1.Apa itu nitrogen amonia?
Nitrogen amonia mengacu pada amonia dalam bentuk amonia bebas (atau amonia non-ionik, NH3) atau amonia ionik (NH4+).PH lebih tinggi dan proporsi amonia bebas lebih tinggi;Sebaliknya, proporsi garam amoniumnya tinggi.
Nitrogen amonia merupakan nutrisi dalam air, yang dapat menyebabkan eutrofikasi air, dan merupakan polutan pengonsumsi oksigen utama dalam air, yang merupakan racun bagi ikan dan beberapa organisme akuatik.
Efek berbahaya utama dari nitrogen amonia pada organisme akuatik adalah amonia bebas, yang toksisitasnya puluhan kali lebih besar daripada garam amonium, dan meningkat seiring dengan peningkatan alkalinitas.Toksisitas amonia nitrogen erat kaitannya dengan nilai pH dan suhu air kolam, secara umum semakin tinggi nilai pH dan suhu air maka semakin kuat toksisitasnya.
Dua metode kolorimetri sensitivitas perkiraan yang umum digunakan untuk menentukan amonia adalah metode reagen Nessler klasik dan metode fenol-hipoklorit.Titrasi dan metode listrik juga biasa digunakan untuk menentukan amonia;Bila kandungan nitrogen amonia tinggi, metode titrasi distilasi juga dapat digunakan.(Standar nasional meliputi metode reagen Nath, spektrofotometri asam salisilat, metode distilasi – titrasi)
2. Proses penghilangan nitrogen secara fisik dan kimia
① Metode pengendapan kimia
Metode pengendapan kimia, disebut juga metode pengendapan MAP, adalah dengan menambahkan magnesium dan asam fosfat atau hidrogen fosfat ke dalam air limbah yang mengandung nitrogen amonia, sehingga NH4+ dalam air limbah bereaksi dengan Mg+ dan PO4- dalam larutan berair menghasilkan pengendapan amonium magnesium fosfat , rumus molekulnya adalah MgNH4P04.6H20, sehingga mencapai tujuan menghilangkan nitrogen amonia.Magnesium amonium fosfat, umumnya dikenal sebagai struvite, dapat digunakan sebagai kompos, bahan tambahan tanah atau penghambat api untuk produk struktur bangunan.Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:
Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04
Faktor utama yang mempengaruhi efek perlakuan pengendapan kimia adalah nilai pH, suhu, konsentrasi nitrogen amonia dan rasio molar (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)).Hasilnya menunjukkan bahwa ketika nilai pH 10 dan rasio molar magnesium, nitrogen, dan fosfor 1,2:1:1,2, efek pengobatan lebih baik.
Menggunakan magnesium klorida dan dinatrium hidrogen fosfat sebagai zat pengendap, hasilnya menunjukkan bahwa efek perlakuan lebih baik bila nilai pH 9,5 dan rasio molar magnesium, nitrogen, dan fosfor adalah 1,2:1:1.
Hasilnya menunjukkan bahwa MgC12+Na3PO4.12H20 lebih unggul dibandingkan kombinasi bahan pengendap lainnya.Ketika nilai pH 10,0, suhu 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, konsentrasi massa nitrogen amonia dalam air limbah setelah pengadukan selama 30 menit berkurang dari 222mg/L sebelum pengobatan menjadi 17mg/L, dan tingkat pembuangannya adalah 92,3%.
Metode pengendapan kimia dan metode membran cair digabungkan untuk pengolahan air limbah nitrogen amonia industri konsentrasi tinggi.Dalam kondisi optimalisasi proses pengendapan, laju penghilangan nitrogen amonia mencapai 98,1%, dan kemudian pengolahan lebih lanjut dengan metode film cair mengurangi konsentrasi nitrogen amonia menjadi 0,005g/L, mencapai standar emisi kelas satu nasional.
Efek penghilangan ion logam divalen (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) selain Mg+ pada nitrogen amonia di bawah aksi fosfat diselidiki.Proses baru pengendapan CaSO4-pengendapan MAP diusulkan untuk air limbah amonium sulfat.Hasilnya menunjukkan bahwa regulator NaOH tradisional dapat digantikan dengan kapur.
Keuntungan dari metode pengendapan kimia adalah ketika konsentrasi air limbah nitrogen amonia tinggi, penerapan metode lain menjadi terbatas, seperti metode biologis, metode klorinasi break point, metode pemisahan membran, metode pertukaran ion, dll. metode pengendapan kimia dapat digunakan untuk pra-perawatan.Efisiensi penghilangan metode pengendapan kimia lebih baik, tidak dibatasi oleh suhu, dan pengoperasiannya sederhana.Lumpur yang diendapkan yang mengandung magnesium amonium fosfat dapat digunakan sebagai pupuk komposit untuk mewujudkan pemanfaatan limbah, sehingga dapat mengimbangi sebagian biaya;Jika dapat digabungkan dengan beberapa perusahaan industri yang memproduksi air limbah fosfat dan perusahaan yang memproduksi air garam, hal ini dapat menghemat biaya farmasi dan memfasilitasi penerapan skala besar.
Kerugian dari metode pengendapan kimia adalah karena terbatasnya hasil kali kelarutan amonium magnesium fosfat, setelah nitrogen amonia dalam air limbah mencapai konsentrasi tertentu, efek penghilangannya tidak terlihat jelas dan biaya masukannya meningkat pesat.Oleh karena itu, metode pengendapan kimia harus digunakan bersamaan dengan metode lain yang sesuai untuk pengolahan lanjutan.Jumlah reagen yang digunakan banyak, lumpur yang dihasilkan banyak, dan biaya pengolahannya tinggi.Masuknya ion klorida dan sisa fosfor selama pemberian dosis bahan kimia dapat dengan mudah menyebabkan polusi sekunder.
Grosir Aluminium Sulfat Produsen dan Pemasok |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Grosir Produsen dan Pemasok Natrium Fosfat Dibasic |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
②metode ledakan
Penghilangan nitrogen amonia dengan cara meniup adalah dengan mengatur nilai pH menjadi basa, sehingga ion amonia dalam air limbah diubah menjadi amonia, sehingga sebagian besar ada dalam bentuk amonia bebas, kemudian amonia bebas tersebut dikeluarkan. air limbah melalui gas pembawa, sehingga mencapai tujuan menghilangkan nitrogen amonia.Faktor utama yang mempengaruhi efisiensi hembusan adalah nilai pH, suhu, rasio gas-cair, laju aliran gas, konsentrasi awal dan sebagainya.Saat ini, metode blow-off banyak digunakan dalam pengolahan air limbah dengan nitrogen amonia konsentrasi tinggi.
Penghilangan nitrogen amonia dari lindi TPA dengan metode blow-off telah dipelajari.Ditemukan bahwa faktor kunci yang mengendalikan efisiensi blow-off adalah suhu, rasio gas-cair dan nilai pH.Ketika suhu air lebih besar dari 2590, rasio gas-cair sekitar 3500, dan pH sekitar 10,5, laju pembuangan dapat mencapai lebih dari 90% untuk lindi TPA dengan konsentrasi nitrogen amonia setinggi 2000-4000mg/ L.Hasilnya menunjukkan bahwa pada pH=11,5, suhu pengupasan 80cC dan waktu pengupasan 120 menit, laju penghilangan nitrogen amonia dalam air limbah dapat mencapai 99,2%.
Efisiensi peniupan air limbah amonia nitrogen konsentrasi tinggi dilakukan dengan menara peniup arus berlawanan.Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi blow off meningkat seiring dengan meningkatnya nilai pH.Semakin besar rasio gas-cair, semakin besar gaya penggerak perpindahan massa pengupasan amonia, dan efisiensi pengupasan juga meningkat.
Penghapusan nitrogen amonia dengan metode peniupan efektif, mudah dioperasikan dan mudah dikendalikan.Nitrogen amonia yang terhembus dapat digunakan sebagai penyerap asam sulfat, dan uang asam sulfat yang dihasilkan dapat digunakan sebagai pupuk.Metode blow-off adalah teknologi yang umum digunakan untuk menghilangkan nitrogen secara fisik dan kimia saat ini.Namun, metode blow-off memiliki beberapa kelemahan, seperti seringnya terjadi kerak pada menara blow-off, efisiensi penghilangan nitrogen amonia yang rendah pada suhu rendah, dan polusi sekunder yang disebabkan oleh gas blow-off.Metode blow-off umumnya dikombinasikan dengan metode pengolahan air limbah nitrogen amonia lainnya untuk mengolah air limbah nitrogen amonia dengan konsentrasi tinggi.
③Klorinasi titik putus
Mekanisme penghilangan amonia dengan klorinasi break point adalah gas klor bereaksi dengan amonia menghasilkan gas nitrogen yang tidak berbahaya, dan N2 lepas ke atmosfer sehingga sumber reaksi berlanjut ke kanan.Rumus reaksinya adalah:
HOCl NH4 + + 1,5 – > 0,5 N2 H20 H++ Cl – 1,5 + 2,5 + 1,5)
Ketika gas klor dipindahkan ke air limbah sampai titik tertentu, kandungan klor bebas di dalam air rendah, dan konsentrasi amonia nol.Ketika jumlah gas klor melewati titik tersebut maka jumlah klor bebas dalam air akan bertambah, oleh karena itu titik tersebut disebut titik putus, dan klorinasi pada keadaan ini disebut titik putus klorinasi.
Metode klorinasi break point digunakan untuk mengolah air limbah pengeboran setelah peniupan nitrogen amonia, dan efek pengolahannya dipengaruhi langsung oleh proses peniupan nitrogen amonia sebelum perlakuan.Ketika 70% nitrogen amonia dalam air limbah dihilangkan melalui proses peniupan dan kemudian diolah dengan klorinasi break point, konsentrasi massa nitrogen amonia dalam limbah kurang dari 15mg/L.Zhang Shengli dkk.mengambil simulasi air limbah amonia nitrogen dengan konsentrasi massa 100mg/L sebagai objek penelitian, dan hasil penelitian menunjukkan bahwa faktor utama dan sekunder yang mempengaruhi penghilangan nitrogen amonia melalui oksidasi natrium hipoklorit adalah rasio kuantitas klorin terhadap nitrogen amonia, waktu reaksi, dan nilai pH.
Metode klorinasi break point memiliki efisiensi penghilangan nitrogen yang tinggi, laju penghilangan dapat mencapai 100%, dan konsentrasi amonia dalam air limbah dapat dikurangi hingga nol.Efeknya stabil dan tidak terpengaruh oleh suhu;Peralatan investasi lebih sedikit, respon cepat dan lengkap;Ini memiliki efek sterilisasi dan desinfeksi pada badan air.Ruang lingkup penerapan metode klorinasi break point adalah konsentrasi air limbah nitrogen amonia kurang dari 40mg/L, sehingga metode klorinasi break point banyak digunakan untuk pengolahan lanjutan air limbah nitrogen amonia.Persyaratan penggunaan dan penyimpanan yang aman tinggi, biaya pengolahan tinggi, dan produk samping kloramin dan bahan organik terklorinasi akan menyebabkan polusi sekunder.
④ metode oksidasi katalitik
Metode oksidasi katalitik adalah melalui aksi katalis, pada suhu dan tekanan tertentu, melalui oksidasi udara, bahan organik dan amonia dalam limbah dapat dioksidasi dan diurai menjadi zat tidak berbahaya seperti CO2, N2 dan H2O, untuk mencapai tujuan pemurnian.
Faktor-faktor yang mempengaruhi pengaruh oksidasi katalitik adalah karakteristik katalis, suhu, waktu reaksi, nilai pH, konsentrasi nitrogen amonia, tekanan, intensitas pengadukan dan sebagainya.
Proses degradasi nitrogen amonia ozonasi dipelajari.Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketika nilai pH meningkat, dihasilkan sejenis radikal H2O dengan kemampuan oksidasi yang kuat, dan laju oksidasi meningkat secara signifikan.Studi menunjukkan bahwa ozon dapat mengoksidasi nitrogen amonia menjadi nitrit dan nitrit menjadi nitrat.Konsentrasi nitrogen amonia dalam air menurun seiring bertambahnya waktu, dan laju penghilangan nitrogen amonia sekitar 82%.CuO-Mn02-Ce02 digunakan sebagai katalis komposit untuk mengolah air limbah nitrogen amonia.Hasil percobaan menunjukkan bahwa aktivitas oksidasi katalis komposit yang baru disiapkan meningkat secara signifikan, dan kondisi proses yang sesuai adalah 255℃, 4,2MPa dan pH=10,8.Dalam pengolahan air limbah nitrogen amonia dengan konsentrasi awal 1023mg/L, laju penghilangan nitrogen amonia dapat mencapai 98% dalam waktu 150 menit, mencapai standar pembuangan sekunder nasional (50mg/L).
Kinerja katalitik fotokatalis TiO2 yang didukung zeolit dikaji dengan mempelajari laju degradasi nitrogen amonia dalam larutan asam sulfat.Hasil penelitian menunjukkan bahwa dosis optimal fotokatalis Ti02/zeolit adalah 1,5g/L dan waktu reaksi 4 jam pada penyinaran ultraviolet.Tingkat penghilangan nitrogen amonia dari air limbah bisa mencapai 98,92%.Efek penghilangan zat besi tinggi dan nano-chin dioksida di bawah sinar ultraviolet pada fenol dan nitrogen amonia dipelajari.Hasilnya menunjukkan bahwa laju penghilangan nitrogen amonia adalah 97,5% ketika pH=9,0 diterapkan pada larutan nitrogen amonia dengan konsentrasi 50mg/L, yaitu 7,8% dan 22,5% lebih tinggi dibandingkan dengan besi tinggi atau Cina dioksida saja.
Metode oksidasi katalitik memiliki keunggulan efisiensi pemurnian yang tinggi, proses yang sederhana, luas dasar yang kecil, dll., dan sering digunakan untuk mengolah air limbah nitrogen amonia dengan konsentrasi tinggi.Kesulitan penerapannya adalah bagaimana mencegah hilangnya katalis dan perlindungan korosi pada peralatan.
⑤metode oksidasi elektrokimia
Metode oksidasi elektrokimia mengacu pada metode menghilangkan polutan dalam air dengan menggunakan elektrooksidasi dengan aktivitas katalitik.Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah rapat arus, laju aliran masuk, waktu keluar dan waktu penyelesaian titik.
Oksidasi elektrokimia air limbah amonia-nitrogen dalam sel elektrolitik aliran sirkulasi dipelajari, dimana yang positif adalah listrik jaringan Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 dan yang negatif adalah listrik jaringan Ti.Hasil penelitian menunjukkan bahwa ketika konsentrasi ion klorida 400mg/L, konsentrasi nitrogen amonia awal adalah 40mg/L, laju aliran influen 600mL/menit, rapat arus 20mA/cm, dan waktu elektrolitik 90 menit, amonia tingkat penghilangan nitrogen adalah 99,37%.Hal ini menunjukkan bahwa oksidasi elektrolitik air limbah amonia-nitrogen memiliki prospek penerapan yang baik.
3. Proses penghilangan nitrogen biokimia
①seluruh nitrifikasi dan denitrifikasi
Nitrifikasi dan denitrifikasi seluruh proses adalah salah satu metode biologis yang telah banyak digunakan sejak lama saat ini.Ini mengubah nitrogen amonia dalam air limbah menjadi nitrogen melalui serangkaian reaksi seperti nitrifikasi dan denitrifikasi di bawah aksi berbagai mikroorganisme, sehingga mencapai tujuan pengolahan air limbah.Proses nitrifikasi dan denitrifikasi untuk menghilangkan nitrogen amonia perlu melalui dua tahap:
Reaksi nitrifikasi: Reaksi nitrifikasi diselesaikan oleh mikroorganisme autotrofik aerobik.Dalam keadaan aerobik, nitrogen anorganik digunakan sebagai sumber nitrogen untuk mengubah NH4+ menjadi NO2-, dan kemudian dioksidasi menjadi NO3-.Proses nitrifikasi dapat dibagi menjadi dua tahap.Pada tahap kedua, nitrit diubah menjadi nitrat (NO3-) oleh bakteri nitrifikasi, dan nitrit diubah menjadi nitrat (NO3-) oleh bakteri nitrifikasi.
Reaksi denitrifikasi: Reaksi denitrifikasi adalah proses di mana bakteri denitrifikasi mereduksi nitrogen nitrit dan nitrogen nitrat menjadi gas nitrogen (N2) dalam keadaan hipoksia.Bakteri denitrifikasi merupakan mikroorganisme heterotrofik yang sebagian besar termasuk dalam bakteri amfiktik.Dalam keadaan hipoksia, mereka menggunakan oksigen dalam nitrat sebagai akseptor elektron dan bahan organik (komponen BOD dalam limbah) sebagai donor elektron untuk menyediakan energi dan dioksidasi serta distabilkan.
Seluruh proses aplikasi rekayasa nitrifikasi dan denitrifikasi terutama mencakup AO, A2O, parit oksidasi, dll., yang merupakan metode yang lebih matang yang digunakan dalam industri penghilangan nitrogen biologis.
Seluruh metode nitrifikasi dan denitrifikasi memiliki keunggulan efek stabil, pengoperasian sederhana, tidak ada polusi sekunder, dan biaya rendah.Cara ini juga mempunyai beberapa kelemahan, seperti sumber karbon harus ditambahkan ketika rasio C/N dalam air limbah rendah, persyaratan suhu relatif ketat, efisiensi rendah pada suhu rendah, area luas, kebutuhan oksigen berukuran besar, dan beberapa zat berbahaya seperti ion logam berat memiliki efek menekan pada mikroorganisme, yang perlu dihilangkan sebelum metode biologis dilakukan.Selain itu, tingginya konsentrasi amonia nitrogen dalam air limbah juga mempunyai efek menghambat proses nitrifikasi.Oleh karena itu, pengolahan awal harus dilakukan sebelum pengolahan air limbah amonia nitrogen konsentrasi tinggi sehingga konsentrasi air limbah amonia nitrogen kurang dari 500mg/L.Metode biologis tradisional cocok untuk pengolahan air limbah amonia nitrogen konsentrasi rendah yang mengandung bahan organik, seperti limbah rumah tangga, air limbah kimia, dll.
②Nitrifikasi dan denitrifikasi secara simultan (SND)
Ketika nitrifikasi dan denitrifikasi dilakukan bersamaan dalam reaktor yang sama, hal ini disebut denitrifikasi pencernaan simultan (SND).Oksigen terlarut dalam air limbah dibatasi oleh laju difusi untuk menghasilkan gradien oksigen terlarut di area lingkungan mikro pada flok mikroba atau biofilm, sehingga gradien oksigen terlarut pada permukaan luar flok mikroba atau biofilm kondusif untuk pertumbuhan dan perbanyakan. bakteri nitrifikasi aerobik dan bakteri amoniasi.Semakin dalam flok atau membran, semakin rendah konsentrasi oksigen terlarut, sehingga terjadi zona anoksik dimana bakteri denitrifikasi mendominasi.Sehingga membentuk proses pencernaan dan denitrifikasi secara simultan.Faktor-faktor yang mempengaruhi pencernaan dan denitrifikasi secara simultan adalah nilai PH, suhu, alkalinitas, sumber karbon organik, oksigen terlarut dan umur lumpur.
Nitrifikasi/denitrifikasi secara bersamaan terjadi di saluran oksidasi Carrousel, dan konsentrasi oksigen terlarut antara impeler aerasi di saluran oksidasi Carrousel secara bertahap menurun, dan oksigen terlarut di bagian bawah saluran oksidasi Carrousel lebih rendah daripada di bagian atas. .Laju pembentukan dan konsumsi nitrogen nitrat di setiap bagian saluran hampir sama, dan konsentrasi nitrogen amonia di saluran selalu sangat rendah, yang menunjukkan bahwa reaksi nitrifikasi dan denitrifikasi terjadi secara bersamaan di saluran oksidasi Carrousel.
Studi pengolahan limbah domestik menunjukkan bahwa semakin tinggi CODCr, denitrifikasi semakin sempurna dan penyisihan TN semakin baik.Pengaruh oksigen terlarut pada nitrifikasi dan denitrifikasi secara simultan sangat besar.Ketika oksigen terlarut dikontrol pada 0,5~2mg/L, efek penghilangan nitrogen totalnya baik.Pada saat yang sama, metode nitrifikasi dan denitrifikasi menghemat reaktor, mempersingkat waktu reaksi, memiliki konsumsi energi yang rendah, menghemat investasi, dan mudah menjaga nilai pH tetap stabil.
③Pencernaan dan denitrifikasi jangka pendek
Dalam reaktor yang sama, bakteri pengoksidasi amonia digunakan untuk mengoksidasi amonia menjadi nitrit dalam kondisi aerobik, dan kemudian nitrit langsung didenitrifikasi untuk menghasilkan nitrogen dengan bahan organik atau sumber karbon eksternal sebagai donor elektron dalam kondisi hipoksia.Faktor pengaruh nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek adalah suhu, amonia bebas, nilai pH dan oksigen terlarut.
Pengaruh suhu terhadap nitrifikasi jangka pendek limbah kota tanpa air laut dan limbah kota dengan 30% air laut.Hasil percobaan menunjukkan bahwa: untuk limbah kota tanpa air laut, peningkatan suhu kondusif untuk mencapai nitrifikasi jangka pendek.Ketika proporsi air laut dalam limbah domestik adalah 30%, nitrifikasi jangka pendek dapat dicapai dengan lebih baik pada kondisi suhu sedang.Universitas Teknologi Delft mengembangkan proses SHARON, penggunaan suhu tinggi (sekitar 30-4090) kondusif bagi perkembangbiakan bakteri nitrit, sehingga bakteri nitrit kalah bersaing, sedangkan dengan mengontrol umur lumpur untuk menghilangkan bakteri nitrit, jadi bahwa reaksi nitrifikasi pada tahap nitrit.
Berdasarkan perbedaan afinitas oksigen antara bakteri nitrit dan bakteri nitrit, Laboratorium Ekologi Mikroba Gent mengembangkan proses OLAND untuk mencapai akumulasi nitrogen nitrit dengan mengontrol oksigen terlarut untuk menghilangkan bakteri nitrit.
Hasil uji coba pengolahan air limbah kokas dengan nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek menunjukkan bahwa ketika konsentrasi influen COD, amonia nitrogen, TN dan fenol adalah 1201.6,510.4,540.1 dan 110.4mg/L, rata-rata efluen COD, nitrogen amonia ,TN dan konsentrasi fenol masing-masing adalah 197.1,14.2,181.5 dan 0.4mg/L.Tingkat penghapusan masing-masing adalah 83,6%, 97,2%, 66,4% dan 99,6%.
Proses nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek tidak melalui tahap nitrat, sehingga menghemat sumber karbon yang diperlukan untuk penghilangan nitrogen biologis.Ini memiliki keunggulan tertentu untuk air limbah amonia nitrogen dengan rasio C/N yang rendah.Nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek memiliki keuntungan berupa lebih sedikit lumpur, waktu reaksi yang singkat, dan penghematan volume reaktor.Namun, nitrifikasi dan denitrifikasi jangka pendek memerlukan akumulasi nitrit yang stabil dan bertahan lama, sehingga cara efektif menghambat aktivitas bakteri nitrifikasi menjadi kuncinya.
④ Oksidasi amonia anaerobik
Ammoksidasi anaerobik adalah proses oksidasi langsung nitrogen amonia menjadi nitrogen oleh bakteri autotrofik dalam kondisi hipoksia, dengan nitrogen nitrogen atau nitrogen nitrogen sebagai akseptor elektron.
Pengaruh suhu dan PH terhadap aktivitas biologis anammoX dipelajari.Hasil penelitian menunjukkan suhu reaksi optimal adalah 30℃ dan nilai pH 7,8.Kelayakan reaktor ammoX anaerobik untuk mengolah air limbah bersalinitas tinggi dan konsentrasi nitrogen tinggi telah dipelajari.Hasilnya menunjukkan bahwa salinitas tinggi secara signifikan menghambat aktivitas anammoX, dan penghambatan ini bersifat reversibel.Aktivitas ammox anaerobik dari lumpur yang tidak diaklimatisasi adalah 67,5% lebih rendah dibandingkan aktivitas lumpur kontrol pada salinitas 30g.L-1(NaC1).Aktivitas anammoX dari lumpur yang digunakan adalah 45,1% lebih rendah dibandingkan dengan kontrol.Ketika lumpur yang telah diaklimatisasi dipindahkan dari lingkungan dengan salinitas tinggi ke lingkungan dengan salinitas rendah (tanpa air garam), aktivitas ammoX anaerobik meningkat sebesar 43,1%.Namun reaktor ini rentan mengalami penurunan fungsi bila dioperasikan dalam kondisi salinitas tinggi dalam waktu lama.
Dibandingkan dengan proses biologis tradisional, ammoX anaerobik adalah teknologi penghilangan nitrogen biologis yang lebih ekonomis tanpa sumber karbon tambahan, kebutuhan oksigen rendah, tidak memerlukan reagen untuk menetralkan, dan produksi lumpur lebih sedikit.Kerugian dari amox anaerobik adalah kecepatan reaksinya lambat, volume reaktornya besar, dan sumber karbonnya tidak mendukung amMOX anaerobik, yang memiliki signifikansi praktis untuk memecahkan air limbah nitrogen amonia dengan kemampuan biodegradasi yang buruk.
4. proses pemisahan dan penghilangan nitrogen adsorpsi
① metode pemisahan membran
Metode pemisahan membran adalah dengan menggunakan permeabilitas selektif membran untuk memisahkan komponen-komponen dalam cairan secara selektif, sehingga mencapai tujuan penghilangan nitrogen amonia.Termasuk reverse osmosis, nanofiltrasi, membran deammoniating dan elektrodialisis.Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan membran adalah karakteristik membran, tekanan atau tegangan, nilai pH, suhu dan konsentrasi nitrogen amonia.
Berdasarkan kualitas air air limbah amonia nitrogen yang dibuang oleh pabrik peleburan tanah jarang, percobaan osmosis balik dilakukan dengan air limbah simulasi NH4C1 dan NaCI.Ditemukan bahwa dalam kondisi yang sama, osmosis balik memiliki laju penghilangan NaCI yang lebih tinggi, sedangkan NHCl memiliki laju produksi air yang lebih tinggi.Tingkat penghilangan NH4C1 adalah 77,3% setelah pengolahan osmosis balik, yang dapat digunakan sebagai pengolahan awal air limbah nitrogen amonia.Teknologi reverse osmosis dapat menghemat energi, stabilitas termal yang baik, namun ketahanan terhadap klorin, ketahanan terhadap polusi buruk.
Proses pemisahan membran nanofiltrasi biokimia digunakan untuk mengolah lindi TPA, sehingga 85%~90% cairan permeabel dibuang sesuai standar, dan hanya 0%~15% cairan limbah dan lumpur pekat dikembalikan ke tangki sampah.Ozturki dkk.mengolah lindi TPA Odayeri di Turki dengan membran nanofiltrasi, dan tingkat penghilangan nitrogen amonia sekitar 72%.Membran nanofiltrasi membutuhkan tekanan lebih rendah dibandingkan membran reverse osmosis, mudah dioperasikan.
Sistem membran penghilang amonia umumnya digunakan dalam pengolahan air limbah dengan nitrogen amonia tinggi.Nitrogen amonia dalam air memiliki keseimbangan sebagai berikut: NH4- +OH-= NH3+H2O dalam operasinya, air limbah yang mengandung amonia mengalir di cangkang modul membran, dan cairan penyerap asam mengalir di pipa membran. modul.Ketika PH air limbah meningkat atau suhu meningkat, kesetimbangan akan bergeser ke kanan, dan ion amonium NH4- menjadi gas bebas NH3.Pada saat ini, gas NH3 dapat memasuki fase cair serapan asam di dalam pipa dari fase air limbah di cangkang melalui pori-pori mikro pada permukaan serat berongga, yang diserap oleh larutan asam dan segera menjadi ionik NH4-.Jagalah PH air limbah di atas 10, dan suhu di atas 35°C (di bawah 50°C), sehingga NH4 dalam fasa air limbah akan terus menjadi NH3 pada migrasi fasa cair serapan.Akibatnya, konsentrasi nitrogen amonia di sisi air limbah terus menurun.Fase cair serapan asam, karena hanya terdapat asam dan NH4-, membentuk garam amonium yang sangat murni, dan mencapai konsentrasi tertentu setelah sirkulasi terus menerus, yang dapat didaur ulang.Di satu sisi, penggunaan teknologi ini dapat meningkatkan laju penghilangan nitrogen amonia dalam air limbah secara signifikan, dan di sisi lain, dapat mengurangi total biaya pengoperasian sistem pengolahan air limbah.
②metode elektrodialisis
Elektrodialisis adalah metode menghilangkan padatan terlarut dari larutan berair dengan memberikan tegangan antar pasangan membran.Di bawah aksi tegangan, ion amonia dan ion lain dalam air limbah amonia-nitrogen diperkaya melalui membran dalam air pekat yang mengandung amonia, sehingga mencapai tujuan penghilangan.
Metode elektrodialisis digunakan untuk mengolah air limbah anorganik dengan nitrogen amonia konsentrasi tinggi dan mencapai hasil yang baik.Untuk air limbah nitrogen amonia 2000-3000mg/L, laju penghilangan nitrogen amonia bisa lebih dari 85%, dan air amonia pekat dapat diperoleh sebesar 8,9%.Jumlah listrik yang dikonsumsi selama pengoperasian elektrodialisis sebanding dengan jumlah nitrogen amonia dalam air limbah.Pengolahan air limbah secara elektrodialisis tidak dibatasi oleh nilai pH, suhu dan tekanan, serta mudah dioperasikan.
Keuntungan pemisahan membran adalah perolehan nitrogen amonia yang tinggi, pengoperasian yang sederhana, efek perawatan yang stabil, dan tidak ada polusi sekunder.Namun, dalam pengolahan air limbah amonia-nitrogen konsentrasi tinggi, kecuali membran deammoniasi, membran lain mudah terskala dan tersumbat, dan regenerasi serta pencucian balik sering terjadi, sehingga meningkatkan biaya pengolahan.Oleh karena itu, metode ini lebih cocok untuk pengolahan awal atau air limbah amonia nitrogen dengan konsentrasi rendah.
③ Metode pertukaran ion
Metode pertukaran ion adalah metode untuk menghilangkan nitrogen amonia dari air limbah dengan menggunakan bahan dengan adsorpsi selektif ion amonia yang kuat.Bahan adsorpsi yang umum digunakan adalah karbon aktif, zeolit, montmorillonit dan resin penukar.Zeolit merupakan salah satu jenis silika-aluminat dengan struktur spasial tiga dimensi, struktur pori dan lubang yang teratur, diantaranya klinoptilolit mempunyai kapasitas adsorpsi selektif yang kuat terhadap ion amonia dan harga yang murah, sehingga biasa digunakan sebagai bahan adsorpsi air limbah nitrogen amonia. di bidang teknik.Faktor-faktor yang mempengaruhi efek pengobatan klinoptilolit meliputi ukuran partikel, konsentrasi nitrogen amonia yang masuk, waktu kontak, nilai pH dan sebagainya.
Efek adsorpsi zeolit pada nitrogen amonia terlihat jelas, diikuti oleh ranit, dan pengaruh tanah serta tanah liat yang diperluas buruk.Cara utama untuk menghilangkan nitrogen amonia dari zeolit adalah pertukaran ion, dan efek adsorpsi fisiknya sangat kecil.Efek pertukaran ion dari tanah liat, tanah dan ranit mirip dengan efek adsorpsi fisik.Kapasitas adsorpsi keempat bahan pengisi mengalami penurunan dengan meningkatnya suhu pada kisaran 15-35℃, dan meningkat dengan meningkatnya nilai pH pada kisaran 3-9.Kesetimbangan adsorpsi tercapai setelah osilasi 6 jam.
Kemungkinan menghilangkan nitrogen amonia dari lindi TPA dengan adsorpsi zeolit telah dipelajari.Hasil percobaan menunjukkan bahwa setiap gram zeolit memiliki potensi adsorpsi terbatas sebesar 15,5 mg nitrogen amonia, bila ukuran partikel zeolit 30-16 mesh, laju penyisihan nitrogen amonia mencapai 78,5%, dan pada waktu adsorpsi, dosis dan yang sama. ukuran partikel zeolit, semakin tinggi konsentrasi nitrogen amonia influen, semakin tinggi laju adsorpsi, dan zeolit sebagai adsorben layak untuk menghilangkan nitrogen amonia dari lindi.Pada saat yang sama, ditunjukkan bahwa laju adsorpsi nitrogen amonia oleh zeolit rendah, dan zeolit sulit mencapai kapasitas adsorpsi jenuh dalam operasi praktis.
Efek penghilangan lapisan zeolit biologis terhadap nitrogen, COD dan polutan lainnya dalam simulasi limbah desa telah dipelajari.Hasilnya menunjukkan bahwa laju penghilangan nitrogen amonia oleh lapisan zeolit biologis lebih dari 95%, dan penghilangan nitrogen nitrat sangat dipengaruhi oleh waktu tinggal hidraulik.
Metode pertukaran ion memiliki keunggulan investasi kecil, proses sederhana, pengoperasian mudah, tidak sensitif terhadap racun dan suhu, serta penggunaan kembali zeolit melalui regenerasi.Namun, ketika mengolah air limbah amonia nitrogen konsentrasi tinggi, regenerasi sering terjadi, sehingga menimbulkan ketidaknyamanan pada pengoperasian, sehingga perlu dikombinasikan dengan metode pengolahan nitrogen amonia lainnya, atau digunakan untuk mengolah air limbah nitrogen amonia konsentrasi rendah.
Grosir Produsen dan Pemasok Zeolit 4A |EVERBRIGHT (cnchemist.com)
Waktu posting: 10 Juli 2024
