye, xwêyek amonyumek pir paqij çêdike, û piştî gera domdar digihîje konsantreyek diyarkirî, ku dikare were vezîvirandin.Ji aliyek ve, karanîna vê teknolojiyê dikare rêjeya rakirina nîtrojena ammonia di nav avê de pir baştir bike, û ji hêla din ve, ew dikare lêçûna giştî ya xebitandina pergala paqijkirina avê kêm bike.
② rêbaza elektrodialîzê
Elektrodialîz rêbazek derxistina maddeyên heliyayî ji çareseriyên avî ye bi sepandina voltaja di navbera cotên parzûnan de.Di bin çalakiya voltazê de, îyonên amonyak û îyonên din ên di ava bermayî ya ammonia-nîtrojenê de bi navgîniya membrana di nav ava berhevkirî ya ammoniakê de dewlemend dibin, da ku bigihîjin armanca rakirinê.
Rêbaza elektrodîalîzê ji bo dermankirina ava bermayî ya înorganîk bi tansiyona zêde ya nîtrojena amonyak hate bikar anîn û encamên baş bi dest xist.Ji bo 2000-3000mg / L ava bermayî ya nîtrojena ammoniakê, rêjeya rakirina nîtrojena ammonia dikare ji% 85 zêdetir be û ava ammoniaya berhevkirî ji% 8.9 were bidestxistin.Rêjeya elektrîkê ya ku di dema xebata elektrodialîzê de tê xerc kirin bi mîqdara nîtrojena amonyak a di ava çopê de ye.Tedawiya elektrodialîzê ya avê ji hêla nirxa pH, germahî û zextê ve ne sînorkirî ye, û xebitandina wê hêsan e.
Feydeyên veqetandina membranê vegerandina zêde ya nîtrojena ammonia, operasyona hêsan, bandora dermankirinê ya bi îstîqrar û bê qirêjiya duyemîn e.Lêbelê, di dermankirina ava bermayî ya nîtrojenê ya ammonyaya-amonyakî ya bi konsantasyona bilind de, ji xeynî membrana deammonîkirî, membranên din hêsan têne pîvandin û xitimandin, û nûvekirin û şuştina paşverû pir caran dibe, lêçûna dermankirinê zêde dike.Ji ber vê yekê, ev rêbaz ji bo pêşîlêgirtin an ava bermayî ya nîtrojenê ya ammonyaya kêm-konsantre maqûltir e.
③ Rêbaza danûstendina Ionê
Rêbaza danûstendina îyonê rêbazek e ku meriv nîtrojena ammoniakê ji ava çolê bi karanîna materyalên bi guheztina bijartî ya bihêz a îyonên ammoniakê jê bike.Materyalên adsorpsiyonê yên ku bi gelemperî têne bikar anîn karbonê çalakkirî, zeolît, montmorillonite û rezîna veguherînê ne.Zeolît celebek silîko-aluminate ye ku xwedan strukturek cîhê sê-alî ye, strukturên porê yên birêkûpêk û qulikan e, di nav wan de klînoptilolît ji bo îyonên ammoniakê xwedan kapasîteya hilbijartî ya bihêz e û bihayê kêm e, ji ber vê yekê ew bi gelemperî wekî materyalek adsorbasyonê ji bo ava bermayî ya nîtrojen amonyak tê bikar anîn. di endezyariyê de.Faktorên ku bandorê li bandora dermankirinê ya klînoptilolîtê dikin mezinahiya parçikan, berhevoka nîtrojena ammoniaya bandorker, dema têkiliyê, nirxa pH û hwd.
Bandora adsorbasyonê ya zeolîtê li ser nîtrojena amonyak diyar e, li pey ranite, û bandora ax û seramisite nebaş e.Rêya sereke ya rakirina nîtrojena ammonia ji zeolît pevguherîna îyonê ye, û bandora adsorpsiyona laşî pir piçûk e.Bandora danûstendina îyonê ya seramît, ax û ranite mîna bandora adsorpsiyona laşî ye.Kapasîteya adsorpsiyonê ya çar dagîrkeran bi zêdebûna germahiyê di navbêna 15-35℃ de kêm bû, û bi zêdebûna nirxa pH di navbêna 3-9 de zêde bû.Hevsengiya adsorpsiyonê piştî 6h oscillation gihîşt.
Fîzbîlîta rakirina nîtrojena amonyak ji şelaqê axê bi adsorbasyona zeolîtê hate lêkolîn kirin.Encamên ceribandinê destnîşan dikin ku her gramek zeolîtê xwedan potansiyela adsorpsiyonê ya 15,5 mg nîtrojena amonyak e, dema ku mezinahiya pariyên zeolîtê 30-16 mesh be, rêjeya rakirina nîtrojena amonyak digihîje 78,5%, û di bin heman dema adsorpsiyonê de, dosage û Mezinahiya parçika zeolîtê, çi qas giraniya nîtrojena amonyak a bandorker bilindtir bibe, ew qas rêjeya adsorbasyonê bilindtir dibe, û ji bo zeolît wekî adsorbent mimkun e ku nîtrojena amonyakê ji lehiyê derxîne.Di heman demê de, tê destnîşan kirin ku rêjeya adsorbasyona nîtrojena amonyak ji hêla zeolîtê ve kêm e, û zehmet e ku zeolît di xebata pratîkî de bigihîje kapasîteya adsorbasyona têrbûnê.
Bandora rakirina nivîna zeolîtê ya biyolojîk a li ser nîtrojen, COD û gemarên din ên di kanalîzasyona gundê simulated de hate lêkolîn kirin.Encam destnîşan dikin ku rêjeya rakirina nîtrojena ammoniakê ji hêla nivîna zeolîta biyolojîkî ji% 95 zêdetir e û rakirina nîtrojena nîtratê ji dema rûniştina hîdrolîk pir bandor dibe.
Rêbaza danûstendina îonê xwedan avantajên veberhênana piçûk, pêvajoyek hêsan, operasyona rehet, nehesasiya ji jehr û germahiyê, û ji nû ve karanîna zeolîtê ji hêla nûvekirinê ve heye.Lêbelê, dema ku ava bermayî ya nîtrojena ammonyaya-amonyaya bi konsantresyona bilind tê derman kirin, ji nû ve nûvekirin pir caran dibe, ku ji operasyonê re nerehetiyê tîne, ji ber vê yekê pêdivî ye ku ew bi rêbazên din ên dermankirina nîtrojena ammoniakê re were hev kirin, an jî ji bo dermankirina ava bermayî ya nîtrojena ammonyaya kêm-konsantre were bikar anîn.
Hilberîner û Pêşkêşkarê Zeolîtê ya 4A |EVERBRIGHT (cnhemist.com)
Dema şandinê: 10-10-2024
