Ceimiceán agus próiseas chun nítrigin amóinia a bhaint as uisce

1. Cad is nítrigin amóinia ann?

Tagraíonn nítrigin amóinia d'amóinia i bhfoirm amóinia saor (nó amóinia neamh-ianach, NH3) nó amóinia ianach (NH4+). Tá pH níos airde agus cion níos airde d'amóinia saor ann; os a choinne sin, tá cion ard de shalann amóiniam ann.

Is cothaitheach in uisce é nítrigin amóinia, rud a d’fhéadfadh eotrófú uisce a bheith mar thoradh air, agus is é an príomhthruailleán a ídíonn ocsaigin in uisce é, atá tocsaineach d’iasc agus do roinnt orgánach uisceacha.

Is é an príomhéifeacht dhíobhálach a bhíonn ag nítrigin amóinia ar orgánaigh uisceacha ná amóinia saor, agus tá a tocsaineacht i bhfad níos mó ná tocsaineacht salann amóiniam, agus méadaíonn sé de réir mar a mhéadaíonn an alcaileacht. Tá dlúthbhaint ag tocsaineacht nítrigin amóinia le luach pH agus teocht uisce uisce na linne snámha, go ginearálta, dá airde an luach pH agus teocht an uisce, is ea is láidre an tocsaineacht.

Is iad dhá mhodh dathmhéadracha íogaireachta garbha a úsáidtear go coitianta chun amóinia a chinneadh ná modh clasaiceach imoibrí Nessler agus modh feinil-hipeaclóiríte. Úsáidtear titriúcháin agus modhanna leictreacha go coitianta freisin chun amóinia a chinneadh; Nuair a bhíonn cion nítrigine amóinia ard, is féidir an modh titriúcháin driogtha a úsáid freisin. (I measc na gcaighdeán náisiúnta tá modh imoibrí Nath, speictreafótaiméadracht aigéid shalachicileach, agus modh driogtha-titriúcháin)

2. Próiseas bainte nítrigine fisiceach agus ceimiceach

① Modh deascadh ceimiceach

Is éard atá i modh deascadh ceimiceach, ar a dtugtar modh deascadh MAP freisin, maignéisiam agus aigéad fosfarach nó fosfáit hidrigine a chur leis an bhfuíolluisce ina bhfuil nítrigin amóinia, ionas go n-imoibríonn NH4+ san fhuíolluisce le Mg+ agus PO4- i dtuaslagán uiscí chun deascadh fosfáit mhaignéisiam amóiniam a ghiniúint, is é an fhoirmle mhóilíneach MgNH4P04.6H20, chun cuspóir nítrigin amóinia a bhaint a bhaint. Is féidir fosfáit mhaignéisiam amóiniam, ar a dtugtar struvite go coitianta, a úsáid mar mhúirín, breiseán ithreach nó lasair-mhoillitheoir le haghaidh táirgí struchtúracha tógála. Seo a leanas an chothromóid imoibrithe:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Is iad na príomhfhachtóirí a mbíonn tionchar acu ar éifeacht chóireála deascadh ceimiceach ná luach pH, ​​teocht, tiúchan nítrigine amóinia agus cóimheas mólar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Léiríonn na torthaí gur fearr éifeacht na cóireála nuair atá luach pH 10 agus cóimheas mólar maignéisiam, nítrigine agus fosfair 1.2:1:1.2.

Agus clóiríd mhaignéisiam agus fosfáit hidrigine dé-shóidiam á n-úsáid mar ghníomhairí deasctha, léiríonn na torthaí go bhfuil an éifeacht chóireála níos fearr nuair a bhíonn an luach pH 9.5 agus go bhfuil an cóimheas mólar de mhaignéisiam, nítrigine agus fosfar 1.2:1:1.

Léiríonn na torthaí go bhfuil MgC12+Na3PO4.12H20 níos fearr ná teaglamaí gníomhairí deasctha eile. Nuair a bhíonn an luach pH 10.0, an teocht 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, laghdaítear tiúchan mais nítrigine amóinia san uisce fuíolluisce tar éis corraigh ar feadh 30 nóiméad ó 222mg/L roimh chóireáil go 17mg/L, agus is é 92.3% an ráta bainte.

Comhcheanglaíodh an modh deascadh ceimiceach agus an modh scannáin leachtach chun fuíolluisce nítrigine amóinia tionsclaíoch ardtiúchain a chóireáil. Faoi choinníollacha optamaithe an phróisis deascadh, shroich an ráta bainte nítrigine amóinia 98.1%, agus ansin laghdaigh cóireáil bhreise leis an modh scannáin leachtach tiúchan nítrigine amóinia go 0.005g/L, ag baint amach an chaighdeáin astaíochta náisiúnta den chéad scoth.

Rinneadh imscrúdú ar éifeacht bhaint ian miotail dévalent (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) seachas Mg+ ar nítrigin amóinia faoi ghníomhaíocht fosfáite. Moladh próiseas nua deascadh CaSO4-MAP d'uisce fuíolluisce sulfáit amóiniam. Léiríonn na torthaí gur féidir an rialtóir traidisiúnta NaOH a athsholáthar le haol.

Is é buntáiste an mhodha deascadh ceimiceach ná nuair a bhíonn tiúchan ard fuíolluisce nítrigine amóinia, go bhfuil cur i bhfeidhm modhanna eile teoranta, amhail modh bitheolaíoch, modh clóirínithe pointe briste, modh scaradh membrane, modh malartaithe ian, etc. Ag an am seo, is féidir modh deascadh ceimiceach a úsáid le haghaidh réamhchóireála. Tá éifeachtúlacht bhaint an mhodha deascadh ceimicigh níos fearr, agus níl sé teoranta ag teocht, agus tá an oibríocht simplí. Is féidir an sloda deasctha ina bhfuil fosfáit amóiniam maignéisiam a úsáid mar leasachán ilchodach chun úsáid dramhaíola a bhaint amach, rud a fhritháireamh cuid den chostas; Más féidir é a chomhcheangal le roinnt fiontar tionsclaíoch a tháirgeann fuíolluisce fosfáite agus fiontair a tháirgeann sáile salainn, is féidir leis costais chógaisíochta a shábháil agus cur i bhfeidhm ar scála mór a éascú.

Is é an míbhuntáiste a bhaineann leis an modh deascadh ceimiceach ná, mar gheall ar an srian ar tháirge intuaslagthachta fosfáit mhaignéisiam amóiniam, nach mbíonn an éifeacht bhainte soiléir agus go méadaítear an costas ionchuir go mór tar éis don nítrigin amóinia san uisce fuíolluisce tiúchan áirithe a bhaint amach. Dá bhrí sin, ba cheart an modh deascadh ceimiceach a úsáid i gcomhar le modhanna eile atá oiriúnach le haghaidh cóireála ardleibhéil. Tá an méid imoibrí a úsáidtear mór, tá an sloda a tháirgtear mór, agus tá an costas cóireála ard. Is féidir le hiain chlóiríde agus fosfar iarmharach a thabhairt isteach le linn dáileog ceimiceán truailliú tánaisteach a chur faoi deara go héasca.

Monaróir agus Soláthraí Sulfáit Alúmanaim Mórdhíola | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Monaróir agus Soláthraí Fosfáit Sóidiam Débhunasach Mórdhíola | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②modh séideadh

Is éard atá i gceist le baint nítrigine amóinia tríd an modh séideadh ná an luach pH a choigeartú go alcaileach, ionas go ndéantar an t-ian amóinia san fhuíolluisce a thiontú go amóinia, ionas go mbeidh sé den chuid is mó i bhfoirm amóinia saor in aisce, agus ansin baintear an t-amóinia saor as an fhuíolluisce tríd an ngás iompróra, chun cuspóir baint nítrigine amóinia a bhaint a bhaint. Is iad na príomhfhachtóirí a mbíonn tionchar acu ar éifeachtúlacht an séideadh ná luach pH, ​​teocht, cóimheas gáis-leachta, ráta sreafa gáis, tiúchan tosaigh agus mar sin de. Faoi láthair, úsáidtear an modh séideadh go forleathan i gcóireáil fuíolluisce a bhfuil tiúchan ard nítrigine amóinia ann.

Rinneadh staidéar ar bhaint nítrigine amóinia as uisce líonta talún tríd an modh séidte. Fuarthas amach gurbh iad na príomhfhachtóirí a rialaigh éifeachtúlacht an séidte ná teocht, cóimheas gáis-leachta agus luach pH. Nuair a bhíonn teocht an uisce níos mó ná 2590, nuair a bhíonn an cóimheas gáis-leachta thart ar 3500, agus nuair a bhíonn an pH thart ar 10.5, is féidir leis an ráta bainte níos mó ná 90% a bhaint amach don uisce líonta talún agus tiúchan nítrigine amóinia chomh hard le 2000-4000mg/L. Léiríonn na torthaí gur féidir leis an ráta bainte nítrigine amóinia in uisce fuíolluisce 99.2% a bhaint amach nuair a bhíonn pH=11.5, teocht an stiallta 80cC agus am an stiallta 120 nóiméad.

Rinneadh tástáil ar éifeachtúlacht séidte fuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchain le túr séidte frithshrutha. Léirigh na torthaí go méadaíonn an éifeachtúlacht séidte de réir mar a mhéadaíonn luach pH. Dá mhéad an cóimheas gáis-leachta, is mó an fórsa tiomána atá ag baint le haistriú maise stialladh amóinia, agus méadaíonn an éifeachtúlacht stialladh freisin.

Is modh éifeachtach, éasca le hoibriú agus éasca le rialú é baint nítrigine amóinia tríd an modh séidte. Is féidir an nítrigin amóinia séidte a úsáid mar ionsúire le haigéad sulfarach, agus is féidir an t-airgead aigéad sulfarach a ghintear a úsáid mar leasachán. Is teicneolaíocht choitianta í an modh séidte chun nítrigin fhisiceach agus cheimiceach a bhaint faoi láthair. Mar sin féin, tá roinnt míbhuntáistí ag baint leis an modh séidte, amhail scálú go minic sa túr séidte, éifeachtúlacht íseal bainte nítrigine amóinia ag teocht íseal, agus truailliú tánaisteach de bharr an gháis séidte. De ghnáth, cuirtear an modh séidte le chéile le modhanna cóireála fuíolluisce nítrigine amóinia eile chun réamhchóireáil a dhéanamh ar fhuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchana.

③Clóiríniú pointe briste

Is é an mheicníocht chun amóinia a bhaint trí chlóiríniú pointe briste ná go n-imoibríonn gás clóirín le hamóinia chun gás nítrigine neamhdhíobhálach a tháirgeadh, agus éalaíonn N2 isteach san atmaisféar, rud a fhágann go leanann foinse an imoibrithe ar dheis. Seo foirmle an imoibrithe:

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

Nuair a aistrítear gás clóirín isteach san uisce fuíolluisce go pointe áirithe, bíonn cion an chlóirín shaor san uisce íseal, agus bíonn tiúchan an amóinia nialasach. Nuair a théann méid an gháis chlóirín thar an bpointe, méadóidh méid an chlóirín shaor san uisce, dá bhrí sin, tugtar an pointe briste ar an bpointe, agus tugtar clóirínú pointe briste ar an gclórú sa stát seo.

Úsáidtear an modh clóirínithe pointe briste chun an fuíolluisce druileála a chóireáil tar éis séideadh nítrigine amóinia, agus bíonn tionchar díreach ag an bpróiseas réamhchóireála séideadh nítrigine amóinia ar an éifeacht chóireála. Nuair a bhaintear 70% den nítrigin amóinia san fhuíolluisce tríd an bpróiseas séideadh agus ansin a dhéantar é a chóireáil trí chlóiríniú pointe briste, bíonn tiúchan maise nítrigine amóinia san eisilteach níos lú ná 15mg/L. Ghlac Zhang Shengli et al. fuíolluisce nítrigine amóinia insamhalta le tiúchan maise de 100mg/L mar chuspóir taighde, agus léirigh torthaí an taighde gurb iad na príomhfhachtóirí agus na fachtóirí tánaisteacha a mbíonn tionchar acu ar bhaint nítrigine amóinia trí ocsaídiú hipeaclóirít sóidiam ná an cóimheas cainníochta clóirín le nítrigin amóinia, am imoibrithe, agus luach pH.

Tá éifeachtúlacht ard bainte nítrigine ag an modh clóirínithe pointe briste, is féidir leis an ráta bainte 100% a bhaint amach, agus is féidir tiúchan amóinia san uisce fuíolluisce a laghdú go náid. Tá an éifeacht cobhsaí agus níl tionchar ag an teocht uirthi; Níos lú infheistíochta i dtrealamh, freagairt thapa agus iomlán; Tá éifeacht steiriliú agus díghalrúcháin aige ar chorp uisce. Is é raon feidhme an mhodha clóirínithe pointe briste ná go bhfuil tiúchan an fhuíolluisce nítrigine amóinia níos lú ná 40mg/L, mar sin úsáidtear an modh clóirínithe pointe briste den chuid is mó le haghaidh cóireáil ardleibhéil fuíolluisce nítrigine amóinia. Tá an riachtanas maidir le húsáid agus stóráil shábháilte ard, tá costas na cóireála ard, agus beidh na fotháirgí clóraimíní agus orgánacha clóirínithe ina gcúis le truailliú tánaisteach.

④modh ocsaídiúcháin catalaíoch

Is éard atá i modh ocsaídiúcháin chatalaíoch ná trí ghníomhaíocht chatalaíoch, faoi theocht agus brú áirithe, trí ocsaídiú aeir, is féidir ábhar orgánach agus amóinia i séarachas a ocsaídiú agus a dhíghrádú i substaintí neamhdhíobhálacha ar nós CO2, N2 agus H2O, chun cuspóir an íonúcháin a bhaint amach.

Is iad na fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar éifeacht ocsaídiúcháin chatalaíoch ná tréithe an chatalaíoch, teocht, am imoibrithe, luach pH, ​​tiúchan nítrigine amóinia, brú, déine corraithe agus mar sin de.

Rinneadh staidéar ar phróiseas díghrádaithe nítrigine amóinia ózónaithe. Léirigh na torthaí gur táirgeadh cineál radaice H2O le cumas láidir ocsaídiúcháin nuair a mhéadaigh luach pH, ​​agus gur luathaíodh an ráta ocsaídiúcháin go suntasach. Léiríonn staidéir gur féidir le hózón nítrigine amóinia a ocsaídiú go níotrít agus níotrít go níotráit. Laghdaíonn tiúchan nítrigine amóinia in uisce de réir mar a mhéadaíonn an t-am, agus tá an ráta bainte nítrigine amóinia thart ar 82%. Baineadh úsáid as CuO-Mn02-Ce02 mar chatalaíoch ilchodach chun fuíolluisce nítrigine amóinia a chóireáil. Léiríonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil feabhas suntasach tagtha ar ghníomhaíocht ocsaídiúcháin an chatalaíoch ilchodach nua-ullmhaithe, agus is iad na coinníollacha próiseála oiriúnacha ná 255 ℃, 4.2MPa agus pH = 10.8. I gcóireáil fuíolluisce nítrigine amóinia le tiúchan tosaigh de 1023mg / L, is féidir leis an ráta bainte nítrigine amóinia 98% a bhaint amach laistigh de 150 nóiméad, ag baint amach an caighdeán náisiúnta urscaoilte tánaisteach (50mg / L).

Rinneadh imscrúdú ar fheidhmíocht chatalaíoch fótachatalaíoch TiO2 faoi thacaíocht zeóilíte trí staidéar a dhéanamh ar an ráta díghrádaithe nítrigine amóinia i dtuaslagán aigéid sulfairigh. Léiríonn na torthaí gurb é 1.5g/L an dáileog is fearr de fhótachatalaíoch Ti02/zeóilíte agus gurb é 4 uair an t-am imoibrithe faoi radaíocht ultraivialait. Is féidir leis an ráta bainte nítrigine amóinia ó fhuíolluisce 98.92% a bhaint amach. Rinneadh staidéar ar éifeacht bainte dé-ocsaíd iarainn ard agus nano-chin faoi sholas ultraivialait ar nítrigine feinil agus amóinia. Léiríonn na torthaí gurb é 97.5% an ráta bainte nítrigine amóinia nuair a chuirtear pH=9.0 i bhfeidhm ar an tuaslagán nítrigine amóinia le tiúchan 50mg/L, atá 7.8% agus 22.5% níos airde ná ráta bainte dé-ocsaíd iarainn ard nó Chine amháin.

Tá buntáistí ag baint leis an modh ocsaídiúcháin catalaíoch, lena n-áirítear éifeachtúlacht ard-íonúcháin, próiseas simplí, achar beag bun, etc., agus is minic a úsáidtear é chun fuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchana a chóireáil. Is é an deacracht atá leis an gcur i bhfeidhm ná conas cailliúint catalaíoch agus cosaint creimeadh trealaimh a chosc.

⑤modh ocsaídiúcháin leictriceimiceach

Tagraíonn modh ocsaídiúcháin leictriceimiceach don mhodh chun truailleáin a bhaint as uisce trí úsáid a bhaint as leictrea-ocsaídiú le gníomhaíocht chatalaíoch. Is iad na tosca tionchair ná dlús reatha, ráta sreafa ionraoin, am asraon agus am tuaslagáin phointe.

Rinneadh staidéar ar ocsaídiú leictriceimiceach fuíolluisce amóinia-nítrigine i gcill leictrealaíoch sreafa imshruthaithe, áit a bhfuil an dearfach ina leictreachas líonra Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 agus an diúltach ina leictreachas líonra Ti. Léiríonn na torthaí nuair a bhíonn tiúchan ian clóiríde 400mg/L, go bhfuil an tiúchan tosaigh nítrigine amóinia 40mg/L, go bhfuil an ráta sreafa insreabhach 600mL/nóim, go bhfuil an dlús reatha 20mA/cm, agus go bhfuil an t-am leictrealaíoch 90 nóiméad, go bhfuil an ráta bainte nítrigine amóinia 99.37%. Léiríonn sé seo go bhfuil ionchas maith feidhme ag ocsaídiú leictrealaíoch fuíolluisce amóinia-nítrigine.

3. Próiseas bainte nítrigine bithcheimiceach

①an nítriúchán agus an dínítriúchán iomlán

Is cineál modh bitheolaíoch é nítriú agus dínítriú próisis iomláin atá in úsáid go forleathan le fada an lá faoi láthair. Déanann sé nítrigin amóinia i bhfuíolluisce a thiontú go nítrigin trí shraith imoibrithe amhail nítriú agus dínítriú faoi ghníomhaíocht miocrorgánach éagsúla, chun cuspóir na cóireála fuíolluisce a bhaint amach. Caithfidh an próiseas nítriú agus dínítriú chun nítrigin amóinia a bhaint dul trí dhá chéim:

Imoibriú nítriúcháin: Críochnaíonn miocrorgánaigh uath-thrófacha aeróbacha an t-imoibriú nítriúcháin. Sa staid aeróbach, úsáidtear nítrigin neamhorgánach mar fhoinse nítrigine chun NH4+ a thiontú go NO2-, agus ansin ocsaídítear é go NO3-. Is féidir an próiseas nítriúcháin a roinnt ina dhá chéim. Sa dara céim, déantar nítrít a thiontú go níotráit (NO3-) ag baictéir nítriúcháin, agus déantar nítrít a thiontú go níotráit (NO3-) ag baictéir nítriúcháin.

Imoibriú dínítriúcháin: Is é an t-imoibriú dínítriúcháin an próiseas ina laghdaíonn baictéir dínítriúcháin nítrigin nítríte agus nítrigin níotráite go nítrigin gásach (N2) i riocht hipocsa. Is miocrorgánaigh heitreatrófacha iad baictéir dínítriúcháin, agus baineann an chuid is mó díobh le baictéir amfaitigh. I riocht hipocsa, úsáideann siad ocsaigin i níotráit mar ghlacadóir leictreon agus ábhar orgánach (comhpháirt BOD i séarachas) mar dheontóir leictreon chun fuinneamh a sholáthar agus chun iad a ocsaídiú agus a chobhsú.

Áirítear ar fheidhmeanna innealtóireachta níotrúcháin agus díníotrúcháin an phróisis iomláin AO, A2O, díog ocsaídiúcháin, etc., ar modh níos aibí é a úsáidtear sa tionscal bainte nítrigine bitheolaíoch.

Tá buntáistí ag baint leis an modh nítriúcháin agus dínítriúcháin ar fad, mar shampla éifeacht chobhsaí, oibriú simplí, gan aon truailliú tánaisteach agus costas íseal. Tá roinnt míbhuntáistí ag baint leis an modh seo freisin, amhail ní mór an fhoinse carbóin a chur leis nuair a bhíonn an cóimheas C/N san uisce fuíolluisce íseal, tá an riachtanas teochta sách dian, tá an éifeachtúlacht íseal ag teocht íseal, tá an limistéar mór, tá an t-éileamh ocsaigine mór, agus bíonn tionchar brúiteach ag roinnt substaintí díobhálacha amhail iain miotail throma ar mhiocrorgánaigh, agus ní mór iad a bhaint sula ndéantar an modh bitheolaíoch. Ina theannta sin, bíonn éifeacht choscach ag an tiúchan ard nítrigine amóinia san uisce fuíolluisce ar an bpróiseas nítriúcháin freisin. Dá bhrí sin, ba cheart réamhchóireáil a dhéanamh sula ndéantar cóireáil ar fhuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchana ionas go mbeidh tiúchan an fhuíolluisce nítrigine amóinia níos lú ná 500mg/L. Tá an modh bitheolaíoch traidisiúnta oiriúnach chun fuíolluisce nítrigine amóinia íseal-tiúchana ina bhfuil ábhar orgánach a chóireáil, amhail séarachas tí, fuíolluisce ceimiceach, etc.

②Nítriú agus dínítriú comhuaineach (SND)

Nuair a dhéantar níotrúchán agus díníotrúchán le chéile san imoibreoir céanna, tugtar díníotrúchán díleá comhuaineach (DDI) air. Tá an ocsaigin thuaslagtha san uisce fuíolluisce teoranta ag an ráta idirleata chun grádán ocsaigine thuaslagtha a tháirgeadh sa limistéar micri-thimpeallachta ar an floc miocróbach nó ar an mbithscannán, rud a fhágann go bhfuil an grádán ocsaigine thuaslagtha ar dhromchla seachtrach an floc miocróbach nó an bhithscannáin fabhrach do fhás agus iomadú baictéir níotrúcháin aeróbach agus baictéir amóiniathaithe. Dá doimhne isteach sa floc nó sa membrane, is ísle tiúchan an ocsaigine thuaslagtha, rud a fhágann crios anaocsach ina bhfuil baictéir díníotrúcháin i réim. Ar an gcaoi sin cruthaítear próiseas díleá agus díníotrúcháin comhuaineach. Is iad na fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar dhíleá agus díníotrúchán comhuaineach ná luach pH, ​​teocht, alcaileacht, foinse carbóin orgánaí, ocsaigin thuaslagtha agus aois sloda.

Bhí nítriúchadh/dínitriú comhuaineach ann i ndíog ocsaídiúcháin Carrousel, agus laghdaigh tiúchan an ocsaigine thuaslagtha idir an t-impilléir aeraithe i ndíog ocsaídiúcháin Carrousel de réir a chéile, agus bhí an ocsaigin thuaslagtha sa chuid íochtarach de dhíog ocsaídiúcháin Carrousel níos ísle ná an chuid uachtarach. Tá rátaí foirmithe agus tomhaltais nítrigine níotráite i ngach cuid den chainéal beagnach comhionann, agus bíonn tiúchan nítrigine amóinia sa chainéal an-íseal i gcónaí, rud a léiríonn go dtarlaíonn na frithghníomhartha nítriúchadh agus dínitriúchadh ag an am céanna i gcainéal ocsaídiúcháin Carrousel.

Léiríonn an staidéar ar chóireáil séarachais tí gurb amhlaidh is airde an CODCr, is ea is críochnúla an dínítriú agus is amhlaidh is fearr baint an nítrigine. Tá éifeacht iontach ag an ocsaigin thuaslagtha ar an nítriú agus an dínítriú comhuaineach. Nuair a rialaítear an ocsaigin thuaslagtha ag 0.5~2mg/L, bíonn an éifeacht bhaint iomlán nítrigine maith. Ag an am céanna, sábhálann an modh nítriúcháin agus dínítriúcháin an t-imoibreoir, giorraíonn sé an t-am imoibrithe, tá tomhaltas fuinnimh íseal aige, sábhálann sé infheistíocht, agus is furasta an luach pH a choinneáil cobhsaí.

③Díleá gearrthéarmach agus dínítriú

San imoibritheoir céanna, úsáidtear baictéir ocsaídiúcháin amóinia chun amóinia a ocsaídiú go níotrít faoi choinníollacha aeróbach, agus ansin déantar níotrít a dhínítriú go díreach chun nítrigin a tháirgeadh le hábhar orgánach nó foinse charbóin sheachtrach mar dheontóir leictreon faoi choinníollacha hipocsa. Is iad teocht, amóinia saor, luach pH agus ocsaigin thuaslagtha na fachtóirí tionchair ar níotrúchán agus dínítrúchán gearrthéarmach.

Éifeacht na teochta ar níotrúchán gearr-raoin séarachais bhardasaigh gan uisce farraige agus séarachais bhardasaigh le 30% uisce farraige. Léiríonn na torthaí turgnamhacha: i gcás an séarachais bhardasaigh gan uisce farraige, go bhfuil méadú na teochta fabhrach chun níotrúchán gearr-raoin a bhaint amach. Nuair a bhíonn cion an uisce farraige i séarachas tí 30%, is féidir níotrúchán gearr-raoin a bhaint amach níos fearr faoi choinníollacha teochta meánacha. D'fhorbair Ollscoil Teicneolaíochta Delft an próiseas SHARON, tá úsáid teocht ard (thart ar 30-4090) fabhrach d'iomadú baictéar nítríte, ionas go gcaillfidh baictéir nítríte iomaíocht, agus trí aois an sloda a rialú chun baictéir nítríte a dhíchur, ionas go mbeidh an t-imoibriú níotrúcháin i gcéim na nítríte.

Bunaithe ar an difríocht i gclaonadh ocsaigine idir baictéir nítríte agus baictéir nítríte, d'fhorbair Saotharlann Éiceolaíochta Miocróbach Gent an próiseas OLAND chun carnadh nítrigine nítríte a bhaint amach trí ocsaigin thuaslagtha a rialú chun baictéir nítríte a dhíchur.

Léiríonn torthaí na tástála píolótach ar chóireáil fuíolluisce cóic trí níotrúchán agus díníotrúchán gearr-raoin gur nuair a bhíonn tiúchan COD, nítrigine amóinia, TN agus feinil an tionchair 1201.6,510.4,540.1 agus 110.4mg/L, go bhfuil meántiúchan COD, nítrigine amóinia, TN agus feinil an eisiltigh 197.1,14.2,181.5 agus 0.4mg/L, faoi seach. Ba iad na rátaí bainte comhfhreagracha 83.6%, 97.2%, 66.4% agus 99.6%, faoi seach.

Ní théann an próiseas níotrúcháin agus dínítriúcháin gearrthéarmach tríd an gcéim níotráite, rud a shábhálann an fhoinse carbóin atá riachtanach le haghaidh baint nítrigine bitheolaíoch. Tá buntáistí áirithe aige maidir le fuíolluisce nítrigine amóinia a bhfuil cóimheas íseal C/N aige. Tá na buntáistí a bhaineann le níotrúchán agus dínítriúchán gearrthéarmach níos lú sloda, am imoibrithe gearr agus coigilteas toirte imoibritheora. Mar sin féin, éilíonn níotrúchán agus dínítriúchán gearrthéarmach carnadh cobhsaí agus buan nítríte, mar sin is í an eochair conas gníomhaíocht na mbaictéar níotrúcháin a chosc go héifeachtach.

④ Ocsaídiú amóinia anaeróbach

Is próiseas ocsaídiúcháin dhírigh é aimocsaídiú anaeróbach ina n-ocsaídítear nítrigin amóinia go nítrigin ag baictéir uathtrófacha faoi choinníoll hipocsa, le nítrigin nítriúil nó nítrigin nítriúil mar ghlacadóir leictreon.

Rinneadh staidéar ar éifeachtaí teochta agus pH ar ghníomhaíocht bhitheolaíoch anammoX. Léirigh na torthaí gurbh é 30℃ an teocht imoibrithe is fearr agus gurbh é 7.8 an luach pH. Rinneadh staidéar ar indéantacht imoibritheora anaeróbaigh ammoX chun fuíolluisce ard-shalandachta agus ard-tiúchana nítrigine a chóireáil. Léirigh na torthaí gur chuir an tsalandacht ard cosc ​​suntasach ar ghníomhaíocht anammoX, agus gur féidir an cosc ​​seo a aisiompú. Bhí gníomhaíocht anaeróbaigh ammox an sloda neamh-oiriúnaithe 67.5% níos ísle ná gníomhaíocht an sloda rialaithe faoi shalandacht 30g.L-1 (NaC1). Bhí gníomhaíocht anammoX an sloda oiriúnaithe 45.1% níos ísle ná gníomhaíocht an rialaithe. Nuair a aistríodh an sloda oiriúnaithe ó thimpeallacht ard-shalandachta go timpeallacht íseal-shalandachta (gan sáile), méadaíodh gníomhaíocht anaeróbaigh ammoX faoi 43.1%. Mar sin féin, tá an t-imoibritheoir seans maith go meathfaidh feidhm nuair a ritheann sé i shalandacht ard ar feadh i bhfad.

I gcomparáid leis an bpróiseas bitheolaíoch traidisiúnta, is teicneolaíocht bhaint nítrigine bitheolaíoch níos eacnamaíche í ammoX anaeróbach gan aon fhoinse carbóin bhreise, éileamh íseal ocsaigine, gan aon ghá le himoibrithe chun neodrú a dhéanamh, agus níos lú táirgeadh sloda. Is iad na míbhuntáistí a bhaineann le ammox anaeróbach ná go bhfuil an luas imoibrithe mall, go bhfuil toirt an imoibritheora mór, agus nach bhfuil an fhoinse carbóin oiriúnach do amMOX anaeróbach, rud a bhfuil tábhacht phraiticiúil aige maidir le fuíolluisce nítrigine amóinia a bhfuil bithdhíghrádú bocht aige a réiteach.

4. próiseas bainte nítrigine scaradh agus adsú

① modh scaradh membrane

Is éard atá i modh scaradh membrane ná tréscaoilteacht roghnach an scannáin a úsáid chun na comhpháirteanna sa leacht a scaradh go roghnach, chun cuspóir bainte nítrigine amóinia a bhaint amach. Áirítear leis seo osmosis droim ar ais, nana-scagachán, membrane dí-amóiniaithe agus leictrea-dhiailiú. Is iad na fachtóirí a mbíonn tionchar acu ar scaradh membrane ná tréithe membrane, brú nó voltas, luach pH, ​​teocht agus tiúchan nítrigine amóinia.

De réir cháilíocht uisce an fhuíolluisce nítrigine amóinia a scaoiltear ó leáitheoir cré neamhchoitianta, rinneadh an turgnamh osmosis droim ar ais le fuíolluisce insamhalta NH4C1 agus NaCI. Fuarthas amach, faoi na coinníollacha céanna, go raibh ráta bainte NaCI níos airde ag osmosis droim ar ais, agus go raibh ráta táirgthe uisce níos airde ag NHCl. Is é 77.3% an ráta bainte NH4C1 tar éis cóireála osmosis droim ar ais, agus is féidir é a úsáid mar réamhchóireáil d'fhuíolluisce nítrigine amóinia. Is féidir le teicneolaíocht osmosis droim ar ais fuinneamh a shábháil, cobhsaíocht theirmeach mhaith a bheith aici, ach tá friotaíocht clóirín agus friotaíocht truaillithe bocht.

Baineadh úsáid as próiseas deighilte membrane nana-scagacháin bithcheimiceach chun an leacht líonta talún a chóireáil, ionas gur scaoileadh 85%~90% den leacht tréscaoilteach de réir an chaighdeáin, agus níor cuireadh ach 0%~15% den leacht séarachais tiubhaithe agus den láib ar ais san umar bruscair. Rinne Ozturki et al. cóireáil ar leacht líonta talún Odayeri sa Tuirc le membrane nana-scagacháin, agus ba é thart ar 72% an ráta bainte nítrigine amóinia. Éilíonn membrane nana-scagacháin brú níos ísle ná membrane osmosis droim ar ais, agus tá sé éasca le hoibriú.

Úsáidtear an córas scannáin bainte amóinia go ginearálta i gcóireáil fuíolluisce le nítrigin ard amóinia. Tá an chothromaíocht seo a leanas idir nítrigin amóinia san uisce: NH4- +OH- = NH3 + H2O agus an fuíolluisce ina bhfuil amóinia á oibriú, sreabhann an fuíolluisce ina bhfuil amóinia i mblaosc an mhodúil scannáin, agus sreabhann an leacht ionsúiteach aigéad i bpíopa an mhodúil scannáin. Nuair a mhéadaíonn pH an fhuíolluisce nó nuair a ardaíonn an teocht, aistríonn an chothromaíocht ar dheis, agus éiríonn an t-ian amóiniam NH4- ina NH3 gásach saor. Ag an am seo, is féidir le NH3 gásach dul isteach sa chéim leachtach ionsúiteach aigéad sa phíopa ón gcéim fuíolluisce sa bhlaosc trí na micreaphoir ar dhromchla an tsnáithín log, a ionsúnn an tuaslagán aigéadach agus a éiríonn ina NH4- ianach láithreach. Coinnítear pH an fhuíolluisce os cionn 10, agus an teocht os cionn 35 °C (faoi bhun 50 °C), ionas go leanfaidh an NH4 sa chéim fuíolluisce de bheith ina NH3 agus an imirce chéim leachtach ionsúiteach á déanamh. Mar thoradh air sin, laghdaíonn tiúchan an nítrigin amóinia sa taobh fuíolluisce go leanúnach. Toisc nach bhfuil ann ach aigéad agus NH4-, cruthaíonn an chéim leachtach ionsúcháin aigéid salann amóiniam an-íon, agus sroicheann sé tiúchan áirithe tar éis cúrsaíocht leanúnach, ar féidir é a athchúrsáil. Ar thaobh amháin, is féidir le húsáid na teicneolaíochta seo feabhas mór a chur ar an ráta bainte nítrigine amóinia in fhuíolluisce, agus ar an taobh eile, is féidir leis costas oibriúcháin iomlán an chórais chóireála fuíolluisce a laghdú.

②modh leictrea-dhiailise

Is modh é leictrea-dhiailísiú chun solaid thuaslagtha a bhaint as tuaslagáin uiscí trí voltas a chur i bhfeidhm idir na péirí membrane. Faoi ghníomh an voltais, déantar na hiain amóinia agus iain eile san uisce fuíolluisce amóinia-nítrigine a shaibhriú tríd an membrane san uisce tiubhaithe ina bhfuil amóinia, chun cuspóir an bhaint a bhaint amach.

Baineadh úsáid as an modh leictrea-scagdhealaithe chun fuíolluisce neamhorgánach a chóireáil le tiúchan ard nítrigine amóinia agus baineadh amach torthaí maithe. I gcás fuíolluisce nítrigine amóinia 2000-3000mg /L, is féidir leis an ráta bainte nítrigine amóinia a bheith níos mó ná 85%, agus is féidir an t-uisce amóinia tiubhaithe a fháil faoi 8.9%. Tá an méid leictreachais a chaitear le linn oibriú an leictrea-scagdhealaithe comhréireach le méid an nítrigine amóinia san fhuíolluisce. Níl teorainn le luach pH, ​​teocht agus brú le cóireáil leictrea-scagdhealaithe fuíolluisce, agus tá sé éasca le hoibriú.

Is iad na buntáistí a bhaineann le scaradh membrane ná aisghabháil ard nítrigine amóinia, oibriú simplí, éifeacht chóireála chobhsaí agus gan aon truailliú tánaisteach. Mar sin féin, i gcóireáil fuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchana, seachas an membrane dí-amóiniaithe, is furasta membrane eile a scála agus a bhacadh, agus is minic a bhíonn athghiniúint agus níochán ar ais, rud a mhéadaíonn costas na cóireála. Dá bhrí sin, tá an modh seo níos oiriúnaí le haghaidh réamhchóireála nó fuíolluisce nítrigine amóinia íseal-tiúchana.

③ Modh malartaithe ian

Is modh é an modh malairte ian chun nítrigin amóinia a bhaint as fuíolluisce trí ábhair a úsáid a bhfuil ionsú láidir roghnach ian amóinia acu. Is iad na hábhair ionsúcháin a úsáidtear go coitianta ná carbón gníomhachtaithe, zeolite, montmorillonite agus roisín malairte. Is cineál silico-alúmanáite é zeolite le struchtúr spásúil tríthoiseach, struchtúr póir rialta agus poill, agus tá cumas ionsúcháin láidir roghnach aige d'iain amóinia agus praghas íseal, mar sin úsáidtear go coitianta é mar ábhar ionsúcháin d'fhuíolluisce nítrigine amóinia san innealtóireacht. I measc na bhfachtóirí a mbíonn tionchar acu ar éifeacht chóireála clinoptiloite tá méid na gcáithníní, tiúchan nítrigine amóinia ionstraime, am teagmhála, luach pH agus mar sin de.

Is léir éifeacht ionsúcháin zeolite ar nítrigin amóinia, agus ina dhiaidh sin ranít, agus tá drochthionchar ag an ithir agus ag an gceirmísít. Is é an príomhbhealach chun nítrigin amóinia a bhaint as zeolite ná malartú ian, agus tá an éifeacht ionsúcháin fhisiciúil an-bheag. Tá éifeacht mhalartaithe ian an cheirmíte, na hithreach agus an raníte cosúil leis an éifeacht ionsúcháin fhisiciúil. Laghdaigh cumas ionsúcháin na gceithre líontóir de réir mar a mhéadaigh an teocht sa raon 15-35 ℃, agus mhéadaigh sé de réir mar a mhéadaigh an luach pH sa raon 3-9. Baineadh an chothromaíocht ionsúcháin amach tar éis luaineacht 6 uair an chloig.

Rinneadh staidéar ar indéantacht nítrigine amóinia a bhaint as leacht líonta talún trí adshorpú zeóilíte. Léiríonn na torthaí turgnamhacha go bhfuil acmhainneacht ionsúcháin teoranta de 15.5mg nítrigine amóinia ag gach gram de zeóilít, nuair a bhíonn méid na gcáithníní zeóilíte 30-16 mogalra, sroicheann an ráta bainte nítrigine amóinia 78.5%, agus faoin am ionsúcháin céanna, an dáileog agus méid na gcáithníní zeóilíte, dá airde tiúchan nítrigine amóinia an tionchair, is airde an ráta ionsúcháin, agus is féidir le zeóilít mar adsorbent nítrigine amóinia a bhaint as an leacht. Ag an am céanna, tugtar le fios go bhfuil an ráta ionsúcháin nítrigine amóinia ag zeóilít íseal, agus go bhfuil sé deacair do zeóilít acmhainneacht ionsúcháin sáithiúcháin a bhaint amach in oibriú praiticiúil.

Rinneadh staidéar ar éifeacht bhainte leaba zeóilíte bitheolaí ar nítrigin, COD agus truailleáin eile i séarachas sráidbhaile insamhlaithe. Léiríonn na torthaí go bhfuil ráta bainte nítrigine amóinia ag leaba zeóilíte bitheolaí níos mó ná 95%, agus go bhfuil tionchar mór ag an am cónaithe hiodrálach ar bhaint nítrigine níotráite.

Tá buntáistí ag baint leis an modh malartaithe ian, mar shampla infheistíocht bheag, próiseas simplí, oibriú áisiúil, neamhíogaireacht do nimh agus teocht, agus athúsáid zeolite trí athghiniúint. Mar sin féin, agus fuíolluisce nítrigine amóinia ard-tiúchana á chóireáil, bíonn an athghiniúint go minic, rud a chruthaíonn míchaoithiúlacht don oibríocht, agus mar sin ní mór é a chomhcheangal le modhanna cóireála nítrigine amóinia eile, nó é a úsáid chun fuíolluisce nítrigine amóinia íseal-tiúchana a chóireáil.

Monaróir agus Soláthraí Mórdhíola Zeolite 4A | EVERBRIGHT (cnchemist.com)