مقایسه روش های تصفیه نیتروژن آمونیاکی در پساب های صنعتی

در سال های اخیر، با توسعه سریع اقتصاد اجتماعی کشورم، تقاضای زیادی برای منابع معدنی، به ویژه منابع خاکی کمیاب وجود داشته است. با این حال، مقدار زیادی فاضلاب با نیتروژن بالا در طول فرآیند ذوب خاک های کمیاب تولید می شود. کشور من نیتروژن آمونیاکی را در "برنامه پنج ساله دوازدهم" شاخص های کنترل محدود کننده آلاینده های زیست محیطی گنجانده است و استانداردهای سخت گیرانه تری برای تخلیه فاضلاب در صنعت ذوب تدوین کرده است. مقرر شده است که از سال 2012، استاندارد تخلیه مستقیم نیتروژن آمونیاکی در پساب صنایع سرب و روی با 8 میلی گرم در لیتر یا کمتر کنترل شود. در این زمینه نحوه انتخاب یک روش کارآمد و اقتصادی برای مقابله با آن به کانون تحقیقات فناوری مهندسی کنترل آلودگی آب تبدیل شده است.

در حال حاضر روش‌های تصفیه فاضلاب صنعتی نیتروژن آمونیاکی عمدتاً شامل روش‌های فیزیکی و شیمیایی و روش‌های بیولوژیکی می‌باشد که از این میان روش‌های متداول استریپینگ، روش جذب، فناوری غشاء، روش رسوب شیمیایی و روش اکسیداسیون شیمیایی متعلق به روش‌های فیزیکی و شیمیایی است. . روش های بیولوژیکی را می توان به روش های سنتی نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی، روش های جدید نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی با برد کوتاه، روش های نیتریفیکاسیون و نیترات زدایی همزمان و روش های اکسیداسیون آمونیوم بی هوازی تقسیم کرد.

با این حال، با توجه به شاخص های مختلف کیفیت آب و محدودیت شرایط فرآیند، فن آوری های تصفیه مورد استفاده برای انواع مختلف فاضلاب بسیار متفاوت است. روش، روش رسوب شیمیایی-بیولوژیکی و غیره؛ و در تصفیه فاضلاب با غلظت کم نیتروژن آمونیاکی با در نظر گرفتن مسائل هزینه و فایده اغلب از روش جذب و روش بیولوژیکی استفاده می شود. ویرایشگر فن‌آوری‌های مختلف تصفیه و اثرات آن‌ها از فاضلاب حاوی نیتروژن آمونیاک را تجزیه و تحلیل و خلاصه می‌کند تا مرجعی برای انتخاب روش‌های فرآیند و پارامترهای طراحی در فرآیند تصفیه صنعتی ارائه کند.

فناوری تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاکی با غلظت بالا
فاضلاب نیتروژن آمونیاکی با غلظت بالا به فاضلاب هایی با غلظت جرمی نیتروژن آمونیاکی بیشتر از 500 میلی گرم در لیتر اطلاق می شود. با توسعه صنایعی مانند نفت، صنایع شیمیایی، متالورژی، مواد غذایی و دارویی و بهبود مستمر استانداردهای زندگی مردم، محتوای نیتروژن آمونیاکی در پساب های صنعتی و فاضلاب های خانگی شهری به شدت افزایش یافته است که نشان می دهد منابع زیادی وجود دارد. آلودگی نیتروژن آمونیاکی، انتشار زیاد و غلظت انتشار افزایش یافته است. ویژگی های عالی در حال حاضر، فن‌آوری‌های تصفیه فاضلاب با نیتروژن با آمونیاک بالا عمدتاً از روش‌های سلب، روش بارش شیمیایی و غیره استفاده می‌کنند.

روش سلب کردن
فرآیند عبور هوا به داخل فاضلاب برای تبدیل گاز محلول و املاح فرار در فاضلاب از فاز مایع به فاز گاز، به طوری که فاضلاب تصفیه می شود، استریپینگ نامیده می شود.
اصل اساسی روش سلب، تئوری تعادل فاز گاز- مایع و سرعت انتقال جرم است. PH فاضلاب نیتروژن آمونیاکی را به حالت قلیایی تنظیم کنید، در این زمان یون های آمونیوم به مولکول های آمونیاک تبدیل می شوند و سپس گاز وارد آب می شود تا کاملاً با مایع تماس پیدا کند و گاز محلول و مولکول های آمونیاک فرار در فاضلاب. از فصل مشترک گاز و مایع عبور کرده و به فاز گاز تبدیل می شود تا به هدف حذف نیتروژن آمونیاکی دست یابد. معمولاً از هوا یا بخار آب به عنوان گاز حامل استفاده می شود، اولی را هوا stripping و دومی را بخار زدایی می نامند.
روش جداسازی بخار بازده بالایی دارد و میزان حذف نیتروژن آمونیاکی می تواند به بیش از 90 درصد برسد، اما انرژی زیادی مصرف می کند. به طور کلی در صنایع فولادسازی، کودهای شیمیایی، پتروشیمی و سایر صنایع استفاده می شود. مزیت آن این است که آمونیاک را می توان پس از درمان stripping بازیافت و بازیافت کرد. آب آمونیاک با کسر جرمی آمونیاک بیش از 30 درصد. اگرچه راندمان روش تهویه هوا کمتر از روش بخار است، اما مصرف انرژی پایین، تجهیزات ساده و عملکرد راحت دارد. زمانی که مقدار کل نیتروژن آمونیاکی زیاد نباشد، استفاده از روش تهویه هوا مقرون به صرفه تر است. در عین حال، می توان از اسید سولفوریک به عنوان جاذب برای جذب نیتروژن آمونیاک حذف شده استفاده کرد و سولفات آمونیوم تولید شده را می توان به کود تبدیل کرد. اما در فرآیند تولید برج‌های جداسازی آمونیاک در مقیاس بزرگ، تولید مقیاس مشکل دشوارتری است. مشکل مقیاس نرم را می توان با نصب سیستم آب پاششی به طور موثر حل کرد اما برای مقیاس سخت دستگاه اسپری نمی تواند آن را برطرف کند. علاوه بر این، سرعت حذف نیتروژن آمونیاکی در دمای پایین کم است و گاز پاک شده، آلودگی ثانویه را تشکیل می دهد. بنابراین، روش سلب کردن به طور کلی در ترکیب با سایر روش های تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاکی استفاده می شود و روش سلب برای پیش تصفیه فاضلاب نیتروژن آمونیاکی با غلظت بالا استفاده می شود.

روش رسوب شیمیایی (روش رسوب دهی منیزیم آمونیوم فسفات)
اصل روش رسوب شیمیایی به این صورت است که مواد حاوی Mg2 plus و PO{1}} به فاضلاب نیتروژن آمونیاکی اضافه می شود، به طوری که نیتروژن آمونیاکی و فسفر موجود در فاضلاب به صورت استروویت (منیزیم آمونیوم فسفات) رسوب می کند. و نیتروژن و فسفر موجود در فاضلاب به طور همزمان بازیابی می شوند.
مزایای روش رسوب شیمیایی عمدتاً به شرح زیر است: طراحی فرآیند و عملیات نسبتاً ساده است. واکنش پایدار است، کمتر تحت تأثیر محیط خارجی قرار می گیرد، و مقاومت در برابر ضربه قوی است. نرخ نیترات زدایی بالا است، اثر آشکار است، و فسفات آمونیوم منیزیم تولید شده را می توان به عنوان یک کود ترکیبی معدنی استفاده کرد. مشکلات بازیافت نیتروژن و آلودگی ثانویه را حل می کند و مزایای اقتصادی و زیست محیطی خوبی دارد.

تکنولوژی تصفیه فاضلاب صنعتی نیتروژن آمونیاکی با غلظت کم
با توجه به دلایل فنی و هزینه های تصفیه، بسیاری از شرکت ها در کشور ما تنها در هنگام تخلیه فاضلاب، تصفیه پیشرفته COD را انجام می دهند، اما اغلب از تصفیه نیتروژن آمونیاکی با غلظت پایین چشم پوشی می کنند. دو جزء اصلی نیتروژن آمونیاکی در فاضلاب وجود دارد، یکی نیتروژن آمونیاکی است که توسط آب آمونیاکی تشکیل می شود و دیگری نیتروژن آمونیاکی است که توسط آمونیاک معدنی، عمدتا سولفات آمونیوم و کلرید آمونیوم تشکیل شده است. نیتروژن آمونیاکی یکی از عوامل مهمی است که باعث اوتروفیکاسیون بدنه های آبی می شود. هنگامی که این نوع فاضلاب بازیافت می شود، باعث خوردگی فلز در خط لوله، کاهش عمر تجهیزات و خطوط لوله و افزایش هزینه های نگهداری می شود. در حال حاضر، فناوری‌هایی که معمولاً در صنعت برای مقابله با نیتروژن آمونیاکی با غلظت پایین استفاده می‌شود، عمدتاً شامل روش جذب، روش کلرزنی نقطه شکست، روش بیولوژیکی، فناوری غشاء و غیره است.

https://www.biocell-enviro.com/