สารเคมีและกระบวนการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำ

1. แอมโมเนียไนโตรเจนคืออะไร?

แอมโมเนียไนโตรเจนหมายถึงแอมโมเนียในรูปแบบของแอมโมเนียอิสระ (หรือแอมโมเนียที่ไม่ใช่ไอออนิก, NH3) หรือแอมโมเนียไอออนิก (NH4+) ค่า pH ที่สูงขึ้นและสัดส่วนของแอมโมเนียอิสระที่สูงขึ้น ในทางตรงกันข้ามสัดส่วนของเกลือแอมโมเนียมสูง

แอมโมเนียไนโตรเจนเป็นสารอาหารในน้ำซึ่งสามารถนำไปสู่น้ำยูโทรฟิเคชั่นน้ำและเป็นสารพิษหลักที่บริโภคในน้ำซึ่งเป็นพิษต่อปลาและสิ่งมีชีวิตในน้ำ

ผลกระทบที่เป็นอันตรายหลักของแอมโมเนียไนโตรเจนต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำคือแอมโมเนียอิสระซึ่งความเป็นพิษนั้นสูงกว่าเกลือแอมโมเนียมหลายสิบเท่าและเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของความเป็นด่าง ความเป็นพิษของแอมโมเนียไนโตรเจนมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับค่า pH และอุณหภูมิน้ำของน้ำในสระว่ายน้ำโดยทั่วไปยิ่งค่า pH และอุณหภูมิของน้ำสูงขึ้นความเป็นพิษที่แข็งแกร่งขึ้น

วิธีการวัดความไวโดยประมาณสองวิธีที่ใช้กันทั่วไปในการตรวจสอบแอมโมเนียคือวิธีการรีเอเจนต์ NESSLER แบบคลาสสิกและวิธีการฟีนอล-ฮอร์โมน การไตเตรทและวิธีการทางไฟฟ้ามักใช้เพื่อกำหนดแอมโมเนีย เมื่อปริมาณแอมโมเนียไนโตรเจนสูงสามารถใช้วิธีการไตเตรทการกลั่นได้ (มาตรฐานแห่งชาติรวมถึงวิธีรีเอเจนต์ของ Nath, salicylic acid spectrophotometry, การกลั่น - วิธีการไตเตรท)

2. กระบวนการกำจัดไนโตรเจนและสารเคมีและเคมี

①วิธีการตกตะกอนทางเคมี

วิธีการตกตะกอนทางเคมีหรือที่เรียกว่าวิธีการตกตะกอนของ MAP คือการเพิ่มแมกนีเซียมและกรดฟอสฟอริกหรือไฮโดรเจนฟอสเฟตลงในน้ำเสียที่มีแอมโมเนียไนโตรเจนดังนั้น NH4+ ในน้ำเสียทำปฏิกิริยากับ Mg+ และ PO4- การกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน แมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟตหรือที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็นสตรุไวต์สามารถใช้เป็นปุ๋ยหมักสารเติมแต่งดินหรือสารหน่วงไฟสำหรับอาคารโครงสร้าง สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อผลการรักษาของการตกตะกอนทางเคมีคือค่า pH, อุณหภูมิ, แอมโมเนียความเข้มข้นของไนโตรเจนและอัตราส่วนโมลาร์ (N (mg+): N (NH4+): N (P04-)) ผลการวิจัยพบว่าเมื่อค่า pH คือ 10 และอัตราส่วนโมลาร์ของแมกนีเซียมไนโตรเจนและฟอสฟอรัสคือ 1.2: 1: 1.2 ผลการรักษาจะดีกว่า

การใช้แมกนีเซียมคลอไรด์และไดโอไดัมไฮโดรเจนฟอสเฟตเป็นสารตกตะกอนผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าผลการรักษาจะดีขึ้นเมื่อค่า pH คือ 9.5 และอัตราส่วนโมลาร์ของแมกนีเซียมไนโตรเจนและฟอสฟอรัสคือ 1.2: 1: 1

ผลการวิจัยพบว่า MGC12+NA3PO4.12H20 นั้นเหนือกว่าการรวมกันของสารตกตะกอนอื่น ๆ เมื่อค่า pH คือ 10.0 อุณหภูมิคือ 30 ℃, n (mg+): n (nh4+): n (p04-) = 1: 1: 1, ความเข้มข้นของมวลของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียหลังจากการกวนเป็นเวลา 30 นาที

วิธีการตกตะกอนทางเคมีและวิธีเยื่อหุ้มเซลล์ของเหลวถูกรวมเข้าด้วยกันสำหรับการบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนในอุตสาหกรรมที่มีความเข้มข้นสูง ภายใต้เงื่อนไขของการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเร่งรัดอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนสูงถึง 98.1%จากนั้นการรักษาด้วยวิธีฟิล์มเหลวช่วยลดความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนเป็น 0.005g/L ถึงมาตรฐานการปล่อยมลพิษระดับแรกของชาติ

ผลการกำจัดของไอออนโลหะ divalent (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) นอกเหนือจาก Mg+ในแอมโมเนียไนโตรเจนภายใต้การกระทำของฟอสเฟต กระบวนการใหม่ของการตกตะกอนแผนที่การตกตะกอน CASO4 ถูกเสนอสำหรับน้ำเสียแอมโมเนียมซัลเฟต ผลการวิจัยพบว่าตัวควบคุม NaOH แบบดั้งเดิมสามารถถูกแทนที่ด้วยมะนาว

ข้อได้เปรียบของวิธีการตกตะกอนทางเคมีคือเมื่อความเข้มข้นของน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนียสูงการประยุกต์ใช้วิธีการอื่นมี จำกัด เช่นวิธีการทางชีวภาพวิธีการแยกคลอรีนวิธีการแยกเมมเบรนวิธีการแลกเปลี่ยนไอออน ฯลฯ ในเวลานี้ ประสิทธิภาพการกำจัดของวิธีการตกตะกอนทางเคมีนั้นดีกว่าและไม่ จำกัด ด้วยอุณหภูมิและการดำเนินการนั้นง่าย กากตะกอนตกตะกอนที่มีแมกนีเซียมแอมโมเนียมฟอสเฟตสามารถใช้เป็นปุ๋ยคอมโพสิตเพื่อตระหนักถึงการใช้ประโยชน์ของเสียดังนั้นการชดเชยส่วนหนึ่งของค่าใช้จ่าย; หากสามารถรวมกับองค์กรอุตสาหกรรมบางแห่งที่ผลิตน้ำเสียฟอสเฟตและองค์กรที่ผลิตน้ำเกลือเกลือสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายทางเภสัชกรรมและอำนวยความสะดวกในการใช้งานขนาดใหญ่

ข้อเสียของวิธีการตกตะกอนทางเคมีคือเนื่องจากข้อ จำกัด ของผลิตภัณฑ์การละลายของแอมโมเนียมแมกนีเซียมฟอสเฟตหลังจากแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียถึงความเข้มข้นบางอย่างผลการกำจัดไม่ชัดเจนและต้นทุนการป้อนข้อมูลเพิ่มขึ้นอย่างมาก ดังนั้นควรใช้วิธีการตกตะกอนทางเคมีร่วมกับวิธีอื่น ๆ ที่เหมาะสมสำหรับการรักษาขั้นสูง ปริมาณของรีเอเจนต์ที่ใช้มีขนาดใหญ่ตะกอนที่ผลิตมีขนาดใหญ่และค่าใช้จ่ายในการรักษาสูง การแนะนำของคลอไรด์ไอออนและฟอสฟอรัสตกค้างในระหว่างการใช้สารเคมีสามารถทำให้เกิดมลพิษรองได้อย่างง่ายดาย

ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์อลูมิเนียมซัลเฟตขายส่ง | Everbright (cnchemist.com)

ขายส่งไดบาซิคโซเดียมฟอสเฟตและซัพพลายเออร์ Everbright (cnchemist.com)

②ปิดวิธีการ

การกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยวิธีการเป่าคือการปรับค่า pH เป็นอัลคาไลน์เพื่อให้แอมโมเนียไอออนในน้ำเสียจะถูกแปลงเป็นแอมโมเนียเพื่อให้มันมีอยู่ในรูปแบบของแอมโมเนียอิสระและแอมโมเนียอิสระจะถูกนำออกจากน้ำเสีย ปัจจัยหลักที่มีผลต่อประสิทธิภาพการเป่าคือค่า pH, อุณหภูมิ, อัตราส่วนก๊าซของเหลว, อัตราการไหลของก๊าซ, ความเข้มข้นเริ่มต้นและอื่น ๆ ในปัจจุบันวิธีการระเบิดถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการบำบัดน้ำเสียที่มีความเข้มข้นสูงของแอมโมเนียไนโตรเจน

ศึกษาการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากการชะล้างหลุมฝังกลบด้วยวิธีการระเบิดออก พบว่าปัจจัยสำคัญที่ควบคุมประสิทธิภาพของการระเบิดคืออุณหภูมิอัตราส่วนก๊าซของเหลวและค่า pH เมื่ออุณหภูมิของน้ำมากกว่า 2590 อัตราส่วนก๊าซของเหลวอยู่ที่ประมาณ 3,500 และค่า pH อยู่ที่ประมาณ 10.5 อัตราการกำจัดสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 90% สำหรับการชะล้างหลุมฝังกลบด้วยความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนสูงถึง 2,000-4000 มก./ลิตร ผลการวิจัยพบว่าเมื่อ pH = 11.5 อุณหภูมิการปอกคือ 80cc และเวลาการลอกคือ 120 นาทีอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียสามารถเข้าถึงได้ 99.2%

ประสิทธิภาพการเป่าของน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูงนั้นดำเนินการโดยหอคอยเป่าออกมา ผลการศึกษาพบว่าประสิทธิภาพการเป่าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มค่า pH ยิ่งอัตราส่วนก๊าซ-ของเหลวมากขึ้นก็ยิ่งมีแรงผลักดันของแอมโมเนียที่มีการถ่ายโอนมวลของแอมโมเนียมากขึ้นและประสิทธิภาพการปอกก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

การกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนด้วยวิธีการเป่ามีประสิทธิภาพใช้งานง่ายและควบคุมได้ง่าย แอมโมเนียไนโตรเจนที่เป่าสามารถใช้เป็นตัวดูดซับที่มีกรดซัลฟิวริกและเงินกรดซัลฟิวริกที่สร้างขึ้นสามารถใช้เป็นปุ๋ยได้ วิธีการระเบิดเป็นเทคโนโลยีที่ใช้กันทั่วไปสำหรับการกำจัดไนโตรเจนทางกายภาพและเคมีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามวิธีการระเบิดมีข้อเสียบางประการเช่นการปรับสเกลบ่อยครั้งในหอคอยระเบิด, ประสิทธิภาพในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนต่ำที่อุณหภูมิต่ำและมลพิษรองที่เกิดจากก๊าซระเบิดออก วิธีการระเบิดโดยทั่วไปจะรวมกับวิธีการบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนอื่น ๆ เพื่อปรับสภาพน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูง

③จุดทำลายคลอรีน

กลไกของการกำจัดแอมโมเนียโดยจุดพักคลอรีนคือก๊าซคลอรีนทำปฏิกิริยากับแอมโมเนียเพื่อผลิตก๊าซไนโตรเจนที่ไม่เป็นอันตรายและ N2 หนีเข้าไปในชั้นบรรยากาศทำให้แหล่งที่มาของปฏิกิริยายังคงอยู่ทางขวา สูตรปฏิกิริยาคือ:

HOCL NH4 + + 1.5 -> 0.5 N2 H20 H ++ CL - 1.5 + 2.5 + 1.5)

เมื่อก๊าซคลอรีนถูกถ่ายโอนไปยังน้ำเสียไปยังจุดหนึ่งเนื้อหาของคลอรีนอิสระในน้ำต่ำและความเข้มข้นของแอมโมเนียเป็นศูนย์ เมื่อปริมาณของก๊าซคลอรีนผ่านจุดปริมาณคลอรีนอิสระในน้ำจะเพิ่มขึ้นดังนั้นจุดที่เรียกว่าจุดพักและคลอรีนในสถานะนี้เรียกว่าจุดพักคลอรีน

วิธีการหยุดพักคลอรีนใช้ในการบำบัดน้ำเสียการขุดเจาะหลังจากการเป่าแอมโมเนียไนโตรเจนและผลการรักษาได้รับผลกระทบโดยตรงจากกระบวนการเป่าแอมโมเนียไนโตรเจน เมื่อ 70% ของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียจะถูกกำจัดออกไปโดยกระบวนการเป่าจากนั้นได้รับการรักษาด้วยคลอรีนจุดพักความเข้มข้นมวลของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำทิ้งน้อยกว่า 15 มก./ล. Zhang Shengli และคณะ ใช้น้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นมวล 100 มก./ล. เป็นวัตถุวิจัยและผลการวิจัยพบว่าปัจจัยหลักและรองที่มีผลต่อการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนโดยการออกซิเดชั่นของโซเดียมไฮโปคลอไรต์เป็นอัตราส่วนปริมาณของคลอรีนต่อแอมโมเนีย

วิธีการหยุดพักคลอรีนมีประสิทธิภาพในการกำจัดไนโตรเจนสูงอัตราการกำจัดสามารถเข้าถึงได้ 100%และความเข้มข้นของแอมโมเนียในน้ำเสียสามารถลดลงเป็นศูนย์ ผลกระทบมีความเสถียรและไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิ อุปกรณ์การลงทุนน้อยลงการตอบสนองอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ มันมีผลของการฆ่าเชื้อและการฆ่าเชื้อในร่างกายน้ำ ขอบเขตของการประยุกต์ใช้วิธีการแตกคลอรีนคือความเข้มข้นของน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนน้อยกว่า 40 มก./ล. ดังนั้นวิธีการหยุดพักคลอรีนจุดพักส่วนใหญ่ใช้สำหรับการบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนขั้นสูง ความต้องการของการใช้อย่างปลอดภัยและการจัดเก็บสูงค่าใช้จ่ายในการรักษาสูงและผลพลอยได้คลอรีนและคลอรีนออร์แกนิกจะทำให้เกิดมลพิษรอง

④วิธีการออกซิเดชั่นของตัวเร่งปฏิกิริยา

วิธีการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันคือการกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยาภายใต้อุณหภูมิและความดันที่แน่นอนผ่านการเกิดออกซิเดชันของอากาศสารอินทรีย์และแอมโมเนียในน้ำเสียสามารถออกซิไดซ์และย่อยสลายเป็นสารที่ไม่เป็นอันตรายเช่น CO2, N2 และ H2O เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการทำให้บริสุทธิ์

ปัจจัยที่มีผลต่อผลกระทบของการเกิดออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาคือลักษณะตัวเร่งปฏิกิริยาอุณหภูมิเวลาตอบสนองค่า pH ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนความดันความดันความเข้มกวนและอื่น ๆ

ศึกษากระบวนการย่อยสลายของแอมโมเนียไนโตรเจนโอโซนที่ถูกศึกษา ผลการวิจัยพบว่าเมื่อค่า pH เพิ่มขึ้นชนิดของ HO radical ที่มีความสามารถในการออกซิเดชั่นที่แข็งแกร่งถูกผลิตขึ้นและอัตราการออกซิเดชั่นจะถูกเร่งอย่างมีนัยสำคัญ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถออกซิไดซ์แอมโมเนียไนโตรเจนไปยังไนไตรต์และไนไตรต์เพื่อไนเตรต ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำลดลงเมื่อเพิ่มเวลาและอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนอยู่ที่ประมาณ 82% ใช้ CuO-MN02-CE02 เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาคอมโพสิตเพื่อบำบัดน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนีย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมการเกิดออกซิเดชันของตัวเร่งปฏิกิริยาคอมโพสิตที่เตรียมไว้ใหม่นั้นดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและเงื่อนไขกระบวนการที่เหมาะสมคือ 255 ℃, 4.2MPa และ pH = 10.8 ในการบำบัดน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนียที่มีความเข้มข้นเริ่มต้น 1023 มก./ล. อัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนสามารถเข้าถึง 98% ภายใน 150 นาทีถึงมาตรฐานการปลดปล่อยรอง (50 มก./ลิตร)

ประสิทธิภาพการเร่งปฏิกิริยาของซีโอไลต์ที่รองรับ TiO2 photocatalyst ได้รับการตรวจสอบโดยการศึกษาอัตราการย่อยสลายของแอมโมเนียไนโตรเจนในสารละลายกรดซัลฟิวริก ผลการวิจัยพบว่าปริมาณที่เหมาะสมที่สุดของโฟโตแคทไลต์ TI02/ ซีโอไลต์คือ 1.5G/ L และเวลาตอบสนองคือ 4H ภายใต้การฉายรังสีอัลตราไวโอเลต อัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนจากน้ำเสียสามารถเข้าถึง 98.92% การศึกษาผลการกำจัดของเหล็กสูงและนาโน-ชินไดออกไซด์ภายใต้แสงอัลตราไวโอเลตบนฟีนอลและแอมโมเนียไนโตรเจน ผลการวิจัยพบว่าอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนคือ 97.5% เมื่อ pH = 9.0 ถูกนำไปใช้กับสารละลายแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้น 50 มก./ล. ซึ่งสูงกว่า 7.8% และ 22.5% สูงกว่าเหล็กสูง

วิธีการเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันมีข้อดีของประสิทธิภาพการทำให้บริสุทธิ์สูงกระบวนการง่าย ๆ พื้นที่ด้านล่างขนาดเล็ก ฯลฯ และมักจะใช้ในการรักษาน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูง ความยากลำบากในการใช้งานคือวิธีป้องกันการสูญเสียตัวเร่งปฏิกิริยาและการป้องกันการกัดกร่อนของอุปกรณ์

⑤วิธีการออกซิเดชั่นอิเล็กโทรเคมี

วิธีการออกซิเดชั่นทางเคมีไฟฟ้าหมายถึงวิธีการกำจัดมลพิษในน้ำโดยใช้ electrooxidation กับกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยา ปัจจัยที่มีอิทธิพลคือความหนาแน่นปัจจุบันอัตราการไหลทางเข้าเวลาทางออกและเวลาแก้ปัญหาจุด

การศึกษาการเกิดออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้าของน้ำเสียแอมโมเนีย-ไนโตรเจนในเซลล์อิเล็กโทรไลติกไหลเวียนที่ไหลเวียนซึ่งเป็นค่าบวกคือ TI/RU02-TIO2-IR02-SNO2 ไฟฟ้าและค่าไฟฟ้าเชิงลบคือกระแสไฟฟ้าเครือข่าย TI ผลการวิจัยพบว่าเมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนคือ 400 มก./ลิตรความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนเริ่มต้นคือ 40 มก./ล. อัตราการไหลที่มีอิทธิพลคือ 600 มล./นาทีความหนาแน่นปัจจุบันคือ 20mA/ซม. และเวลาอิเล็กโทรไลติกคือ 90 นาที มันแสดงให้เห็นว่าการเกิดออกซิเดชันด้วยอิเล็กโทรไลต์ของน้ำเสียแอมโมเนีย-ไนโตรเจนมีโอกาสในการใช้งานที่ดี

3. กระบวนการกำจัดไนโตรเจนทางชีวเคมี

nitrification ทั้งหมดและ denitrification

ไนตริฟิเคชั่นและ denitrification ทั้งหมดเป็นวิธีการทางชีวภาพที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมาเป็นเวลานานในปัจจุบัน มันแปลงแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียเป็นไนโตรเจนผ่านชุดของปฏิกิริยาเช่นไนตริฟิเคชันและ denitrification ภายใต้การกระทำของจุลินทรีย์ต่างๆเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการบำบัดน้ำเสีย กระบวนการของการทำให้เป็นไนตริฟิเคชั่นและ denitrification เพื่อกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนต้องผ่านสองขั้นตอน:

ปฏิกิริยาไนตริฟิเคชัน: ปฏิกิริยาไนตริฟิเคชันเสร็จสมบูรณ์โดยจุลินทรีย์แบบอัตโนมัติแบบแอโรบิก ในสถานะแอโรบิกไนโตรเจนอนินทรีย์จะถูกใช้เป็นแหล่งไนโตรเจนเพื่อแปลง NH4+ เป็น NO2- และจากนั้นจะถูกออกซิไดซ์เป็น NO3- กระบวนการไนตริฟิเคชันสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ในขั้นตอนที่สองไนไตรต์จะถูกแปลงเป็นไนเตรต (NO3-) โดยแบคทีเรียไนเตรทและไนไตรต์จะถูกแปลงเป็นไนเตรต (NO3-) โดยแบคทีเรียไนเตรท

ปฏิกิริยา Denitrification: ปฏิกิริยา denitrification เป็นกระบวนการที่แบคทีเรีย denitifying ลดไนโตรเจนไนโตรเจนและไนเตรตไนโตรเจนให้กับก๊าซไนโตรเจน (N2) ในสถานะของการขาดออกซิเจน แบคทีเรียเดนิตริฟท์เป็นจุลินทรีย์ heterotrophic ซึ่งส่วนใหญ่เป็นของแบคทีเรีย amphictic ในสถานะของการขาดออกซิเจนพวกเขาใช้ออกซิเจนในไนเตรตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนและสารอินทรีย์ (องค์ประกอบ BOD ในน้ำเสีย) เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนเพื่อให้พลังงานและถูกออกซิไดซ์และเสถียร

การประยุกต์ใช้ไนตริฟิเคชั่นและวิศวกรรม Denitrification ส่วนใหญ่รวมถึง AO, A2O, คูออกซิเดชั่น ฯลฯ ซึ่งเป็นวิธีการที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นที่ใช้ในอุตสาหกรรมการกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพ

วิธีไนตริฟิเคชันและการทำให้เป็นพิษทั้งหมดมีข้อดีของผลที่มั่นคงการดำเนินงานที่เรียบง่ายไม่มีมลพิษรองและต้นทุนต่ำ วิธีนี้ยังมีข้อเสียบางอย่างเช่นแหล่งคาร์บอนจะต้องเพิ่มเมื่ออัตราส่วน C/N ในน้ำเสียต่ำความต้องการอุณหภูมิค่อนข้างเข้มงวดประสิทธิภาพจะต่ำที่อุณหภูมิต่ำพื้นที่มีขนาดใหญ่ความต้องการออกซิเจนมีขนาดใหญ่ นอกจากนี้ความเข้มข้นสูงของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียยังมีผลยับยั้งกระบวนการไนตริฟิเคชัน ดังนั้นการปรับสภาพควรดำเนินการก่อนการบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูงเพื่อให้ความเข้มข้นของน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนียมีความเข้มข้นน้อยกว่า 500 มก./ลิตร วิธีการทางชีวภาพแบบดั้งเดิมเหมาะสำหรับการรักษาน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นต่ำที่มีสารอินทรีย์เช่นน้ำเสียในประเทศน้ำเสียทางเคมี ฯลฯ

②ไนตริฟิเคชั่นและ denitrification (SND)

เมื่อไนตริฟิเคชั่นและ denitrification ดำเนินการร่วมกันในเครื่องปฏิกรณ์เดียวกันมันจะเรียกว่าการย่อยอาหารพร้อมกัน denitrification (SND) พร้อมกัน ออกซิเจนที่ละลายในน้ำเสียถูก จำกัด โดยอัตราการแพร่กระจายเพื่อสร้างการไล่ระดับสีออกซิเจนที่ละลายในพื้นที่ microenvironment บนจุลินทรีย์ floc หรือ biofilm ซึ่งทำให้การไล่ระดับออกซิเจนที่ละลายในพื้นผิวด้านนอกของเชื้อจุลินทรีย์ ยิ่งลึกเข้าไปในฟลอคหรือเมมเบรนความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายจะลดลงส่งผลให้โซนแอนซิกซึ่งแบคทีเรีย denitifying จะครอบงำ ดังนั้นการสร้างกระบวนการย่อยและกระบวนการ denitrification พร้อมกัน ปัจจัยที่มีผลต่อการย่อยอาหารพร้อมกันและ denitrification คือค่า pH, อุณหภูมิ, ความเป็นด่าง, แหล่งคาร์บอนอินทรีย์, ออกซิเจนละลายและอายุตะกอน

มีไนตริฟิเคชั่น/denitrification พร้อมกันอยู่ในคูออกออกซิเดชันของ Carrousel และความเข้มข้นของออกซิเจนที่ละลายระหว่างใบพัดในอากาศในคูน้ำออกซิเดชั่นค่อยๆลดลงและออกซิเจนละลายในส่วนล่างของออกซิเดชัน อัตราการก่อตัวและการบริโภคของไนเตรตไนโตรเจนในแต่ละส่วนของช่องนั้นเกือบเท่ากันและความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในช่องนั้นต่ำมากเสมอซึ่งบ่งชี้ว่าปฏิกิริยาไนตริฟิเคชั่นและ denitrification เกิดขึ้นพร้อมกันในช่องออกซิเดชั่นของ Carrousel

การศึกษาเกี่ยวกับการรักษาสิ่งปฏิกูลในประเทศแสดงให้เห็นว่ายิ่ง codcr สูงเท่าไหร่ยิ่งทำให้ดียิ่งขึ้นและการกำจัด TN ก็ยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ผลของออกซิเจนที่ละลายในการเกิดไนตริฟิเคชันและ denitrification พร้อมกัน เมื่อออกซิเจนละลายถูกควบคุมที่ 0.5 ~ 2 มก./ล. ผลการกำจัดไนโตรเจนทั้งหมดจะดี ในเวลาเดียวกันวิธีการไนตริฟิเคชันและ denitrification ช่วยประหยัดเครื่องปฏิกรณ์, เวลาตอบสนองที่สั้นลงมีการใช้พลังงานต่ำประหยัดการลงทุนและง่ายต่อการรักษาค่า pH ให้มั่นคง

③การย่อยอาหารระยะไกลและ denitrification

ในเครื่องปฏิกรณ์เดียวกันแบคทีเรียออกซิไดซ์แอมโมเนียใช้เพื่อออกซิไดซ์แอมโมเนียไปยังไนไตรต์ภายใต้สภาวะแอโรบิกจากนั้นไนไตรต์จะถูก denitified โดยตรงเพื่อผลิตไนโตรเจนที่มีสารอินทรีย์หรือแหล่งคาร์บอนภายนอกเป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอนภายใต้สภาวะการขาดออกซิเจน ปัจจัยที่มีอิทธิพลของไนตริฟิเคชันระยะสั้นและการทำให้เป็น denitrification คืออุณหภูมิแอมโมเนียฟรีค่า pH และออกซิเจนละลาย

ผลของอุณหภูมิต่อไนตริฟิเคชันระยะสั้นของน้ำเสียเทศบาลโดยไม่ต้องทำน้ำเสียน้ำทะเลและน้ำเสียของเทศบาลด้วยน้ำทะเล 30% ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า: สำหรับน้ำเสียเทศบาลที่ไม่มีน้ำทะเลการเพิ่มอุณหภูมินั้นเอื้อต่อการบรรลุไนตริฟิเคชันระยะสั้น เมื่อสัดส่วนของน้ำทะเลในน้ำเสียในประเทศคือ 30%การไนตริฟิเคชันระยะสั้นสามารถทำได้ดีกว่าภายใต้สภาวะอุณหภูมิปานกลาง Delft University of Technology ได้พัฒนากระบวนการชารอนการใช้อุณหภูมิสูง (ประมาณ 30-4090) นั้นเอื้อต่อการแพร่กระจายของแบคทีเรียไนไตรต์เพื่อให้แบคทีเรียไนไตรต์สูญเสียการแข่งขันในขณะที่ควบคุมอายุของตะกอนเพื่อกำจัดแบคทีเรียไนไตรต์

ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของความสัมพันธ์ของออกซิเจนระหว่างแบคทีเรียไนไตรต์และแบคทีเรียไนไตรต์ห้องปฏิบัติการนิเวศวิทยาจุลินทรีย์ Gent ได้พัฒนากระบวนการ OLAND เพื่อให้ได้การสะสมของไนไตรต์ไนโตรเจนโดยการควบคุมออกซิเจนละลายเพื่อกำจัดแบคทีเรียไนไตรต์

ผลการทดสอบนำร่องของการบำบัดน้ำเสีย coking โดยการไนเตรทระยะสั้นและ denitrification แสดงให้เห็นว่าเมื่อ COD ที่มีอิทธิพล, แอมโมเนียไนโตรเจน, TN และความเข้มข้นของฟีนอลคือ 1201.6,510.4,540.1 และ 110.4mg/l 197.1,14.2,181.5 และ 0.4mg/L ตามลำดับ อัตราการกำจัดที่สอดคล้องกันคือ 83.6%, 97.2%, 66.4%และ 99.6%ตามลำดับ

กระบวนการไนเตรทระยะสั้นและกระบวนการ denitrification ไม่ผ่านขั้นตอนไนเตรตประหยัดแหล่งคาร์บอนที่จำเป็นสำหรับการกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพ มีข้อดีบางประการสำหรับน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนียที่มีอัตราส่วน C/N ต่ำ ไนตริฟิเคชั่นระยะสั้นและ denitrification มีข้อดีของกากตะกอนน้อยลงเวลาตอบสนองสั้น ๆ และการประหยัดปริมาณเครื่องปฏิกรณ์ อย่างไรก็ตามการไนตริฟิเคชันระยะสั้นและการทำให้เป็น denitrification ต้องการการสะสมของไนไตรต์ที่มั่นคงและยั่งยืนดังนั้นวิธีการยับยั้งกิจกรรมของแบคทีเรียไนเตรทได้อย่างมีประสิทธิภาพกลายเป็นกุญแจสำคัญ

am ammonia ออกซิเดชันแบบไม่ใช้ออกซิเจน

ammoxidation แบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการของการเกิดออกซิเดชันโดยตรงของแอมโมเนียไนโตรเจนไปยังไนโตรเจนโดยแบคทีเรีย autotrophic ภายใต้เงื่อนไขของการขาดออกซิเจนด้วยไนโตรเจนไนโตรเจนหรือไนโตรเจนไนโตรเจนเป็นตัวรับอิเล็กตรอน

ศึกษาผลกระทบของอุณหภูมิและค่า pH ต่อกิจกรรมทางชีวภาพของ anammox ผลการศึกษาพบว่าอุณหภูมิปฏิกิริยาที่ดีที่สุดคือ 30 ℃และค่า pH คือ 7.8 ความเป็นไปได้ของเครื่องปฏิกรณ์แอมม็อกซ์แบบไม่ใช้ออกซิเจนในการรักษาน้ำเสียไนโตรเจนที่มีความเค็มสูงและมีความเข้มข้นสูง ผลการศึกษาพบว่าความเค็มสูงยับยั้งกิจกรรม anammox อย่างมีนัยสำคัญและการยับยั้งนี้สามารถย้อนกลับได้ กิจกรรม ammox แบบไม่ใช้ออกซิเจนของกากตะกอนที่ไม่ได้รับการควบคุมนั้นต่ำกว่ากากตะกอนควบคุม 67.5% ภายใต้ความเค็มของ 30G.l-1 (NAC1) กิจกรรม anammox ของกากตะกอนที่ปรับให้ชินกับสภาพอากาศที่ปรับสภาพได้ต่ำกว่าการควบคุม 45.1% เมื่อกากตะกอนที่ปรับสภาพได้ถูกถ่ายโอนจากสภาพแวดล้อมความเค็มสูงไปยังสภาพแวดล้อมที่มีความเค็มต่ำ (ไม่มีน้ำเกลือ) กิจกรรม ammox แบบไม่ใช้ออกซิเจนเพิ่มขึ้น 43.1% อย่างไรก็ตามเครื่องปฏิกรณ์มีแนวโน้มที่จะทำงานลดลงเมื่อมันทำงานในความเค็มสูงเป็นเวลานาน

เมื่อเปรียบเทียบกับกระบวนการทางชีวภาพแบบดั้งเดิม AMMOX แบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นเทคโนโลยีการกำจัดไนโตรเจนทางชีวภาพที่ประหยัดกว่าโดยไม่มีแหล่งคาร์บอนเพิ่มเติมความต้องการออกซิเจนต่ำไม่จำเป็นต้องใช้รีเอเจนต์เพื่อทำให้เป็นกลางและการผลิตตะกอนน้อยลง ข้อเสียของ ammox แบบไม่ใช้ออกซิเจนคือความเร็วในการตอบสนองช้าปริมาตรเครื่องปฏิกรณ์มีขนาดใหญ่และแหล่งคาร์บอนไม่เอื้ออำนวยต่อแอมม็อกซ์แบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งมีความสำคัญในทางปฏิบัติสำหรับการแก้น้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจน

4. กระบวนการกำจัดไนโตรเจนและการดูดซับการดูดซับ

①วิธีการแยกเมมเบรน

วิธีการแยกเมมเบรนคือการใช้การซึมผ่านของเมมเบรนเพื่อเลือกแยกส่วนประกอบในของเหลวเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจน รวมถึง osmosis ย้อนกลับ, nanofiltration, deammoniating membrane และ electrodialysis ปัจจัยที่มีผลต่อการแยกเมมเบรนคือลักษณะของเมมเบรนความดันหรือแรงดันไฟฟ้าค่า pH อุณหภูมิและความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจน

ตามคุณภาพน้ำของน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนียที่ปล่อยออกมาจากโรงหลอมของหายากการทดลองแบบออสโมซิสแบบย้อนกลับได้ดำเนินการกับ NH4C1 และ NACI จำลองน้ำเสีย พบว่าภายใต้สภาวะเดียวกัน reverse Osmosis มีอัตราการกำจัด NACI ที่สูงขึ้นในขณะที่ NHCL มีอัตราการผลิตน้ำที่สูงขึ้น อัตราการกำจัดของ NH4C1 คือ 77.3% หลังจากการรักษาแบบ reverse Osmosis ซึ่งสามารถใช้เป็นการปรับสภาพของน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนีย เทคโนโลยีย้อนกลับออสโมซิสสามารถประหยัดพลังงานเสถียรภาพทางความร้อนที่ดี แต่ความต้านทานต่อคลอรีนความต้านทานมลพิษนั้นไม่ดี

กระบวนการแยกเมมเบรน nanofiltration ทางชีวเคมีถูกใช้เพื่อรักษาน้ำชะขยะฝังกลบดังนั้น 85% ~ 90% ของของเหลวที่ซึมผ่านได้ถูกปล่อยออกมาตามมาตรฐานและเพียง 0% ~ 15% ของของเหลวน้ำเสียที่เข้มข้นและโคลนถูกส่งกลับไปยังถังขยะ Ozturki และคณะ ได้รับการบำบัดการชะล้างหลุมฝังกลบของ Odayeri ในตุรกีด้วยเมมเบรนนาโนฟิลท์และอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนอยู่ที่ประมาณ 72% เมมเบรน Nanofiltration ต้องการความดันต่ำกว่าเมมเบรนแบบย้อนกลับออสโมซิสง่ายต่อการใช้งาน

โดยทั่วไประบบเมมเบรนกำจัดแอมโมเนียจะใช้ในการบำบัดน้ำเสียที่มีไนโตรเจนแอมโมเนียสูง แอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำมีความสมดุลดังต่อไปนี้: NH4- +OH- = NH3 +H2O ในการทำงานการไหลของน้ำเสียที่มีแอมโมเนียที่มีอยู่ในเปลือกของโมดูลเมมเบรน เมื่อค่า pH ของน้ำเสียเพิ่มขึ้นหรืออุณหภูมิสูงขึ้นสมดุลจะเปลี่ยนไปทางขวาและแอมโมเนียมไอออน NH4- กลายเป็น Gaseous NH3 อิสระ ในเวลานี้ก๊าซ NH3 สามารถเข้าสู่เฟสการดูดซับของกรดในท่อจากเฟสน้ำเสียในเปลือกผ่าน micropores บนพื้นผิวของเส้นใยกลวงซึ่งถูกดูดซึมโดยสารละลายกรดและกลายเป็นไอออนิก NH4- ทันที รักษาค่า pH ของน้ำเสียที่สูงกว่า 10 และอุณหภูมิที่สูงกว่า 35 ° C (ต่ำกว่า 50 ° C) ดังนั้น NH4 ในเฟสน้ำเสียจะกลายเป็น NH3 อย่างต่อเนื่องกับการอพยพของเหลวในการดูดซับของเหลว เป็นผลให้ความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนในฝั่งน้ำเสียลดลงอย่างต่อเนื่อง เฟสการดูดซับของกรดของเหลวเนื่องจากมีเพียงกรดและ NH4- เท่านั้นที่จะสร้างเกลือแอมโมเนียมบริสุทธิ์มากและถึงระดับความเข้มข้นบางอย่างหลังจากการไหลเวียนอย่างต่อเนื่องซึ่งสามารถรีไซเคิลได้ ในอีกด้านหนึ่งการใช้เทคโนโลยีนี้สามารถปรับปรุงอัตราการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสียได้อย่างมากและในทางกลับกันก็สามารถลดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั้งหมดของระบบบำบัดน้ำเสีย

② electrodialysis วิธีการ

Electrodialysis เป็นวิธีการกำจัดของแข็งที่ละลายออกจากสารละลายน้ำโดยใช้แรงดันไฟฟ้าระหว่างคู่เมมเบรน ภายใต้การกระทำของแรงดันไฟฟ้าแอมโมเนียไอออนและไอออนอื่น ๆ ในน้ำเสียแอมโมเนีย-ไนโตรเจนจะได้รับการอุดมไปด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ในน้ำที่มีความเข้มข้นของแอมโมเนียเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการกำจัด

วิธีการทางอิเล็กโทรไลซิสใช้ในการบำบัดน้ำเสียอนินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูงของแอมโมเนียไนโตรเจนและได้ผลลัพธ์ที่ดี สำหรับน้ำเสียไนโตรเจนแอมโมเนีย 2000-3000 มก. /ลิตรอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนสามารถมากกว่า 85%และน้ำแอมโมเนียเข้มข้นสามารถรับได้ 8.9% ปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ในระหว่างการทำงานของอิเล็กโทรไลต์นั้นเป็นสัดส่วนกับปริมาณของแอมโมเนียไนโตรเจนในน้ำเสีย การบำบัดน้ำเสียอิเล็กโทรไลซิสไม่ได้ถูก จำกัด ด้วยค่า pH อุณหภูมิและความดันและใช้งานง่าย

ข้อดีของการแยกเมมเบรนคือการฟื้นตัวสูงของแอมโมเนียไนโตรเจนการทำงานง่าย ๆ ผลการรักษาที่มั่นคงและไม่มีมลพิษรอง อย่างไรก็ตามในการบำบัดน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูงยกเว้นเมมเบรน deammoniated เยื่อหุ้มเซลล์อื่น ๆ นั้นง่ายต่อการปรับขนาดและอุดตันและการฟื้นฟูและการล้างกลับบ่อยครั้งเพิ่มค่ารักษา ดังนั้นวิธีนี้จึงเหมาะสำหรับการปรับสภาพหรือน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นต่ำ

③วิธีแลกเปลี่ยนไอออน

วิธีการแลกเปลี่ยนไอออนเป็นวิธีการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำเสียโดยใช้วัสดุที่มีการดูดซับไอออนแอมโมเนียที่เลือกสรร วัสดุการดูดซับที่ใช้กันทั่วไปคือคาร์บอนเปิดใช้งานซีโอไลต์มอนต์โมริลโลไนต์และเรซินแลกเปลี่ยน ซีโอไลต์เป็นชนิดของซิลิโก-อะลูมิเนตที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่สามมิติโครงสร้างรูขุมขนปกติและหลุมซึ่ง clinoptilolite มีความสามารถในการดูดซับที่แข็งแกร่งสำหรับแอมโมเนียไอออนและราคาต่ำ ปัจจัยที่มีผลต่อผลการรักษาของ clinoptilolite ได้แก่ ขนาดอนุภาคความเข้มข้นของแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีอิทธิพลเวลาสัมผัสค่า pH และอื่น ๆ

ผลการดูดซับของซีโอไลต์ต่อแอมโมเนียไนโตรเจนนั้นชัดเจนตามด้วย ranite และผลของดินและ ceramisite นั้นไม่ดี วิธีหลักในการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากซีโอไลต์คือการแลกเปลี่ยนไอออนและผลการดูดซับทางกายภาพมีขนาดเล็กมาก ผลการแลกเปลี่ยนไอออนของเซราไมท์ดินและ ranite คล้ายกับผลการดูดซับทางกายภาพ ความสามารถในการดูดซับของฟิลเลอร์ทั้งสี่ลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นในช่วง 15-35 ℃และเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มค่า pH ในช่วง 3-9 ความสมดุลของการดูดซับมาถึงหลังจากการแกว่ง 6 ชั่วโมง

มีการศึกษาความเป็นไปได้ของการกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากการชะล้างหลุมฝังกลบโดยการดูดซับซีโอไลต์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าซีโอไลต์แต่ละกรัมมีศักยภาพในการดูดซับที่ จำกัด ของแอมโมเนียไนโตรเจน 15.5 มก. เมื่อขนาดอนุภาคซีโอไลต์สูงขึ้นคือ 30-16 ตาข่ายอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนสูงถึง 78.5% อัตราและเป็นไปได้สำหรับซีโอไลต์เป็นตัวดูดซับเพื่อกำจัดแอมโมเนียไนโตรเจนออกจากน้ำชะ ในขณะเดียวกันก็ชี้ให้เห็นว่าอัตราการดูดซับของแอมโมเนียไนโตรเจนโดยซีโอไลต์อยู่ในระดับต่ำและเป็นเรื่องยากสำหรับซีโอไลต์ที่จะไปถึงความสามารถในการดูดซับความอิ่มตัวในการดำเนินงานในทางปฏิบัติ

การศึกษาผลการกำจัดของเตียงซีโอไลต์ทางชีวภาพต่อไนโตรเจน, ปลาค็อดและมลพิษอื่น ๆ ในสิ่งปฏิกูลของหมู่บ้านจำลอง ผลการศึกษาพบว่าอัตราการกำจัดของแอมโมเนียไนโตรเจนโดยเตียงซีโอไลต์ทางชีวภาพมากกว่า 95%และการกำจัดไนเตรทไนโตรเจนได้รับผลกระทบอย่างมากจากเวลาที่อยู่อาศัยไฮดรอลิก

วิธีการแลกเปลี่ยนไอออนมีข้อดีของการลงทุนขนาดเล็กกระบวนการง่าย ๆ การดำเนินการที่สะดวกการไม่รู้สึกถึงพิษและอุณหภูมิและการใช้ซีโอไลต์ซ้ำโดยการฟื้นฟู อย่างไรก็ตามเมื่อรักษาน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจนที่มีความเข้มข้นสูงการฟื้นฟูจะเกิดขึ้นบ่อยครั้งซึ่งนำมาซึ่งความไม่สะดวกในการดำเนินการดังนั้นจึงจำเป็นต้องรวมกับวิธีการบำบัดไนโตรเจนแอมโมเนียอื่น ๆ หรือใช้ในการรักษาน้ำเสียแอมโมเนียไนโตรเจน

ผู้ผลิตและซัพพลายเออร์ 4A ขายส่ง Everbright (cnchemist.com)