Químico e processo para remover o nitrogênio de amônia da água

1. O que é nitrogênio de amônia?

O nitrogênio de amônia refere-se à amônia na forma de amônia livre (ou amônia não iônica, NH3) ou amônia iônica (NH4+). PH mais alto e maior proporção de amônia livre; Pelo contrário, a proporção de sal de amônio é alta.

O nitrogênio de amônia é um nutriente na água, que pode levar à água eutrofização, e é o principal poluente que consome oxigênio na água, que é tóxico para pescar e alguns organismos aquáticos.

O principal efeito prejudicial do nitrogênio de amônia nos organismos aquáticos é a amônia livre, cuja toxicidade é dezenas de vezes maior que a do sal de amônio e aumenta com o aumento da alcalinidade. A toxicidade de nitrogênio de amônia está intimamente relacionada ao valor do pH e à temperatura da água da água da piscina, em geral, maior o valor do pH e a temperatura da água, mais forte a toxicidade.

Dois métodos colorimétricos de sensibilidade aproximada comumente usados ​​para determinar a amônia são o método clássico do reagente de Nessler e o método fenol-hipoclorito. Titulações e métodos elétricos também são comumente usados ​​para determinar a amônia; Quando o teor de nitrogênio de amônia é alto, o método de titulação de destilação também pode ser usado. (Os padrões nacionais incluem o método de reagente de Nath, espectrofotometria de ácido salicílico, método de destilação - titulação)

2. Processo de remoção física e química de nitrogênio

① Método de precipitação química

O método de precipitação química, também conhecida como método de precipitação de mapa, é adicionar magnésio e ácido fosfórico ou fosfato de hidrogênio à água residual que contém nitrogênio de amônia, de modo que o NH4+ na água residual reage com mg+ e PO4- em uma solução aquosa para gerar amônio magnésio0 fosfato de precipitação, a formula molecular. nitrogênio de amônia. O fosfato de amônio de magnésio, comumente conhecido como estruvita, pode ser usado como composto, aditivo do solo ou retardador de incêndio para a construção de produtos estruturais. A equação da reação é a seguinte:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

Os principais fatores que afetam o efeito do tratamento da precipitação química são o valor do pH, temperatura, concentração de nitrogênio de amônia e razão molar (n (mg+): n (NH4+): n (p04-)). Os resultados mostram que quando o valor de pH é de 10 e a razão molar de magnésio, nitrogênio e fósforo é 1,2: 1: 1,2, o efeito do tratamento é melhor.

Utilizando cloreto de magnésio e fosfato de hidrogênio dissódico como agentes precipitantes, os resultados mostram que o efeito do tratamento é melhor quando o valor de pH é 9,5 e a razão molar de magnésio, nitrogênio e fósforo é 1,2: 1: 1.

Os resultados mostram que MGC12+Na3PO4.12H20 é superior a outras combinações de agentes precipitantes. Quando o valor do pH é de 10,0, a temperatura é 30 ℃, n (mg+): n (NH4+): n (p04-) = 1: 1: 1, a concentração de massa de nitrogênio de amônia nas águas residuais após a agitação por 30 minutos é 9%.

O método de precipitação química e o método da membrana líquida foram combinados para o tratamento de águas residuais de nitrogênio de amônia industrial de alta concentração. Sob as condições de otimização do processo de precipitação, a taxa de remoção de nitrogênio de amônia atingiu 98,1%e, em seguida, o tratamento adicional com o método de filme líquido reduziu a concentração de nitrogênio de amônia para 0,005g/L, atingindo o padrão nacional de emissão de primeira classe.

O efeito de remoção dos íons metálicos divalentes (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) que não seja Mg+no nitrogênio de amônia sob a ação do fosfato foi investigado. Um novo processo de precipitação do mapa de precipitação do caso4 foi proposto para águas residuais de sulfato de amônio. Os resultados mostram que o regulador tradicional de NaOH pode ser substituído por limão.

A vantagem do método de precipitação química é que, quando a concentração de águas residuais de nitrogênio de amônia é alta, a aplicação de outros métodos é limitada, como método biológico, método de cloração de pontos de interrupção, método de separação de membrana, método de troca iônica etc. Nesse momento, o método de precipitação química pode ser usada para pré-tratamento. A eficiência de remoção do método de precipitação química é melhor e não é limitada pela temperatura, e a operação é simples. O lodo precipitado contendo fosfato de amônio de magnésio pode ser usado como um fertilizante composto para realizar a utilização de resíduos, compensando parte parte do custo; Se puder ser combinado com algumas empresas industriais que produzem águas residuais e empresas de fosfato que produzem salmoura de sal, pode economizar custos farmacêuticos e facilitar a aplicação em larga escala.

A desvantagem do método de precipitação química é que, devido à restrição do produto de solubilidade do fosfato de amônio magnésio, após o nitrogênio da amônia nas águas residuais atingir uma certa concentração, o efeito de remoção não é óbvio e o custo de entrada aumenta bastante. Portanto, o método de precipitação química deve ser usada em combinação com outros métodos adequados para tratamento avançado. A quantidade de reagente usada é grande, o lodo produzido é grande e o custo do tratamento é alto. A introdução de íons cloreto e fósforo residual durante a dosagem de produtos químicos pode causar facilmente poluição secundária.

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②Low Off Method

A remoção do nitrogênio de amônia, explodindo o método de sopro, é ajustar o valor do pH ao alcalino, de modo que o íon de amônia nas águas residuais é convertido em amônia, de modo que existe principalmente na forma de amônia livre e, em seguida, a amônia livre é retirada das águas residuais através do gás transportador, assim como o objetivo de remover a amônia nitra. Os principais fatores que afetam a eficiência de sopro são o valor do pH, temperatura, razão de gás-líquido, vazão de gás, concentração inicial e assim por diante. Atualmente, o método de sopro é amplamente utilizado no tratamento de águas residuais com alta concentração de nitrogênio de amônia.

Foi estudada a remoção do nitrogênio de amônia do lixiviado de aterro pelo método de sopro. Verificou-se que os principais fatores que controlam a eficiência da sopro foram a temperatura, a relação gás-líquido e o valor de pH. Quando a temperatura da água é maior que 2590, a relação gás-líquido é de cerca de 3500 e o pH é de cerca de 10,5, a taxa de remoção pode atingir mais de 90% para o lixiviado do aterro com a concentração de nitrogênio de amônia até 2000-4000mg/L. Os resultados mostram que, quando pH = 11,5, a temperatura de remoção é de 80cc e o tempo de remoção é de 120 minutos, a taxa de remoção de nitrogênio de amônia em águas residuais pode atingir 99,2%.

A eficiência de sopro de águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração foi realizada por torre de explosão de contracorrente. Os resultados mostraram que a eficiência de explosão aumentou com o aumento do valor do pH. Quanto maior a taxa de gás-líquido, maior a força motriz da transferência de massa de remoção de amônia, e a eficiência de remoção também aumenta.

A remoção do nitrogênio de amônia pelo método de sopro é eficaz, fácil de operar e fácil de controlar. O nitrogênio de amônia soprado pode ser usado como absorvedor com ácido sulfúrico, e o dinheiro do ácido sulfúrico gerado pode ser usado como fertilizante. O método de sopro é uma tecnologia comumente usada para a remoção de nitrogênio físico e químico no momento. No entanto, o método de sopro tem algumas desvantagens, como escala frequente na torre de sopro, baixa eficiência de remoção de nitrogênio de amônia a baixa temperatura e poluição secundária causada pelo gás de sopro. O método de explosão é geralmente combinado com outros métodos de tratamento de águas residuais de nitrogênio de amônia para pré-tratar águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração.

③ Break Point Cloração

O mecanismo de remoção de amônia pela cloração do ponto de ruptura é que o gás de cloro reage com a amônia para produzir gás nitrogênio inofensivo, e N2 escapa para a atmosfera, fazendo com que a fonte de reação continue à direita. A fórmula da reação é:

Hocl NH4 + + 1,5 -> 0,5 N2 H20 H ++ Cl - 1,5 + 2,5 + 1,5)

Quando o gás de cloro é transferido para as águas residuais para um certo ponto, o conteúdo do cloro livre na água é baixo e a concentração de amônia é zero. Quando a quantidade de gás cloro passa o ponto, a quantidade de cloro livre na água aumentará, portanto, o ponto é chamado de ponto de ruptura, e a cloração nesse estado é chamada de cloração do ponto de ruptura.

O método de cloração do ponto de ruptura é usado para tratar as águas residuais da perfuração após o sopro de nitrogênio da amônia, e o efeito do tratamento é diretamente afetado pelo processo de sopro de nitrogênio da amônia em pré -tratamento. Quando 70% do nitrogênio de amônia nas águas residuais é removido pelo processo de sopro e depois tratado pela cloração do ponto de ruptura, a concentração de massa de nitrogênio de amônia no efluente é inferior a 15mg/L. Zhang Shengli et al. Tomou águas residuais de nitrogênio de amônia com uma concentração de massa de 100mg/L como objeto de pesquisa, e os resultados da pesquisa mostraram que os fatores principais e secundários que afetam a remoção do nitrogênio da amônia por oxidação do hipoclorito de sódio foram a razão quantitária de cloro para nitrogênio da amônia, tempo de reação e valor de pH.

O método de cloração do ponto de interrupção tem alta eficiência de remoção de nitrogênio, a taxa de remoção pode atingir 100%e a concentração de amônia nas águas residuais pode ser reduzida a zero. O efeito é estável e não é afetado pela temperatura; Menos equipamentos de investimento, resposta rápida e completa; Tem o efeito da esterilização e desinfecção no corpo da água. O escopo da aplicação do método de cloração do ponto de ruptura é que a concentração de águas residuais de nitrogênio de amônia é menor que 40mg/L, portanto, o método de cloração do ponto de ruptura é usado principalmente para o tratamento avançado das águas residuais de nitrogênio de amônia. A exigência de uso e armazenamento seguro é alto, o custo do tratamento é alto e as cloraminas de subprodutos e orgânicos clorados causarão poluição secundária.

④ Método de oxidação catalítica

O método de oxidação catalítica é através da ação do catalisador, sob uma certa temperatura e pressão, através da oxidação do ar, matéria orgânica e amônia em esgoto pode ser oxidada e decomposta em substâncias inofensivas, como CO2, N2 e H2O, para alcançar o objetivo da purificação.

Os fatores que afetam o efeito da oxidação catalítica são características do catalisador, temperatura, tempo de reação, valor de pH, concentração de nitrogênio de amônia, pressão, intensidade de agitação e assim por diante.

O processo de degradação do nitrogênio de amônia ozonado foi estudado. Os resultados mostraram que, quando o valor do pH aumentou, um tipo de radical HO com forte capacidade de oxidação foi produzido e a taxa de oxidação foi significativamente acelerada. Estudos mostram que o ozônio pode oxidar nitrogênio de amônia em nitrito e nitrito em nitrato. A concentração de nitrogênio de amônia na água diminui com o aumento do tempo, e a taxa de remoção de nitrogênio de amônia é de cerca de 82%. O CuO-MN02-CE02 foi usado como um catalisador composto para tratar águas residuais de nitrogênio de amônia. Os resultados experimentais mostram que a atividade de oxidação do catalisador composto recém -preparado é significativamente melhorado e as condições adequadas do processo são 255 ℃, 4,2MPa e pH = 10,8. No tratamento de águas residuais de nitrogênio de amônia com uma concentração inicial de 1023 mg/L, a taxa de remoção de nitrogênio de amônia pode atingir 98% em 150 minutos, atingindo o padrão de descarga secundário (50mg/L) nacional.

O desempenho catalítico do fotocatalisador de TiO2 suportado pelo zeólito foi investigado estudando a taxa de degradação do nitrogênio de amônia em solução de ácido sulfúrico. Os resultados mostram que a dosagem ideal do fotocatalisador de Ti02/ zeólito é de 1,5g/ L e o tempo de reação é 4H sob irradiação ultravioleta. A taxa de remoção de nitrogênio de amônia das águas residuais pode atingir 98,92%. Foi estudado o efeito de remoção do alto ferro e dióxido de nano-chin sob luz ultravioleta sobre fenol e nitrogênio de amônia. Os resultados mostram que a taxa de remoção de nitrogênio de amônia é de 97,5% quando o pH = 9,0 é aplicado à solução de nitrogênio de amônia com a concentração de 50 mg/L, que é 7,8% e 22,5% maior que a de alta ferro ou dióxido de chiné sozinho.

O método de oxidação catalítica tem as vantagens de alta eficiência de purificação, processo simples, área inferior pequena, etc., e é frequentemente usada para tratar águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração. A dificuldade da aplicação é como impedir a perda de catalisador e proteção contra corrosão dos equipamentos.

⑤ Método de oxidação eletrocímica

O método de oxidação eletroquímica refere -se ao método de remoção de poluentes em água usando eletrooxidação com atividade catalítica. Os fatores de influência são a densidade atual, a taxa de fluxo de entrada, o tempo de saída e o tempo da solução de pontos.

A oxidação eletroquímica de águas residuais de amônia-nitrogênio em uma célula eletrolítica de fluxo circulante foi estudada, onde o positivo é Ti/Ru02-TiO2-IR02-SNO2 Eletricidade e o negativo é a eletricidade da rede Ti. Os resultados mostram que, quando a concentração de íons de cloreto é de 400 mg/L, a concentração inicial de nitrogênio de amônia é de 40 mg/L, a taxa de fluxo influente é de 600 ml/min, a densidade de corrente é de 20mA/cm e o tempo eletrolítico é de 90 minutos, a taxa de remoção de nitrogênio da amônia é 99,37%. Isso mostra que a oxidação eletrolítica de águas residuais de amônia-nitrogênio tem uma boa perspectiva de aplicação.

3. Processo de remoção de nitrogênio bioquímico

①a nitrificação inteira e desnitrificação

A nitrificação e a desnitrificação de todo o processo é um tipo de método biológico que tem sido amplamente utilizado há muito tempo. Ele converte nitrogênio de amônia em águas residuais em nitrogênio através de uma série de reações como nitrificação e desnitrificação sob a ação de vários microorganismos, de modo a alcançar o objetivo do tratamento de águas residuais. O processo de nitrificação e desnitrificação para remover o nitrogênio da amônia precisa passar por duas etapas:

Reação de nitrificação: A reação de nitrificação é concluída por microorganismos autotróficos aeróbicos. No estado aeróbico, o nitrogênio inorgânico é usado como fonte de nitrogênio para converter NH4+ em NO2- e, em seguida, é oxidado em NO3-. O processo de nitrificação pode ser dividido em dois estágios. No segundo estágio, o nitrito é convertido em nitrato (NO3-) por bactérias nitrificantes e o nitrito é convertido em nitrato (NO3-) por bactérias nitrificantes.

Reação de desnitrificação: a reação de desnitrificação é o processo em que as bactérias desnitrificantes reduzem o nitrito nitrito e o nitrato de nitrogênio ao nitrogênio gasoso (N2) no estado de hipóxia. As bactérias desnitrificantes são microorganismos heterotróficos, a maioria dos quais pertencem a bactérias anfáticas. No estado da hipóxia, eles usam oxigênio no nitrato como aceitador de elétrons e matéria orgânica (componente de DBO no esgoto) como doador de elétrons para fornecer energia e ser oxidado e estabilizado.

Toda a nitrificação e as aplicações de engenharia de desnitrificação do processo incluem principalmente AO, A2O, vala de oxidação, etc., que é um método mais maduro usado na indústria de remoção de nitrogênio biológico.

Todo o método de nitrificação e desnitrificação tem as vantagens de efeito estável, operação simples, sem poluição secundária e baixo custo. Esse método também possui algumas desvantagens, como a fonte de carbono deve ser adicionada quando a relação C/N nas águas residuais é baixa, o requisito de temperatura é relativamente rigoroso, a eficiência é baixa a baixa temperatura, a área é grande, a demanda de oxigênio é grande e algumas substâncias prejudiciais, como os íons biológicos, o que é um efeito de biologia, que precisa ser o que precisa ser o que é um efeito biológico, o que precisa ser o que é um efeito biológico, e algumas substâncias prejudiciais, antes que os íons biológicos sejam os que precisam ser o que precisam ser o que precisam ser o que é um dos microorganismos, que precisam ser o que precisam. Além disso, a alta concentração de nitrogênio de amônia nas águas residuais também tem um efeito inibitório no processo de nitrificação. Portanto, o pré-tratamento deve ser realizado antes do tratamento de águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração, de modo que a concentração de águas residuais de nitrogênio de amônia seja inferior a 500 mg/L. O método biológico tradicional é adequado para o tratamento de águas residuais de nitrogênio de baixa concentração de amônia contendo matéria orgânica, como esgoto doméstico, águas residuais químicas etc.

② Nitrificação e desnitrificação simultâneas (SND)

Quando a nitrificação e a desnitrificação são realizadas juntas no mesmo reator, é chamada de desnitrificação de digestão simultânea (SND). O oxigênio dissolvido nas águas residuais é limitado pela taxa de difusão para produzir um gradiente de oxigênio dissolvido na área do microambiente no floc ou biofilme microbiano, o que faz com que o gradiente de oxigênio dissolvido na superfície externa do Bacorrente Microbiano ou do biofilme e ao crescimento e propagação de nitrifinadores aeróbios. O mais profundo no floco ou membrana, menor a concentração de oxigênio dissolvido, resultando em zona anóxica onde as bactérias desnitrificantes dominam. Formando assim o processo simultâneo de digestão e desnitrificação. Os fatores que afetam a digestão e a desnitrificação simultâneas são valor de pH, temperatura, alcalinidade, fonte de carbono orgânico, oxigênio dissolvido e idade de lodo.

A nitrificação/desnitrificação simultânea existia na vala de oxidação do carrossel e a concentração de oxigênio dissolvido entre o impulsor aerado na vala de oxidação de Carrossel diminuiu gradualmente e o oxigênio dissolvido na parte inferior da vala da oxidação do carrossel foi menor que a parte superior. As taxas de formação e consumo de nitrogênio nitrato em cada parte do canal são quase iguais, e a concentração de nitrogênio de amônia no canal é sempre muito baixa, o que indica que as reações de nitrificação e desnitrificação ocorrem simultaneamente no canal de oxidação do carrossel.

O estudo sobre o tratamento do esgoto doméstico mostra que quanto maior o codcr, mais completa a desnitrificação e melhor a remoção do TN. O efeito do oxigênio dissolvido na nitrificação e desnitrificação simultânea é grande. Quando o oxigênio dissolvido é controlado a 0,5 ~ 2mg/L, o efeito total de remoção de nitrogênio é bom. Ao mesmo tempo, o método de nitrificação e desnitrificação salva o reator, lança o tempo de reação, possui baixo consumo de energia, economiza investimento e é fácil manter o valor do pH estável.

Digestion Digestão e desnitrificação da faixa de corte

No mesmo reator, as bactérias oxidantes de amônia são usadas para oxidar amônia em nitrito sob condições aeróbicas e, em seguida, o nitrito é diretamente desnitriado para produzir nitrogênio com matéria orgânica ou fonte de carbono externo como doador de elétrons sob condições de hipóxia. Os fatores de influência da nitrificação e desnitrificação de curto alcance são temperatura, amônia livre, valor de pH e oxigênio dissolvido.

Efeito da temperatura na nitrificação de curto alcance de esgoto municipal sem água do mar e esgoto municipal com 30% de água do mar. Os resultados experimentais mostram que: para o esgoto municipal sem água do mar, aumentar a temperatura é propício para alcançar a nitrificação de curto alcance. Quando a proporção de água do mar no esgoto doméstico é de 30%, a nitrificação de curto alcance pode ser alcançada melhor em condições de temperatura média. A Universidade de Tecnologia de Delft desenvolveu o processo de Sharon, o uso de alta temperatura (cerca de 30-4090) é propício à proliferação de bactérias de nitrito, de modo que as bactérias de nitrito perdem a concorrência, enquanto controlam a idade do lodo para eliminar bactérias nitritos, de modo que a reação de nitrificação no estágio nitrito.

Com base na diferença na afinidade de oxigênio entre as bactérias nitritos e as bactérias nitritos, o Laboratório de Ecologia Microbiana Gent desenvolveu o processo OLAND para alcançar o acúmulo de nitrito nitrito, controlando o oxigênio dissolvido para eliminar bactérias nitritos.

Os resultados do teste piloto do tratamento das águas residuais coques por nitrificação e desnitrificação de curto alcance mostram que, quando as concentrações influentes de bacalhau, nitrogênio de amônia, TN e fenol são 1201,6.510.4.540.1 e 110,4 mg/L, o bacalhau médio, o bacalhau. 0,4 mg/L, respectivamente. As taxas de remoção correspondentes foram de 83,6%, 97,2%, 66,4%e 99,6%, respectivamente.

O processo de nitrificação e desnitrificação de curto alcance não passa pelo estágio de nitrato, salvando a fonte de carbono necessária para a remoção biológica de nitrogênio. Tem certas vantagens para as águas residuais de nitrogênio de amônia com baixa relação C/N. A nitrificação e desnitrificação de curto alcance têm as vantagens de menos lodo, tempo de reação curta e volume de salvamento do reator. No entanto, a nitrificação e a desnitrificação de curto alcance requerem acumulação estável e duradoura de nitrito; portanto, como inibir efetivamente a atividade das bactérias nitrificantes se torna a chave.

④ Oxidação anaeróbica de amônia

A ammoxidação anaeróbica é um processo de oxidação direta de nitrogênio de amônia em nitrogênio por bactérias autotróficas sob a condição de hipóxia, com nitrogênio nitroso ou nitrogênio nitroso como aceitador de elétrons.

Os efeitos da temperatura e do pH na atividade biológica do anammox foram estudados. Os resultados mostraram que a temperatura ideal da reação foi de 30 ℃ e o valor de pH foi de 7,8. Foi estudada a viabilidade do reator anaeróbico de ammox para tratar as águas residuais de alta salinidade e nitrogênio de alta concentração. Os resultados mostraram que a alta salinidade inibiu significativamente a atividade de anammox, e essa inibição era reversível. A atividade anaeróbica da ammox do lodo não aclimado foi 67,5% menor que o do lodo de controle sob a salinidade de 30g.l-1 (NAC1). A atividade de anammox do lodo aclimado foi 45,1% menor que a do controle. Quando o lodo aclimado foi transferido de um ambiente de alta salinidade para um ambiente de baixa salinidade (sem salmoura), a atividade anaeróbica da ammox foi aumentada em 43,1%. No entanto, o reator é propenso a declínio da função quando é executado em alta salinidade por um longo tempo.

Comparado com o processo biológico tradicional, a Ammox anaeróbica é uma tecnologia de remoção de nitrogênio biológica mais econômica, sem fonte adicional de carbono, baixa demanda de oxigênio, sem necessidade de reagentes neutralizarem e menos produção de lodo. As desvantagens da ammox anaeróbica são que a velocidade da reação é lenta, o volume do reator é grande e a fonte de carbono é desfavorável à ammox anaeróbica, que tem significado prático para resolver a águas residuais de nitrogênio de amônia com baixa biodegradabilidade.

4. Processo de remoção de nitrogênio de separação e adsorção

① Método de separação de membrana

O método de separação da membrana é usar a permeabilidade seletiva da membrana para separar seletivamente os componentes do líquido, de modo a alcançar o objetivo da remoção de nitrogênio de amônia. Incluindo osmose reversa, nanofiltração, membrana demmoniante e eletrodiálise. Os fatores que afetam a separação da membrana são características da membrana, pressão ou tensão, valor de pH, temperatura e concentração de nitrogênio de amônia.

De acordo com a qualidade da água das águas residuais de nitrogênio de amônia descarregadas pela fundição de terras raras, o experimento de osmose reversa foi realizada com águas residuais simuladas de NH4C1 e NACI. Verificou -se que, nas mesmas condições, a osmose reversa tem uma maior taxa de remoção de NACI, enquanto a NHCL tem uma taxa de produção de água mais alta. A taxa de remoção de NH4C1 é de 77,3% após o tratamento com osmose reversa, que pode ser usada como pré -tratamento das águas residuais de nitrogênio de amônia. A tecnologia de osmose reversa pode economizar energia, boa estabilidade térmica, mas resistência ao cloro, resistência à poluição é ruim.

Um processo de separação da membrana de nanofiltração bioquímica foi usado para tratar o lixiviado do aterro, de modo que 85% ~ 90% do líquido permeável foi descarregado de acordo com o padrão e apenas 0% ~ 15% do líquido de esgoto concentrado e lama foram devolvidos ao tanque de lixo. Ozturki et al. tratou o lixiviado de aterro de Odayeri na Turquia com membrana de nanofiltração, e a taxa de remoção de nitrogênio de amônia foi de cerca de 72%. A membrana de nanofiltração requer menor pressão que a membrana de osmose reversa, fácil de operar.

O sistema de membrana que remove amônia é geralmente usado no tratamento de águas residuais com alto nitrogênio de amônia. O nitrogênio de amônia na água tem o seguinte equilíbrio: NH4- +Oh- = NH3 +H2O em operação, os fluxos de águas residuais contendo amônia na concha do módulo de membrana e os fluxos de líquido que absorvem ácido no tubo do módulo da membrana. Quando o pH das águas residuais aumenta ou a temperatura aumenta, o equilíbrio muda para a direita e o íon amônio NH4- torna-se o NH3 gasoso livre. Nesse momento, o NH3 gasoso pode entrar na fase líquida de absorção de ácido no tubo da fase de águas residuais na concha através dos microporos na superfície da fibra oca, que é absorvida pela solução ácida e imediatamente se torna ionic NH4-. Mantenha o pH das águas residuais acima de 10 e a temperatura acima de 35 ° C (abaixo de 50 ° C), de modo que o NH4 na fase de águas residuais se torne continuamente NH3 para a migração da fase líquida de absorção. Como resultado, a concentração de nitrogênio de amônia no lado das águas residuais diminuiu continuamente. A fase líquida de absorção de ácido, porque existe apenas ácido e NH4-, forma um sal de amônio muito puro e atinge uma certa concentração após circulação contínua, que pode ser reciclada. Por um lado, o uso dessa tecnologia pode melhorar bastante a taxa de remoção de nitrogênio de amônia em águas residuais e, por outro lado, pode reduzir o custo operacional total do sistema de tratamento de águas residuais.

Método de ②Electrodiálise

A eletrodiálise é um método de remoção de sólidos dissolvidos de soluções aquosas aplicando uma tensão entre os pares de membrana. Sob a ação da tensão, os íons de amônia e outros íons nas águas residuais de amônia-nitrogênio são enriquecidos através da membrana na água concentrada contendo amônia, de modo a alcançar o objetivo da remoção.

O método de eletrodiálise foi utilizado para tratar águas residuais inorgânicas com alta concentração de nitrogênio de amônia e alcançou bons resultados. Para águas residuais de nitrogênio de amônia 2000-3000mg /L, a taxa de remoção de nitrogênio de amônia pode ser superior a 85%e a água concentrada de amônia pode ser obtida em 8,9%. A quantidade de eletricidade consumida durante a operação de eletrodiálise é proporcional à quantidade de nitrogênio de amônia nas águas residuais. O tratamento com eletrodiálise das águas residuais não é limitado pelo valor de pH, temperatura e pressão, e é fácil de operar.

As vantagens da separação da membrana são alta recuperação de nitrogênio de amônia, operação simples, efeito estável do tratamento e nenhuma poluição secundária. No entanto, no tratamento de águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração, exceto pela membrana deammoniatada, outras membranas são fáceis de escalar e entupir, e a regeneração e a retrolavagem são frequentes, aumentando o custo do tratamento. Portanto, esse método é mais adequado para o pré-tratamento ou águas residuais de nitrogênio de amônia de baixa concentração.

③ Método de troca de íons

O método de troca iônica é um método para remover o nitrogênio da amônia das águas residuais usando materiais com forte adsorção seletiva de íons de amônia. Os materiais de adsorção comumente usados ​​são ativados de carbono, zeólito, montmorilonita e resina de troca. O zeólito é uma espécie de silico-aluminato com estrutura espacial tridimensional, estrutura regular de poros e orifícios, entre os quais o clinoptilolito possui uma forte capacidade seletiva de adsorção para íons de amônia e baixo preço, por isso é comumente usado como material de adsorção para águas residuais de nitrogênio de amônia na engenharia. Os fatores que afetam o efeito do tratamento do clinoptilolito incluem tamanho de partícula, concentração influente de nitrogênio de amônia, tempo de contato, valor de pH e assim por diante.

O efeito de adsorção do zeólito no nitrogênio da amônia é óbvio, seguido por ranita, e o efeito do solo e da ceramisita é ruim. A principal maneira de remover o nitrogênio de amônia da zeólito é a troca iônica e o efeito de adsorção física é muito pequeno. O efeito de troca iônica de ceramita, solo e ranita é semelhante ao efeito de adsorção física. A capacidade de adsorção dos quatro enchimentos diminuiu com o aumento da temperatura na faixa de 15-35 ℃ e aumentou com o aumento do valor do pH na faixa de 3-9. O equilíbrio de adsorção foi atingido após a oscilação de 6 horas.

Foi estudada a viabilidade de remover o nitrogênio de amônia do lixiviado do aterro por adsorção de zeólito. The experimental results show that each gram of zeolite has a limited adsorption potential of 15.5mg ammonia nitrogen, when the zeolite particle size is 30-16 mesh, the removal rate of ammonia nitrogen reaches 78.5%, and under the same adsorption time, dosage and zeolite particle size, the higher the influent ammonia nitrogen concentration, the higher the adsorption rate, and it is viável para o zeólito como um adsorvente para remover o nitrogênio da amônia do lixiviado. Ao mesmo tempo, aponta -se que a taxa de adsorção de nitrogênio de amônia pelo zeólito é baixa e é difícil para o zeólito atingir a capacidade de adsorção de saturação na operação prática.

Foi estudado o efeito de remoção do leito de zeólito biológico sobre nitrogênio, bacalhau e outros poluentes no esgoto simulado da vila. Os resultados mostram que a taxa de remoção de nitrogênio de amônia pelo leito de zeólito biológico é superior a 95%e a remoção do nitrogênio do nitrato é bastante afetada pelo tempo de permanência hidráulica.

O método de troca iônica tem as vantagens de pequeno investimento, processo simples, operação conveniente, insensibilidade a envenenar e temperatura e reutilização de zeólito por regeneração. No entanto, ao tratar as águas residuais de nitrogênio de amônia de alta concentração, a regeneração é frequente, o que traz inconveniência à operação, por isso precisa ser combinado com outros métodos de tratamento de nitrogênio de amônia ou usado para tratar as águas residuais de nitrogênio de amônia com baixa concentração.

Fabricante e fornecedor de zeólitos no atacado 4A | Everbright (cnchemist.com)