Χημική ουσία και μέθοδος για την απομάκρυνση αμμωνιακού αζώτου από το νερό

1. Τι είναι το αμμωνιακό άζωτο;

Το αμμωνιακό άζωτο αναφέρεται στην αμμωνία με τη μορφή ελεύθερης αμμωνίας (ή μη ιονικής αμμωνίας, NH3) ή ιονικής αμμωνίας (NH4+). Υψηλότερο pH και υψηλότερη αναλογία ελεύθερης αμμωνίας. Αντίθετα, η αναλογία άλατος αμμωνίου είναι υψηλή.

Το αμμωνιακό άζωτο είναι ένα θρεπτικό συστατικό στο νερό, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε ευτροφισμό του νερού και είναι ο κύριος ρύπος που καταναλώνει οξυγόνο στο νερό, ο οποίος είναι τοξικός για τα ψάρια και ορισμένους υδρόβιους οργανισμούς.

Η κύρια επιβλαβής επίδραση του αμμωνιακού αζώτου στους υδρόβιους οργανισμούς είναι η ελεύθερη αμμωνία, της οποίας η τοξικότητα είναι δεκάδες φορές μεγαλύτερη από αυτή του αμμωνιακού άλατος και αυξάνεται με την αύξηση της αλκαλικότητας. Η τοξικότητα του αμμωνιακού αζώτου σχετίζεται στενά με την τιμή του pH και τη θερμοκρασία του νερού της πισίνας. Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η τιμή του pH και η θερμοκρασία του νερού, τόσο ισχυρότερη είναι η τοξικότητα.

Δύο μέθοδοι χρωματομετρίας κατά προσέγγιση ευαισθησίας που χρησιμοποιούνται συνήθως για τον προσδιορισμό της αμμωνίας είναι η κλασική μέθοδος αντιδραστηρίου Nessler και η μέθοδος φαινόλης-υποχλωριώδους. Οι τιτλοδοτήσεις και οι ηλεκτρικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται επίσης συνήθως για τον προσδιορισμό της αμμωνίας. Όταν η περιεκτικότητα σε αμμωνιακό άζωτο είναι υψηλή, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος τιτλοποίησης με απόσταξη. (Τα εθνικά πρότυπα περιλαμβάνουν τη μέθοδο αντιδραστηρίου Nath, τη φασματοφωτομετρία σαλικυλικού οξέος, τη μέθοδο τιτλοποίησης με απόσταξη).

2. Φυσική και χημική διαδικασία απομάκρυνσης αζώτου

① Μέθοδος χημικής καθίζησης

Η μέθοδος χημικής καθίζησης, γνωστή και ως μέθοδος καθίζησης MAP, συνίσταται στην προσθήκη μαγνησίου και φωσφορικού οξέος ή όξινου φωσφορικού οξέος στα λύματα που περιέχουν άζωτο αμμωνίου, έτσι ώστε η NH4+ στα λύματα να αντιδράσει με Mg+ και PO4- σε ένα υδατικό διάλυμα για να δημιουργήσει καθίζηση φωσφορικού αμμωνίου-μαγνησίου. Ο μοριακός τύπος είναι MgNH4P04.6H2O, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της απομάκρυνσης του αζώτου αμμωνίας. Το φωσφορικό μαγνήσιο-αμμώνιο, κοινώς γνωστό ως στρουβίτης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κομπόστ, πρόσθετο εδάφους ή επιβραδυντικό φωτιάς για δομικά προϊόντα δόμησης. Η εξίσωση αντίδρασης έχει ως εξής:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν το αποτέλεσμα της επεξεργασίας της χημικής καθίζησης είναι η τιμή του pH, η θερμοκρασία, η συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου και η μοριακή αναλογία (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν η τιμή του pH είναι 10 και η μοριακή αναλογία μαγνησίου, αζώτου και φωσφόρου είναι 1,2:1:1,2, το αποτέλεσμα της επεξεργασίας είναι καλύτερο.

Χρησιμοποιώντας χλωριούχο μαγνήσιο και όξινο φωσφορικό δινάτριο ως παράγοντες καθίζησης, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το αποτέλεσμα της επεξεργασίας είναι καλύτερο όταν η τιμή pH είναι 9,5 και η μοριακή αναλογία μαγνησίου, αζώτου και φωσφόρου είναι 1,2:1:1.

Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι το MgC12+Na3PO4.12H20 είναι ανώτερο από άλλους συνδυασμούς παραγόντων καθίζησης. Όταν η τιμή pH είναι 10,0, η θερμοκρασία είναι 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, η συγκέντρωση μάζας αμμωνιακού αζώτου στα λύματα μετά από ανάδευση για 30 λεπτά μειώνεται από 222mg/L πριν από την επεξεργασία σε 17mg/L, και ο ρυθμός απομάκρυνσης είναι 92,3%.

Η μέθοδος χημικής καθίζησης και η μέθοδος υγρής μεμβράνης συνδυάστηκαν για την επεξεργασία βιομηχανικών λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης. Υπό τις συνθήκες βελτιστοποίησης της διαδικασίας καθίζησης, ο ρυθμός απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου έφτασε το 98,1% και στη συνέχεια η περαιτέρω επεξεργασία με τη μέθοδο υγρής μεμβράνης μείωσε τη συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου σε 0,005 g/L, επιτυγχάνοντας το εθνικό πρότυπο εκπομπών πρώτης κατηγορίας.

Διερευνήθηκε η επίδραση απομάκρυνσης δισθενών μεταλλικών ιόντων (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) εκτός από το Mg+ από το αμμωνιακό άζωτο υπό την επίδραση φωσφορικών. Προτάθηκε μια νέα διαδικασία καθίζησης CaSO4-MAP για τα λύματα θειικού αμμωνίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο παραδοσιακός ρυθμιστής NaOH μπορεί να αντικατασταθεί από άσβεστο.

Το πλεονέκτημα της μεθόδου χημικής καθίζησης είναι ότι όταν η συγκέντρωση λυμάτων αμμωνιακού αζώτου είναι υψηλή, η εφαρμογή άλλων μεθόδων είναι περιορισμένη, όπως η βιολογική μέθοδος, η μέθοδος χλωρίωσης σημείου θραύσης, η μέθοδος διαχωρισμού μεμβράνης, η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων κ.λπ. Αυτή τη στιγμή, η μέθοδος χημικής καθίζησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για προεπεξεργασία. Η αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης της μεθόδου χημικής καθίζησης είναι καλύτερη και δεν περιορίζεται από τη θερμοκρασία, ενώ η λειτουργία είναι απλή. Η καθιζάνουσα λάσπη που περιέχει φωσφορικό μαγνήσιο-αμμώνιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σύνθετο λίπασμα για την αξιοποίηση των αποβλήτων, αντισταθμίζοντας έτσι μέρος του κόστους. Εάν μπορεί να συνδυαστεί με ορισμένες βιομηχανικές επιχειρήσεις που παράγουν λύματα φωσφορικού άλατος και επιχειρήσεις που παράγουν άλμη αλατιού, μπορεί να εξοικονομήσει φαρμακευτικό κόστος και να διευκολύνει την εφαρμογή σε μεγάλη κλίμακα.

Το μειονέκτημα της μεθόδου χημικής καθίζησης είναι ότι λόγω του περιορισμού του προϊόντος διαλυτότητας του φωσφορικού αμμωνίου-μαγνησίου, αφού το αμμωνιακό άζωτο στα λύματα φτάσει σε μια ορισμένη συγκέντρωση, το αποτέλεσμα απομάκρυνσης δεν είναι εμφανές και το κόστος εισροής αυξάνεται σημαντικά. Επομένως, η μέθοδος χημικής καθίζησης θα πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους κατάλληλες για προηγμένη επεξεργασία. Η ποσότητα του αντιδραστηρίου που χρησιμοποιείται είναι μεγάλη, η λάσπη που παράγεται είναι μεγάλη και το κόστος επεξεργασίας είναι υψηλό. Η εισαγωγή ιόντων χλωρίου και υπολειμματικού φωσφόρου κατά τη δοσολογία των χημικών ουσιών μπορεί εύκολα να προκαλέσει δευτερογενή ρύπανση.

Χονδρική πώληση θειικού αργιλίου | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Χονδρική πώληση διβασικού φωσφορικού νατρίου | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②μέθοδος εκτόξευσης

Η απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου με τη μέθοδο εμφύσησης γίνεται για να ρυθμιστεί η τιμή του pH σε αλκαλική, έτσι ώστε το ιόν αμμωνίας στα λύματα να μετατραπεί σε αμμωνία, έτσι ώστε να υπάρχει κυρίως με τη μορφή ελεύθερης αμμωνίας, και στη συνέχεια η ελεύθερη αμμωνία να αφαιρεθεί από τα λύματα μέσω του φέροντος αερίου, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου. Οι κύριοι παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση της εμφύσησης είναι η τιμή του pH, η θερμοκρασία, η αναλογία αερίου-υγρού, ο ρυθμός ροής αερίου, η αρχική συγκέντρωση κ.ο.κ. Προς το παρόν, η μέθοδος εκτόνωσης χρησιμοποιείται ευρέως στην επεξεργασία λυμάτων με υψηλή συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου.

Μελετήθηκε η απομάκρυνση αμμωνιακού αζώτου από τα στραγγίσματα των χώρων υγειονομικής ταφής με τη μέθοδο εκτόνωσης. Διαπιστώθηκε ότι οι βασικοί παράγοντες που ελέγχουν την απόδοση της εκτόνωσης ήταν η θερμοκρασία, η αναλογία αερίου-υγρού και η τιμή του pH. Όταν η θερμοκρασία του νερού είναι μεγαλύτερη από 2590, η αναλογία αερίου-υγρού είναι περίπου 3500 και το pH είναι περίπου 10,5, ο ρυθμός απομάκρυνσης μπορεί να φτάσει πάνω από 90% για τα στραγγίσματα των χώρων υγειονομικής ταφής, με συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου να φτάνει τα 2000-4000mg/L. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν pH=11,5, η θερμοκρασία απογύμνωσης είναι 80cC και ο χρόνος απογύμνωσης είναι 120 λεπτά, ο ρυθμός απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου στα λύματα μπορεί να φτάσει το 99,2%.

Η απόδοση εκτόνωσης λυμάτων υψηλής συγκέντρωσης αμμωνιακού αζώτου πραγματοποιήθηκε με πύργο εκτόνωσης αντίστροφης ροής. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η απόδοση εκτόνωσης αυξήθηκε με την αύξηση της τιμής του pH. Όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία αερίου-υγρού, τόσο μεγαλύτερη είναι η κινητήρια δύναμη της μεταφοράς μάζας της απογύμνωσης αμμωνίας και αυξάνεται επίσης η απόδοση της απογύμνωσης.

Η απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου με τη μέθοδο εμφύσησης είναι αποτελεσματική, εύκολη στη λειτουργία και στον έλεγχο. Το εμφύσηση του αμμωνιακού αζώτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως απορροφητής με θειικό οξύ και το παραγόμενο θειικό οξύ μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως λίπασμα. Η μέθοδος εμφύσησης είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία για τη φυσική και χημική απομάκρυνση του αζώτου προς το παρόν. Ωστόσο, η μέθοδος εμφύσησης έχει ορισμένα μειονεκτήματα, όπως η συχνή συσσώρευση αλάτων στον πύργο εμφύσησης, η χαμηλή απόδοση απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου σε χαμηλή θερμοκρασία και η δευτερογενής ρύπανση που προκαλείται από το αέριο εμφύσησης. Η μέθοδος εμφύσησης συνδυάζεται γενικά με άλλες μεθόδους επεξεργασίας λυμάτων αμμωνιακού αζώτου για την προεπεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης.

③Χλωρίωση σημείου θραύσης

Ο μηχανισμός απομάκρυνσης της αμμωνίας μέσω χλωρίωσης σημείου θραύσης είναι ότι το αέριο χλώριο αντιδρά με την αμμωνία για να παράγει ακίνδυνο αέριο άζωτο, και το N2 διαφεύγει στην ατμόσφαιρα, με αποτέλεσμα η πηγή αντίδρασης να συνεχίζει προς τα δεξιά. Ο τύπος της αντίδρασης είναι:

HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)

Όταν αέριο χλώριο μεταφέρεται στα λύματα μέχρι ένα ορισμένο σημείο, η περιεκτικότητα σε ελεύθερο χλώριο στο νερό είναι χαμηλή και η συγκέντρωση αμμωνίας είναι μηδενική. Όταν η ποσότητα του αερίου χλωρίου περάσει το σημείο, η ποσότητα του ελεύθερου χλωρίου στο νερό θα αυξηθεί, επομένως, το σημείο ονομάζεται σημείο θραύσης και η χλωρίωση σε αυτή την κατάσταση ονομάζεται χλωρίωση σημείου θραύσης.

Η μέθοδος χλωρίωσης σημείου θραύσης χρησιμοποιείται για την επεξεργασία των λυμάτων γεώτρησης μετά την εμφύσηση αμμωνιακού αζώτου και το αποτέλεσμα της επεξεργασίας επηρεάζεται άμεσα από τη διαδικασία προεπεξεργασίας εμφύσησης αμμωνιακού αζώτου. Όταν το 70% του αμμωνιακού αζώτου στα λύματα απομακρύνεται με τη διαδικασία εμφύσησης και στη συνέχεια υποβάλλεται σε επεξεργασία με χλωρίωση σημείου θραύσης, η συγκέντρωση μάζας αμμωνιακού αζώτου στα λύματα είναι μικρότερη από 15mg/L. Οι Zhang Shengli et al. έλαβαν ως ερευνητικό αντικείμενο προσομοίωση αμμωνιακού αζώτου σε λύματα με συγκέντρωση μάζας 100mg/L και τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν ότι οι κύριοι και δευτερεύοντες παράγοντες που επηρεάζουν την απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου μέσω οξείδωσης του υποχλωριώδους νατρίου ήταν η ποσοτική αναλογία χλωρίου προς αμμωνιακό άζωτο, ο χρόνος αντίδρασης και η τιμή pH.

Η μέθοδος χλωρίωσης σημείου θραύσης έχει υψηλή απόδοση απομάκρυνσης αζώτου, ο ρυθμός απομάκρυνσης μπορεί να φτάσει το 100% και η συγκέντρωση αμμωνίας στα λύματα μπορεί να μειωθεί στο μηδέν. Το αποτέλεσμα είναι σταθερό και δεν επηρεάζεται από τη θερμοκρασία. Λιγότερη επένδυση σε εξοπλισμό, γρήγορη και πλήρης απόκριση. Έχει την επίδραση της αποστείρωσης και της απολύμανσης στο υδάτινο σώμα. Το πεδίο εφαρμογής της μεθόδου χλωρίωσης σημείου θραύσης είναι ότι η συγκέντρωση των λυμάτων αμμωνιακού αζώτου είναι μικρότερη από 40mg/L, επομένως η μέθοδος χλωρίωσης σημείου θραύσης χρησιμοποιείται κυρίως για την προηγμένη επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου. Η απαίτηση για ασφαλή χρήση και αποθήκευση είναι υψηλή, το κόστος επεξεργασίας είναι υψηλό και τα υποπροϊόντα χλωραμίνες και χλωριωμένες οργανικές ουσίες θα προκαλέσουν δευτερογενή ρύπανση.

④ μέθοδος καταλυτικής οξείδωσης

Η μέθοδος καταλυτικής οξείδωσης είναι μέσω της δράσης του καταλύτη, υπό μια ορισμένη θερμοκρασία και πίεση, μέσω της οξείδωσης του αέρα, η οργανική ύλη και η αμμωνία στα λύματα μπορούν να οξειδωθούν και να αποσυντεθούν σε αβλαβείς ουσίες όπως CO2, N2 και H2O, για να επιτευχθεί ο σκοπός του καθαρισμού.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την επίδραση της καταλυτικής οξείδωσης είναι τα χαρακτηριστικά του καταλύτη, η θερμοκρασία, ο χρόνος αντίδρασης, η τιμή pH, η συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου, η πίεση, η ένταση ανάδευσης και ούτω καθεξής.

Μελετήθηκε η διαδικασία αποικοδόμησης του οζονισμένου αμμωνιακού αζώτου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν αυξήθηκε η τιμή του pH, παρήχθη ένα είδος ρίζας H2O με ισχυρή οξειδωτική ικανότητα και ο ρυθμός οξείδωσης επιταχύνθηκε σημαντικά. Μελέτες δείχνουν ότι το όζον μπορεί να οξειδώσει το αμμωνιακό άζωτο σε νιτρώδη και τα νιτρώδη σε νιτρικά. Η συγκέντρωση του αμμωνιακού αζώτου στο νερό μειώνεται με την αύξηση του χρόνου και ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου είναι περίπου 82%. Το CuO-MnO2-CeO2 χρησιμοποιήθηκε ως σύνθετος καταλύτης για την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι η οξειδωτική δράση του πρόσφατα παρασκευασμένου σύνθετου καταλύτη βελτιώνεται σημαντικά και οι κατάλληλες συνθήκες διεργασίας είναι 255℃, 4,2MPa και pH=10,8. Στην επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου με αρχική συγκέντρωση 1023mg/L, ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου μπορεί να φτάσει το 98% εντός 150 λεπτών, φτάνοντας το εθνικό πρότυπο δευτερογενούς απόρριψης (50mg/L).

Η καταλυτική απόδοση του φωτοκαταλύτη TiO2 με υποστήριγμα ζεόλιθου διερευνήθηκε μελετώντας τον ρυθμό αποικοδόμησης του αμμωνιακού αζώτου σε διάλυμα θειικού οξέος. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η βέλτιστη δοσολογία φωτοκαταλύτη TiO2/ζεόλιθου είναι 1,5 g/L και ο χρόνος αντίδρασης είναι 4 ώρες υπό υπεριώδη ακτινοβολία. Ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου από τα λύματα μπορεί να φτάσει το 98,92%. Μελετήθηκε η επίδραση απομάκρυνσης του υψηλού σιδήρου και του νανο-διοξειδίου του αμμωνίου υπό υπεριώδες φως από τη φαινόλη και το αμμωνιακό άζωτο. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου είναι 97,5% όταν εφαρμόζεται pH=9,0 στο διάλυμα αμμωνιακού αζώτου με συγκέντρωση 50 mg/L, που είναι 7,8% και 22,5% υψηλότερος από αυτόν του υψηλού σιδήρου ή του διοξειδίου του αζώτου μόνο του.

Η μέθοδος καταλυτικής οξείδωσης έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης καθαρισμού, της απλής διαδικασίας, της μικρής επιφάνειας πυθμένα κ.λπ. και χρησιμοποιείται συχνά για την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης. Η δυσκολία της εφαρμογής έγκειται στον τρόπο πρόληψης της απώλειας καταλύτη και της προστασίας του εξοπλισμού από τη διάβρωση.

⑤ ηλεκτροχημική μέθοδος οξείδωσης

Η μέθοδος ηλεκτροχημικής οξείδωσης αναφέρεται στη μέθοδο απομάκρυνσης ρύπων από το νερό χρησιμοποιώντας ηλεκτροοξείδωση με καταλυτική δράση. Οι παράγοντες που επηρεάζουν είναι η πυκνότητα ρεύματος, ο ρυθμός ροής εισόδου, ο χρόνος εξόδου και ο χρόνος σημειακής διάλυσης.

Μελετήθηκε η ηλεκτροχημική οξείδωση λυμάτων αμμωνίας-αζώτου σε ηλεκτρολυτικό κελί κυκλοφορίας, όπου το θετικό είναι το ηλεκτρικό ρεύμα δικτύου Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 και το αρνητικό το ηλεκτρικό ρεύμα δικτύου Ti. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι όταν η συγκέντρωση ιόντων χλωρίου είναι 400mg/L, η αρχική συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου είναι 40mg/L, ο ρυθμός ροής εισροής είναι 600mL/min, η πυκνότητα ρεύματος είναι 20mA/cm3 και ο ηλεκτρολυτικός χρόνος είναι 90min, ο ρυθμός απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου είναι 99,37%. Αυτό δείχνει ότι η ηλεκτρολυτική οξείδωση λυμάτων αμμωνίας-αζώτου έχει καλές προοπτικές εφαρμογής.

3. Βιοχημική διαδικασία απομάκρυνσης αζώτου

① ολόκληρη η νιτροποίηση και απονιτροποίηση

Η νιτροποίηση και απονιτροποίηση πλήρους διεργασίας είναι ένα είδος βιολογικής μεθόδου που χρησιμοποιείται ευρέως εδώ και πολύ καιρό. Μετατρέπει το αμμωνιακό άζωτο των λυμάτων σε άζωτο μέσω μιας σειράς αντιδράσεων όπως η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση υπό την επίδραση διαφόρων μικροοργανισμών, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της επεξεργασίας λυμάτων. Η διαδικασία νιτροποίησης και απονιτροποίησης για την απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου πρέπει να περάσει από δύο στάδια:

Αντίδραση νιτροποίησης: Η αντίδραση νιτροποίησης ολοκληρώνεται από αερόβιους αυτότροφους μικροοργανισμούς. Στην αερόβια κατάσταση, το ανόργανο άζωτο χρησιμοποιείται ως πηγή αζώτου για τη μετατροπή της NH4+ σε NO2-, και στη συνέχεια οξειδώνεται σε NO3-. Η διαδικασία νιτροποίησης μπορεί να χωριστεί σε δύο στάδια. Στο δεύτερο στάδιο, τα νιτρώδη μετατρέπονται σε νιτρικά (NO3-) από νιτροποιητικά βακτήρια και τα νιτρώδη μετατρέπονται σε νιτρικά (NO3-) από νιτροποιητικά βακτήρια.

Αντίδραση απονιτροποίησης: Η αντίδραση απονιτροποίησης είναι η διαδικασία κατά την οποία τα απονιτροποιητικά βακτήρια ανάγουν το νιτρώδες άζωτο και το νιτρικό άζωτο σε αέριο άζωτο (N2) σε κατάσταση υποξίας. Τα απονιτροποιητικά βακτήρια είναι ετερότροφοι μικροοργανισμοί, οι περισσότεροι από τους οποίους ανήκουν σε αμφικτικά βακτήρια. Στην κατάσταση υποξίας, χρησιμοποιούν το οξυγόνο των νιτρικών ως δέκτη ηλεκτρονίων και την οργανική ύλη (συστατικό BOD στα λύματα) ως δότη ηλεκτρονίων για να παρέχουν ενέργεια και να οξειδωθούν και να σταθεροποιηθούν.

Οι εφαρμογές ολόκληρης της διαδικασίας νιτροποίησης και απονιτροποίησης περιλαμβάνουν κυρίως AO, A2O, οξείδωση, κ.λπ., η οποία είναι μια πιο ώριμη μέθοδος που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία βιολογικής απομάκρυνσης αζώτου.

Η όλη μέθοδος νιτροποίησης και απονιτροποίησης έχει τα πλεονεκτήματα της σταθερής επίδρασης, της απλής λειτουργίας, της μη δευτερογενούς ρύπανσης και του χαμηλού κόστους. Αυτή η μέθοδος έχει επίσης ορισμένα μειονεκτήματα, όπως η προσθήκη πηγής άνθρακα όταν η αναλογία C/N στα λύματα είναι χαμηλή, η απαίτηση θερμοκρασίας είναι σχετικά αυστηρή, η απόδοση είναι χαμηλή σε χαμηλή θερμοκρασία, η περιοχή είναι μεγάλη, η ζήτηση οξυγόνου είναι μεγάλη και ορισμένες επιβλαβείς ουσίες, όπως τα ιόντα βαρέων μετάλλων, έχουν πιεστική επίδραση στους μικροοργανισμούς, οι οποίοι πρέπει να απομακρυνθούν πριν από την εφαρμογή της βιολογικής μεθόδου. Επιπλέον, η υψηλή συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου στα λύματα έχει επίσης ανασταλτική επίδραση στη διαδικασία νιτροποίησης. Επομένως, η προεπεξεργασία θα πρέπει να πραγματοποιείται πριν από την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης, έτσι ώστε η συγκέντρωση των λυμάτων αμμωνιακού αζώτου να είναι μικρότερη από 500mg/L. Η παραδοσιακή βιολογική μέθοδος είναι κατάλληλη για την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου χαμηλής συγκέντρωσης που περιέχουν οργανική ύλη, όπως οικιακά λύματα, χημικά λύματα κ.λπ.

②Ταυτόχρονη νιτροποίηση και απονιτροποίηση (SND)

Όταν η νιτροποίηση και η απονιτροποίηση πραγματοποιούνται μαζί στον ίδιο αντιδραστήρα, αυτό ονομάζεται ταυτόχρονη απονιτροποίηση με πέψη (SND). Το διαλυμένο οξυγόνο στα λύματα περιορίζεται από τον ρυθμό διάχυσης για να παράγει μια διαλυμένη κλίση οξυγόνου στην περιοχή του μικροπεριβάλλοντος στην μικροβιακή συσσωμάτωση ή βιοφίλμ, γεγονός που καθιστά τη διαλυμένη κλίση οξυγόνου στην εξωτερική επιφάνεια της μικροβιακής συσσωμάτωσης ή βιοφίλμ ευνοϊκή για την ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό αερόβιων νιτροποιητικών βακτηρίων και αμμωνιοποιητικών βακτηρίων. Όσο βαθύτερα στην συσσωμάτωση ή τη μεμβράνη, τόσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου, με αποτέλεσμα τη δημιουργία ανοξικής ζώνης όπου κυριαρχούν τα απονιτροποιητικά βακτήρια. Έτσι, σχηματίζεται ταυτόχρονη διαδικασία πέψης και απονιτροποίησης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ταυτόχρονη πέψη και απονιτροποίηση είναι η τιμή pH, η θερμοκρασία, η αλκαλικότητα, η πηγή οργανικού άνθρακα, το διαλυμένο οξυγόνο και η ηλικία της λάσπης.

Στην τάφρο οξείδωσης Carrousel υπήρχε ταυτόχρονη νιτροποίηση/απονιτροποίηση και η συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου μεταξύ της αεριζόμενης πτερωτής στην τάφρο οξείδωσης Carrousel μειώθηκε σταδιακά και το διαλυμένο οξυγόνο στο κάτω μέρος της τάφρου οξείδωσης Carrousel ήταν χαμηλότερο από αυτό στο άνω μέρος. Οι ρυθμοί σχηματισμού και κατανάλωσης νιτρικού αζώτου σε κάθε μέρος του καναλιού είναι σχεδόν ίσοι και η συγκέντρωση του αμμωνιακού αζώτου στο κανάλι είναι πάντα πολύ χαμηλή, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι αντιδράσεις νιτροποίησης και απονιτροποίησης συμβαίνουν ταυτόχρονα στο κανάλι οξείδωσης Carrousel.

Η μελέτη για την επεξεργασία οικιακών λυμάτων δείχνει ότι όσο υψηλότερο είναι το CODCr, τόσο πιο ολοκληρωμένη είναι η απονιτροποίηση και τόσο καλύτερη είναι η απομάκρυνση του TN. Η επίδραση του διαλυμένου οξυγόνου στην ταυτόχρονη νιτροποίηση και απονιτροποίηση είναι μεγάλη. Όταν το διαλυμένο οξυγόνο ελέγχεται στα 0,5~2mg/L, το συνολικό αποτέλεσμα απομάκρυνσης αζώτου είναι καλό. Ταυτόχρονα, η μέθοδος νιτροποίησης και απονιτροποίησης εξοικονομεί ενέργεια από τον αντιδραστήρα, μειώνει τον χρόνο αντίδρασης, έχει χαμηλή κατανάλωση ενέργειας, εξοικονομεί επενδύσεις και διατηρεί εύκολα σταθερή την τιμή του pH.

③Πέψη και απονιτροποίηση βραχείας εμβέλειας

Στον ίδιο αντιδραστήρα, χρησιμοποιούνται βακτήρια οξείδωσης αμμωνίας για την οξείδωση της αμμωνίας σε νιτρώδη υπό αερόβιες συνθήκες και στη συνέχεια τα νιτρώδη απονιτρώνονται απευθείας για την παραγωγή αζώτου με οργανική ύλη ή εξωτερική πηγή άνθρακα ως δότη ηλεκτρονίων υπό συνθήκες υποξίας. Οι παράγοντες επιρροής της νιτροποίησης και απονιτροποίησης βραχείας εμβέλειας είναι η θερμοκρασία, η ελεύθερη αμμωνία, η τιμή του pH και το διαλυμένο οξυγόνο.

Επίδραση της θερμοκρασίας στη νιτροποίηση βραχείας εμβέλειας των αστικών λυμάτων χωρίς θαλασσινό νερό και των αστικών λυμάτων με 30% θαλασσινό νερό. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι: για τα αστικά λύματα χωρίς θαλασσινό νερό, η αύξηση της θερμοκρασίας ευνοεί την επίτευξη νιτροποίησης βραχείας εμβέλειας. Όταν το ποσοστό θαλασσινού νερού στα οικιακά λύματα είναι 30%, η νιτροποίηση βραχείας εμβέλειας μπορεί να επιτευχθεί καλύτερα υπό συνθήκες μέσης θερμοκρασίας. Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ ανέπτυξε τη διαδικασία SHARON, η χρήση υψηλής θερμοκρασίας (περίπου 30-4090) ευνοεί τον πολλαπλασιασμό των νιτρωδών βακτηρίων, έτσι ώστε τα νιτρώδη βακτήρια να χάνουν τον ανταγωνισμό, ενώ ελέγχοντας την ηλικία της λάσπης για την εξάλειψη των νιτρωδών βακτηρίων, έτσι ώστε η αντίδραση νιτροποίησης να βρίσκεται στο στάδιο των νιτρωδών.

Με βάση τη διαφορά στη συγγένεια οξυγόνου μεταξύ των νιτρωδών και των νιτρωδών βακτηρίων, το Εργαστήριο Μικροβιακής Οικολογίας Gent ανέπτυξε τη διαδικασία OLAND για να επιτύχει τη συσσώρευση νιτρώδους αζώτου ελέγχοντας το διαλυμένο οξυγόνο για την εξάλειψη των νιτρωδών βακτηρίων.

Τα αποτελέσματα της πιλοτικής δοκιμής της επεξεργασίας λυμάτων οπτανθρακοποίησης με νιτροποίηση και απονιτροποίηση βραχείας εμβέλειας δείχνουν ότι όταν οι συγκεντρώσεις COD, αμμωνιακού αζώτου, TN και φαινόλης στα εισερχόμενα λύματα είναι 1201,6, 510,4, 540,1 και 110,4 mg/L, οι μέσες συγκεντρώσεις COD, αμμωνιακού αζώτου, TN και φαινόλης στα λύματα είναι 197,1, 14,2, 181,5 και 0,4 mg/L, αντίστοιχα. Τα αντίστοιχα ποσοστά απομάκρυνσης ήταν 83,6%, 97,2%, 66,4% και 99,6%, αντίστοιχα.

Η διαδικασία νιτροποίησης και απονιτροποίησης βραχείας εμβέλειας δεν περνάει από το στάδιο των νιτρικών, εξοικονομώντας έτσι την πηγή άνθρακα που απαιτείται για τη βιολογική απομάκρυνση αζώτου. Έχει ορισμένα πλεονεκτήματα για τα λύματα αμμωνιακού αζώτου με χαμηλή αναλογία C/N. Η νιτροποίηση και απονιτροποίηση βραχείας εμβέλειας έχει τα πλεονεκτήματα της λιγότερης λάσπης, του σύντομου χρόνου αντίδρασης και της εξοικονόμησης όγκου του αντιδραστήρα. Ωστόσο, η νιτροποίηση και απονιτροποίηση βραχείας εμβέλειας απαιτεί σταθερή και διαρκή συσσώρευση νιτρωδών, επομένως το κλειδί είναι ο τρόπος αποτελεσματικής αναστολής της δραστηριότητας των νιτροποιητικών βακτηρίων.

④ Αναερόβια οξείδωση αμμωνίας

Η αναερόβια αμμωνιοξείδωση είναι μια διαδικασία άμεσης οξείδωσης του αμμωνιακού αζώτου σε άζωτο από αυτοτροφικά βακτήρια υπό συνθήκες υποξίας, με νιτρώδες άζωτο ή νιτρώδες άζωτο ως δέκτη ηλεκτρονίων.

Μελετήθηκαν οι επιδράσεις της θερμοκρασίας και του pH στη βιολογική δραστικότητα του anammoX. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η βέλτιστη θερμοκρασία αντίδρασης ήταν 30℃ και η τιμή pH ήταν 7,8. Μελετήθηκε η σκοπιμότητα του αναερόβιου αντιδραστήρα ammoX για την επεξεργασία λυμάτων υψηλής αλατότητας και υψηλής συγκέντρωσης αζώτου. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η υψηλή αλατότητα ανέστειλε σημαντικά τη δραστικότητα του anammoX, και αυτή η αναστολή ήταν αναστρέψιμη. Η αναερόβια δραστικότητα ammox της μη εγκλιματισμένης ιλύος ήταν 67,5% χαμηλότερη από αυτή της ιλύος ελέγχου υπό αλατότητα 30g.L-1(NaC1). Η δραστικότητα anammoX της εγκλιματισμένης ιλύος ήταν 45,1% χαμηλότερη από αυτή του ελέγχου. Όταν η εγκλιματισμένη ιλύς μεταφέρθηκε από περιβάλλον υψηλής αλατότητας σε περιβάλλον χαμηλής αλατότητας (χωρίς άλμη), η αναερόβια δραστικότητα ammoX αυξήθηκε κατά 43,1%. Ωστόσο, ο αντιδραστήρας είναι επιρρεπής σε μείωση της λειτουργίας του όταν λειτουργεί σε υψηλή αλατότητα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Σε σύγκριση με την παραδοσιακή βιολογική διεργασία, η αναερόβια αμμοξείδια (ammoX) είναι μια πιο οικονομική τεχνολογία βιολογικής απομάκρυνσης αζώτου χωρίς πρόσθετη πηγή άνθρακα, χαμηλή ζήτηση οξυγόνου, καμία ανάγκη για αντιδραστήρια για εξουδετέρωση και λιγότερη παραγωγή λάσπης. Τα μειονεκτήματα της αναερόβιας αμμοξείδιας είναι ότι η ταχύτητα αντίδρασης είναι αργή, ο όγκος του αντιδραστήρα είναι μεγάλος και η πηγή άνθρακα είναι δυσμενής για την αναερόβια αμμοξείδια, η οποία έχει πρακτική σημασία για την επίλυση των λυμάτων αμμωνιακού αζώτου με χαμηλή βιοδιασπασιμότητα.

4. διαδικασία διαχωρισμού και προσρόφησης για την αφαίρεση αζώτου

① μέθοδος διαχωρισμού μεμβράνης

Η μέθοδος διαχωρισμού με μεμβράνη είναι η χρήση της επιλεκτικής διαπερατότητας της μεμβράνης για τον επιλεκτικό διαχωρισμό των συστατικών στο υγρό, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου. Συμπεριλαμβανομένης της αντίστροφης όσμωσης, της νανοδιήθησης, της μεμβράνης αποαμμωνιοποίησης και της ηλεκτροδιάλυσης. Οι παράγοντες που επηρεάζουν τον διαχωρισμό της μεμβράνης είναι τα χαρακτηριστικά της μεμβράνης, η πίεση ή η τάση, η τιμή του pH, η θερμοκρασία και η συγκέντρωση του αμμωνιακού αζώτου.

Σύμφωνα με την ποιότητα του νερού των λυμάτων αμμωνιακού αζώτου που απορρίπτονται από χυτήριο σπάνιων γαιών, το πείραμα αντίστροφης όσμωσης πραγματοποιήθηκε με προσομοιωμένα λύματα NH4C1 και NaCI. Διαπιστώθηκε ότι υπό τις ίδιες συνθήκες, η αντίστροφη όσμωση έχει υψηλότερο ρυθμό απομάκρυνσης NaCI, ενώ το NHCl έχει υψηλότερο ρυθμό παραγωγής νερού. Ο ρυθμός απομάκρυνσης του NH4C1 είναι 77,3% μετά την επεξεργασία με αντίστροφη όσμωση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προεπεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου. Η τεχνολογία αντίστροφης όσμωσης μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια, καλή θερμική σταθερότητα, αλλά η αντοχή στο χλώριο και η αντοχή στη ρύπανση είναι κακή.

Για την επεξεργασία των στραγγισμάτων του χώρου υγειονομικής ταφής χρησιμοποιήθηκε μια διαδικασία διαχωρισμού με μεμβράνη βιοχημικής νανοδιήθησης, έτσι ώστε το 85%~90% του διαπερατού υγρού να απορρίπτεται σύμφωνα με το πρότυπο και μόνο το 0%~15% του συμπυκνωμένου υγρού και της λάσπης των λυμάτων να επιστρέφει στη δεξαμενή απορριμμάτων. Οι Ozturki et al. επεξεργάστηκαν τα στραγγίσματα του χώρου υγειονομικής ταφής του Odayeri στην Τουρκία με μεμβράνη νανοδιήθησης και ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου ήταν περίπου 72%. Η μεμβράνη νανοδιήθησης απαιτεί χαμηλότερη πίεση από τη μεμβράνη αντίστροφης όσμωσης, καθιστώντας την εύκολη στη λειτουργία της.

Το σύστημα μεμβράνης απομάκρυνσης αμμωνίας χρησιμοποιείται γενικά στην επεξεργασία λυμάτων με άζωτο υψηλής περιεκτικότητας σε αμμωνία. Το άζωτο αμμωνίας στο νερό έχει την ακόλουθη ισορροπία: NH4- +OH- = NH3 + H2O. Κατά τη λειτουργία, τα λύματα που περιέχουν αμμωνία ρέουν στο κέλυφος της μονάδας μεμβράνης και το υγρό απορρόφησης οξέος ρέει στον σωλήνα της μονάδας μεμβράνης. Όταν το pH των λυμάτων αυξάνεται ή η θερμοκρασία αυξάνεται, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα δεξιά και το ιόν αμμωνίου NH4- γίνεται η ελεύθερη αέρια NH3. Αυτή τη στιγμή, η αέρια NH3 μπορεί να εισέλθει στην υγρή φάση απορρόφησης οξέος στον σωλήνα από τη φάση λυμάτων στο κέλυφος μέσω των μικροπόρων στην επιφάνεια της κοίλης ίνας, η οποία απορροφάται από το όξινο διάλυμα και αμέσως γίνεται ιοντική NH4-. Διατηρήστε το pH των λυμάτων πάνω από 10 και τη θερμοκρασία πάνω από 35 °C (κάτω από 50 °C), έτσι ώστε η NH4 στη φάση λυμάτων να μετατρέπεται συνεχώς σε NH3 προς τη μετανάστευση της υγρής φάσης απορρόφησης. Ως αποτέλεσμα, η συγκέντρωση του αζώτου αμμωνίας στην πλευρά των λυμάτων μειώνεται συνεχώς. Η υγρή φάση απορρόφησης οξέος, επειδή υπάρχει μόνο οξύ και NH4-, σχηματίζει ένα πολύ καθαρό άλας αμμωνίου και φτάνει σε μια ορισμένη συγκέντρωση μετά από συνεχή κυκλοφορία, το οποίο μπορεί να ανακυκλωθεί. Αφενός, η χρήση αυτής της τεχνολογίας μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τον ρυθμό απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου στα λύματα και, αφετέρου, μπορεί να μειώσει το συνολικό λειτουργικό κόστος του συστήματος επεξεργασίας λυμάτων.

②μέθοδος ηλεκτροδιάλυσης

Η ηλεκτροδιάλυση είναι μια μέθοδος απομάκρυνσης διαλυμένων στερεών από υδατικά διαλύματα με την εφαρμογή τάσης μεταξύ των ζευγών μεμβρανών. Υπό την επίδραση της τάσης, τα ιόντα αμμωνίας και άλλα ιόντα στα λύματα αμμωνίας-αζώτου εμπλουτίζονται μέσω της μεμβράνης στο συμπυκνωμένο νερό που περιέχει αμμωνία, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της απομάκρυνσης.

Η μέθοδος ηλεκτροδιάλυσης χρησιμοποιήθηκε για την επεξεργασία ανόργανων λυμάτων με υψηλή συγκέντρωση αμμωνιακού αζώτου και πέτυχε καλά αποτελέσματα. Για λύματα αμμωνιακού αζώτου 2000-3000mg/L, ο ρυθμός απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου μπορεί να είναι μεγαλύτερος από 85% και το συμπυκνωμένο νερό αμμωνίας μπορεί να ληφθεί κατά 8,9%. Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται κατά τη λειτουργία της ηλεκτροδιάλυσης είναι ανάλογη με την ποσότητα αμμωνιακού αζώτου στα λύματα. Η επεξεργασία λυμάτων με ηλεκτροδιάλυση δεν περιορίζεται από την τιμή pH, τη θερμοκρασία και την πίεση και είναι εύκολη στη λειτουργία.

Τα πλεονεκτήματα του διαχωρισμού με μεμβράνη είναι η υψηλή ανάκτηση αμμωνιακού αζώτου, η απλή λειτουργία, το σταθερό αποτέλεσμα επεξεργασίας και η απουσία δευτερογενούς ρύπανσης. Ωστόσο, κατά την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης, εκτός από την αποαμμωνιωμένη μεμβράνη, άλλες μεμβράνες είναι εύκολο να σχηματίσουν απολεπίδες και να φράξουν, ενώ η αναγέννηση και η αντίστροφη πλύση είναι συχνές, αυξάνοντας το κόστος επεξεργασίας. Επομένως, αυτή η μέθοδος είναι πιο κατάλληλη για προεπεξεργασία ή λύματα αμμωνιακού αζώτου χαμηλής συγκέντρωσης.

③ Μέθοδος ανταλλαγής ιόντων

Η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων είναι μια μέθοδος για την απομάκρυνση του αμμωνιακού αζώτου από τα λύματα χρησιμοποιώντας υλικά με ισχυρή επιλεκτική προσρόφηση ιόντων αμμωνίας. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα υλικά προσρόφησης είναι ο ενεργός άνθρακας, ο ζεόλιθος, ο μοντμοριλλονίτης και η ρητίνη ανταλλαγής. Ο ζεόλιθος είναι ένα είδος πυριτιο-αλουμινικού με τρισδιάστατη χωρική δομή, κανονική δομή πόρων και οπές, μεταξύ των οποίων ο κλινοπτιλόλιθος έχει ισχυρή επιλεκτική ικανότητα προσρόφησης για ιόντα αμμωνίας και χαμηλή τιμή, επομένως χρησιμοποιείται συνήθως ως υλικό προσρόφησης για αμμωνιακά αζωτούχα λύματα στη μηχανική. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το αποτέλεσμα της επεξεργασίας του κλινοπτιλόλιθου περιλαμβάνουν το μέγεθος των σωματιδίων, τη συγκέντρωση του εισερχόμενου αμμωνιακού αζώτου, τον χρόνο επαφής, την τιμή pH και ούτω καθεξής.

Η επίδραση προσρόφησης του ζεόλιθου στο αμμωνιακό άζωτο είναι προφανής, ακολουθούμενη από τον ρανίτη, και η επίδραση του εδάφους και του κεραμισίτη είναι κακή. Ο κύριος τρόπος απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου από τον ζεόλιθο είναι η ανταλλαγή ιόντων, και το φυσικό αποτέλεσμα προσρόφησης είναι πολύ μικρό. Το φαινόμενο ανταλλαγής ιόντων του κεραμίτη, του εδάφους και του ρανίτη είναι παρόμοιο με το φυσικό αποτέλεσμα προσρόφησης. Η ικανότητα προσρόφησης των τεσσάρων πληρωτικών μειώθηκε με την αύξηση της θερμοκρασίας στην περιοχή των 15-35℃ και αυξήθηκε με την αύξηση της τιμής του pH στην περιοχή των 3-9. Η ισορροπία προσρόφησης επιτεύχθηκε μετά από ταλάντωση 6 ωρών.

Μελετήθηκε η σκοπιμότητα απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου από τα στραγγίσματα χώρων υγειονομικής ταφής μέσω προσρόφησης ζεόλιθου. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι κάθε γραμμάριο ζεόλιθου έχει περιορισμένο δυναμικό προσρόφησης 15,5 mg αμμωνιακού αζώτου. Όταν το μέγεθος των σωματιδίων του ζεόλιθου είναι 30-16 mesh, ο ρυθμός απομάκρυνσης αμμωνιακού αζώτου φτάνει το 78,5% και, με τον ίδιο χρόνο προσρόφησης, δοσολογία και μέγεθος σωματιδίων ζεόλιθου, όσο υψηλότερη είναι η συγκέντρωση του εισερχόμενου αμμωνιακού αζώτου, τόσο υψηλότερος είναι ο ρυθμός προσρόφησης. Είναι εφικτό για τον ζεόλιθο ως προσροφητικό να απομακρύνει το αμμωνιακό άζωτο από τα στραγγίσματα. Ταυτόχρονα, επισημαίνεται ότι ο ρυθμός προσρόφησης αμμωνιακού αζώτου από τον ζεόλιθο είναι χαμηλός και είναι δύσκολο για τον ζεόλιθο να φτάσει την ικανότητα προσρόφησης κορεσμού σε πρακτική λειτουργία.

Μελετήθηκε η επίδραση απομάκρυνσης του βιολογικού ζεολιθικού στρώματος στο άζωτο, το COD και άλλους ρύπους σε προσομοιωμένα λύματα χωριών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ο ρυθμός απομάκρυνσης του αμμωνιακού αζώτου από το βιολογικό ζεολιθικό στρώμα είναι μεγαλύτερος από 95% και η απομάκρυνση του νιτρικού αζώτου επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από τον χρόνο υδραυλικής παραμονής.

Η μέθοδος ανταλλαγής ιόντων έχει τα πλεονεκτήματα της μικρής επένδυσης, της απλής διαδικασίας, της βολικής λειτουργίας, της αναισθησίας σε δηλητήρια και θερμοκρασία, και της επαναχρησιμοποίησης του ζεόλιθου μέσω αναγέννησης. Ωστόσο, κατά την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου υψηλής συγκέντρωσης, η αναγέννηση είναι συχνή, γεγονός που δημιουργεί προβλήματα στη λειτουργία, επομένως πρέπει να συνδυαστεί με άλλες μεθόδους επεξεργασίας αμμωνιακού αζώτου ή να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία λυμάτων αμμωνιακού αζώτου χαμηλής συγκέντρωσης.

Χονδρικός κατασκευαστής και προμηθευτής ζεόλιθου 4Α | EVERBRIGHT (cnchemist.com)