Хемикалија и поступак за уклањање амонијачног азота из воде

1. Шта је амонијачни азот?

Амонијачни азот се односи на амонијак у облику слободног амонијака (или нејонског амонијака, NH3) или јонског амонијака (NH4+). Виши pH и већи удео слободног амонијака; Напротив, удео амонијумове соли је висок.

Амонијачни азот је хранљива материја у води која може довести до еутрофикације воде и главни је загађивач воде који троши кисеоник, а токсичан је за рибе и неке водене организме.

Главни штетни ефекат амонијачног азота на водене организме је слободни амонијак, чија је токсичност десетине пута већа од токсичности амонијумове соли и повећава се са повећањем алкалности. Токсичност амонијачног азота је уско повезана са pH вредношћу и температуром воде у базену, генерално, што је pH вредност и температура воде виша, то је токсичност јача.

Две колориметријске методе приближне осетљивости које се обично користе за одређивање амонијака су класична метода Неслеровог реагенса и метода фенол-хипохлорита. Титрације и електричне методе се такође често користе за одређивање амонијака; када је садржај амонијачног азота висок, може се користити и метода дестилационе титрације. (Национални стандарди укључују методу Натовог реагенса, спектрофотометрију са салицилном киселином, методу дестилационе титрације)

2. Процес физичког и хемијског уклањања азота

① Метода хемијског таложења

Метода хемијског таложења, позната и као МАП метода таложења, јесте додавање магнезијума и фосфорне киселине или хидрогенфосфата у отпадну воду која садржи амонијачни азот, тако да NH4+ у отпадној води реагује са Mg+ и PO4- у воденом раствору и ствара талог амонијум-магнезијум-фосфата, молекулска формула је MgNH4P04.6H20, како би се постигао циљ уклањања амонијачног азота. Магнезијум-амонијум-фосфат, познатији као струвит, може се користити као компост, адитив за земљиште или средство за успоравање горења за грађевинске структурне производе. Једначина реакције је следећа:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

Главни фактори који утичу на ефекат третмана хемијским таложењем су pH вредност, температура, концентрација амонијачног азота и моларни однос (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). Резултати показују да је ефекат третмана бољи када је pH вредност 10, а моларни однос магнезијума, азота и фосфора 1,2:1:1,2.

Коришћењем магнезијум хлорида и динатријум хидрогенфосфата као средстава за таложење, резултати показују да је ефекат третмана бољи када је pH вредност 9,5, а моларни однос магнезијума, азота и фосфора 1,2:1:1.

Резултати показују да је MgC12+Na3PO4.12H20 супериорнији у односу на друге комбинације таложења. Када је pH вредност 10,0, температура 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-) = 1:1:1, масена концентрација амонијачног азота у отпадној води након мешања током 30 минута је смањена са 222 мг/Л пре третмана на 17 мг/Л, а стопа уклањања је 92,3%.

Метода хемијског таложења и метода течне мембране комбиноване су за третман отпадних вода са високом концентрацијом индустријског амонијачног азота. Под условима оптимизације процеса таложења, стопа уклањања амонијачног азота достигла је 98,1%, а затим је даљи третман методом течног филма смањио концентрацију амонијачног азота на 0,005 г/л, достигавши национални стандард емисије прве класе.

Испитан је ефекат уклањања двовалентних металних јона (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) осим Mg+ на амонијачни азот под дејством фосфата. Предложен је нови процес преципитације CaSO4 - MAP преципитације за отпадне воде амонијум сулфата. Резултати показују да се традиционални регулатор NaOH може заменити кречом.

Предност методе хемијског таложења је у томе што је, када је концентрација отпадних вода са амонијачним азотом висока, примена других метода ограничена, као што су биолошки метод, метод хлорисања на преломној тачки, метод мембранске сепарације, метод јонске измене итд. У овом случају, метода хемијског таложења може се користити за претходни третман. Ефикасност уклањања методе хемијског таложења је боља и није ограничена температуром, а рад је једноставан. Таложени муљ који садржи магнезијум-амонијум-фосфат може се користити као композитно ђубриво за искоришћење отпада, чиме се надокнађује део трошкова; Ако се може комбиновати са неким индустријским предузећима која производе отпадне воде са фосфатима и предузећима која производе слани раствор, може се уштедети фармацеутски трошкови и олакшати примена у великим размерама.

Мана методе хемијског таложења је тај што због ограничења производа растворљивости амонијум-магнезијум-фосфата, након што амонијачни азот у отпадним водама достигне одређену концентрацију, ефекат уклањања није очигледан и трошкови уласка су знатно повећани. Стога, метод хемијског таложења треба користити у комбинацији са другим методама погодним за напредни третман. Количина реагенса који се користи је велика, произведени муљ је велики, а трошкови третмана су високи. Уношење хлоридних јона и резидуалног фосфора током дозирања хемикалија може лако изазвати секундарно загађење.

Велепродаја произвођача и добављача алуминијум сулфата | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

Велепродаја произвођача и добављача дибазног натријум фосфата | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②метод испуштања

Уклањање амонијачног азота методом дувања подразумева подешавање pH вредности на алкалну, тако да се јон амонијака у отпадној води претвара у амонијак, тако да углавном постоји у облику слободног амонијака, а затим се слободни амонијак извлачи из отпадне воде кроз носачки гас, како би се постигао циљ уклањања амонијачног азота. Главни фактори који утичу на ефикасност дувања су pH вредност, температура, однос гаса и течности, брзина протока гаса, почетна концентрација и тако даље. Тренутно се метод дувања широко користи у третману отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота.

Проучавано је уклањање амонијачног азота из процедне воде са депоније методом одувавања. Утврђено је да су кључни фактори који контролишу ефикасност одувавања температура, однос гаса и течности и pH вредност. Када је температура воде већа од 2590°C, однос гаса и течности око 3500°C, а pH вредност око 10,5, стопа уклањања може достићи више од 90% за процедну воду са депоније са концентрацијом амонијачног азота од 2000-4000 мг/л. Резултати показују да када је pH = 11,5, температура одвајања 80°C и време одвајања 120 минута, стопа уклањања амонијачног азота из отпадних вода може достићи 99,2%.

Ефикасност оддувавања отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота спроведена је помоћу противструјног оддувавања. Резултати су показали да се ефикасност оддувавања повећава са повећањем pH вредности. Што је већи однос гаса и течности, већа је покретачка сила преноса масе за одвајање амонијака, а ефикасност оддувавања се такође повећава.

Уклањање амонијачног азота методом дувања је ефикасно, једноставно за руковање и лако се контролише. Удувани амонијачни азот може се користити као апсорбер са сумпорном киселином, а генерисани новац сумпорне киселине може се користити као ђубриво. Метода дувања је тренутно уобичајена технологија за физичко и хемијско уклањање азота. Међутим, метода дувања има неке недостатке, као што су често стварање каменца у кули за дување, ниска ефикасност уклањања амонијачног азота на ниској температури и секундарно загађење изазвано гасом од дувања. Метода дувања се генерално комбинује са другим методама третмана отпадних вода од амонијачног азота за претходни третман отпадних вода од амонијачног азота високе концентрације.

③Хлорисање на граничној тачки

Механизам уклањања амонијака хлорисањем на тачки прекида је да гасовити хлор реагује са амонијаком и ствара безопасни азот, а N2 излази у атмосферу, због чега се извор реакције наставља удесно. Реакциона формула је:

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

Када се хлорни гас преноси у отпадну воду до одређене тачке, садржај слободног хлора у води је низак, а концентрација амонијака је нула. Када количина хлорног гасног пређе ту тачку, количина слободног хлора у води ће се повећати, стога се та тачка назива преломна тачка, а хлорисање у овом стању се назива преломна тачка хлорисања.

Метода хлорисања на прекидној тачки се користи за третман отпадних вода из бушења након удувавања амонијачног азота, а ефекат третмана директно је под утицајем процеса удувавања амонијачног азота пре третмана. Када се 70% амонијачног азота из отпадних вода уклони процесом удувавања, а затим третира хлорисањем на прекидној тачки, масена концентрација амонијачног азота у ефлуенту је мања од 15 мг/Л. Џанг Шенгли и др. су као објекат истраживања узели симулирану отпадну воду са амонијачним азотом са масеном концентрацијом од 100 мг/Л, а резултати истраживања су показали да су главни и секундарни фактори који утичу на уклањање амонијачног азота оксидацијом натријум хипохлорита били количински однос хлора и амонијачног азота, време реакције и pH вредност.

Метода хлорисања на тачки прекида има високу ефикасност уклањања азота, стопа уклањања може достићи 100%, а концентрација амонијака у отпадним водама може се свести на нулу. Ефекат је стабилан и не зависи од температуре; потребна је мања инвестиција у опрему, брз и потпун одзив; има ефекат стерилизације и дезинфекције водених тела. Обим примене методе хлорисања на тачки прекида је када је концентрација отпадних вода са амонијачним азотом мања од 40 мг/Л, па се метода хлорисања на тачки прекида углавном користи за напредни третман отпадних вода са амонијачним азотом. Захтеви за безбедну употребу и складиштење су високи, трошкови третмана су високи, а нуспроизводи хлорамини и хлорисани органски састојци изазивају секундарно загађење.

④метод каталитичке оксидације

Каталитичка оксидација је метода пречишћавања, која се врши дејством катализатора. Под одређеном температуром и притиском, органска материја и амонијак у канализацији се оксидују ваздухом и разлажу на безопасне супстанце попут CO2, N2 и H2O.

Фактори који утичу на ефекат каталитичке оксидације су карактеристике катализатора, температура, време реакције, pH вредност, концентрација амонијачног азота, притисак, интензитет мешања и тако даље.

Проучаван је процес разградње озонираног амонијачног азота. Резултати су показали да када се pH вредност повећа, настаје врста HO радикала са јаком оксидационом способношћу, а брзина оксидације се значајно убрзава. Студије показују да озон може оксидовати амонијачни азот у нитрит и нитрит у нитрат. Концентрација амонијачног азота у води се смањује са повећањем времена, а брзина уклањања амонијачног азота је око 82%. CuO-MnO2-CeO2 је коришћен као композитни катализатор за третман отпадних вода са амонијачним азотом. Експериментални резултати показују да је оксидациона активност новоприпремљеног композитног катализатора значајно побољшана, а одговарајући услови процеса су 255℃, 4,2MPa и pH = 10,8. При третману отпадних вода са амонијачним азотом са почетном концентрацијом од 1023 мг/Л, брзина уклањања амонијачног азота може достићи 98% у року од 150 минута, достижући национални стандард секундарног испуштања (50 мг/Л).

Каталитичке перформансе TiO2 фотокатализатора на зеолиту испитане су проучавањем брзине разградње амонијачног азота у раствору сумпорне киселине. Резултати показују да је оптимална доза TiO2/зеолит фотокатализатора 1,5 г/Л, а време реакције 4 сата под ултраљубичастим зрачењем. Брзина уклањања амонијачног азота из отпадних вода може достићи 98,92%. Проучаван је ефекат уклањања фенолног и амонијачног азота под ултраљубичастим светлом. Резултати показују да је брзина уклањања амонијачног азота 97,5% када се pH = 9,0 примени на раствор амонијачног азота са концентрацијом од 50 мг/Л, што је 7,8% и 22,5% више него код самог гвожђа или самог хларидиоксида.

Метода каталитичке оксидације има предности високе ефикасности пречишћавања, једноставног процеса, мале површине дна итд., и често се користи за третман отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота. Тешкоћа у примени је како спречити губитак катализатора и заштитити опрему од корозије.

⑤електрохемијска оксидациона метода

Метода електрохемијске оксидације односи се на метод уклањања загађивача у води коришћењем електрооксидације са каталитичком активношћу. Фактори који утичу су густина струје, брзина протока на улазу, време на излазу и време тачке раствора.

Проучавана је електрохемијска оксидација отпадних вода са амонијаком и азотом у електролитичкој ћелији са циркулишућим протоком, где је позитивна страна електрична енергија из мреже Ti/RuO2-TiO2-IrO2-SnO2, а негативна страна електрична енергија из мреже Ti. Резултати показују да када је концентрација хлоридних јона 400 мг/Л, почетна концентрација амонијачног азота је 40 мг/Л, брзина протока улазне воде је 600 мл/мин, густина струје је 20 мА/цм, а време електролите је 90 мин, брзина уклањања амонијачног азота је 99,37%. То показује да електролитичка оксидација отпадних вода са амонијаком и азотом има добар изглед за примену.

3. Процес биохемијског уклањања азота

①цела нитрификација и денитрификација

Нитрификација и денитрификација у целом процесу је врста биолошке методе која се већ дуго користи. Она претвара амонијачни азот из отпадних вода у азот кроз низ реакција као што су нитрификација и денитрификација под дејством различитих микроорганизама, како би се постигао циљ пречишћавања отпадних вода. Процес нитрификације и денитрификације за уклањање амонијачног азота мора проћи кроз две фазе:

Реакција нитрификације: Реакцију нитрификације завршавају аеробни аутотрофни микроорганизми. У аеробном стању, неоргански азот се користи као извор азота за претварање NH4+ у NO2-, а затим се оксидује у NO3-. Процес нитрификације може се поделити у две фазе. У другој фази, нитрификујуће бактерије претварају нитрит у нитрат (NO3-), а нитрификујуће бактерије претварају нитрит у нитрат (NO3-).

Реакција денитрификације: Реакција денитрификације је процес у којем денитрификујуће бактерије редукују нитритни азот и нитратни азот у гасовити азот (N2) у стању хипоксије. Денитрификујуће бактерије су хетеротрофни микроорганизми, од којих већина припада амфиктичним бактеријама. У стању хипоксије, оне користе кисеоник у нитрату као акцептор електрона и органску материју (БПК компоненту у канализацији) као донор електрона да би обезбедиле енергију, оксидовале се и стабилизовале.

Примене у инжењерству целог процеса нитрификације и денитрификације углавном укључују AO, A2O, оксидациони јарак итд., што је зрелија метода која се користи у индустрији биолошког уклањања азота.

Цео метод нитрификације и денитрификације има предности стабилног ефекта, једноставног рада, одсуства секундарног загађења и ниске цене. Овај метод такође има неке недостатке, као што је потреба за додавањем извора угљеника када је однос C/N у отпадној води низак, захтеви за температуром су релативно строги, ефикасност је ниска на ниској температури, површина је велика, потреба за кисеоником је велика, а неке штетне супстанце попут јона тешких метала имају притискајући ефекат на микроорганизме, које је потребно уклонити пре него што се спроведе биолошка метода. Поред тога, висока концентрација амонијачног азота у отпадној води такође има инхибиторни ефекат на процес нитрификације. Стога, претходни третман треба извршити пре третмана отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота, тако да концентрација отпадних вода са амонијачним азотом буде мања од 500 мг/Л. Традиционални биолошки метод је погодан за третман отпадних вода са ниском концентрацијом амонијачног азота које садрже органске материје, као што су кућне канализације, хемијске отпадне воде итд.

②Истовремена нитрификација и денитрификација (SND)

Када се нитрификација и денитрификација спроводе заједно у истом реактору, то се назива симултаном дигестивном денитрификацијом (СНД). Растворени кисеоник у отпадним водама је ограничен брзином дифузије да би се створио градијент раствореног кисеоника у микроокружењу на микробној флокули или биофилму, што чини градијент раствореног кисеоника на спољашњој површини микробне флокуле или биофилма погодним за раст и размножавање аеробних нитрификујућих бактерија и бактерија које амонијакују. Што је дубље у флокули или мембрани, то је нижа концентрација раствореног кисеоника, што резултира аноксичном зоном где доминирају денитрификујуће бактерије. Тако се формира симултани процес варења и денитрификације. Фактори који утичу на симултану дигестију и денитрификацију су pH вредност, температура, алкалност, извор органског угљеника, растворени кисеоник и старост муља.

Истовремена нитрификација/денитрификација је постојала у Карусел оксидационом каналу, а концентрација раствореног кисеоника између аерираног импелера у Карусел оксидационом каналу постепено се смањивала, а растворени кисеоник у доњем делу Карусел оксидационог канала био је нижи него у горњем делу. Брзине формирања и потрошње нитратног азота у сваком делу канала су скоро једнаке, а концентрација амонијачног азота у каналу је увек веома ниска, што указује на то да се реакције нитрификације и денитрификације одвијају истовремено у Карусел оксидационом каналу.

Студија о третману кућних отпадних вода показује да што је виши CODCr, то је денитрификација потпунија и уклањање TN боље. Утицај раствореног кисеоника на истовремену нитрификацију и денитрификацију је велики. Када се растворени кисеоник контролише на 0,5~2 мг/Л, ефекат уклањања укупног азота је добар. Истовремено, метода нитрификације и денитрификације штеди реактор, скраћује време реакције, има ниску потрошњу енергије, штеди инвестиције и лако је одржавати стабилну pH вредност.

③Краткорочна дигестија и денитрификација

У истом реактору, бактерије које оксидују амонијак користе се за оксидацију амонијака у нитрит под аеробним условима, а затим се нитрит директно денитрификује да би се произвео азот са органском материјом или спољним извором угљеника као донором електрона под условима хипоксије. Фактори утицаја на краткорочну нитрификацију и денитрификацију су температура, слободни амонијак, pH вредност и растворени кисеоник.

Утицај температуре на нитрификацију кратког домета градске канализације без морске воде и градске канализације са 30% морске воде. Експериментални резултати показују да: за градску канализацију без морске воде, повећање температуре погодује постизању нитрификације кратког домета. Када је удео морске воде у кућној канализацији 30%, нитрификација кратког домета се може боље постићи у условима средње температуре. Технолошки универзитет у Делфту развио је ШАРОН процес, коришћење високе температуре (око 30-4090) погодује пролиферацији нитритних бактерија, тако да нитритне бактерије губе конкуренцију, док контролом старости муља елиминише нитритне бактерије, тако да реакција нитрификације прелази у нитритну фазу.

На основу разлике у афинитету кисеоника између нитритних бактерија и нитритних бактерија, Лабораторија за микробну екологију у Генту развила је OLAND процес како би постигла акумулацију нитритног азота контролисањем раствореног кисеоника ради елиминације нитритних бактерија.

Резултати пилот теста третмана отпадних вода из коксовања краткорочном нитрификацијом и денитрификацијом показују да када су концентрације ХПК, амонијачног азота, ТН и фенола у улазу 1201,6, 510,4, 540,1 и 110,4 мг/л, просечне концентрације ХПК, амонијачног азота, ТН и фенола у ефлуенту су 197,1, 14,2, 181,5 и 0,4 мг/л, респективно. Одговарајуће стопе уклањања биле су 83,6%, 97,2%, 66,4% и 99,6%, респективно.

Процес нитрификације и денитрификације кратког домета не пролази кроз фазу нитрата, штедећи извор угљеника потребан за биолошко уклањање азота. Има одређене предности за отпадне воде са амонијачним азотом са ниским односом C/N. Нитрификација и денитрификација кратког домета имају предности мањег броја муља, кратког времена реакције и уштеде запремине реактора. Међутим, нитрификација и денитрификација кратког домета захтевају стабилну и трајну акумулацију нитрита, па је кључно како ефикасно инхибирати активност нитрификујућих бактерија.

④ Анаеробна оксидација амонијака

Анаеробна амоксидација је процес директне оксидације амонијачног азота у азот од стране аутотрофних бактерија под условима хипоксије, са азотним азотом или азотним азотом као акцептором електрона.

Проучавани су ефекти температуре и pH вредности на биолошку активност anammoX-а. Резултати су показали да је оптимална температура реакције била 30℃, а pH вредност 7,8. Проучавана је изводљивост анаеробног ammoX реактора за третман отпадних вода са високим салинитетом и високом концентрацијом азота. Резултати су показали да висок салинитет значајно инхибира anammoX активност, и да је ова инхибиција реверзибилна. Анаеробна ammox активност неаклиматизованог муља била је 67,5% нижа од оне код контролног муља при салинитету од 30 г.л-1 (NaCl). AnammoX активност аклиматизованог муља била је 45,1% нижа од оне код контролног. Када је аклиматизовани муљ пребачен из средине са високим салинитетом у средину са ниским салинитетом (без сланог раствора), анаеробна ammoX активност је повећана за 43,1%. Међутим, реактор је склон паду функционалности када ради у условима високог салинитета дуже време.

У поређењу са традиционалним биолошким процесом, анаеробни ammoX је економичнија технологија биолошког уклањања азота без додатног извора угљеника, са ниском потрошњом кисеоника, без потребе за реагенсима за неутрализацију и мањим производњом муља. Недостаци анаеробног ammox-а су што је брзина реакције мала, запремина реактора велика и извор угљеника је неповољан за анаеробни amMOX, што има практичан значај за решавање проблема отпадних вода са амонијачним азотом и слабом биоразградивошћу.

4. процес одвајања и адсорпције азота

① метод мембранске сепарације

Метода мембранског раздвајања је коришћење селективне пропустљивости мембране за селективно раздвајање компоненти у течности, како би се постигао циљ уклањања амонијачног азота. Укључује реверзну осмозу, нанофилтрацију, деамонијациону мембрану и електродијализу. Фактори који утичу на мембранско раздвајање су карактеристике мембране, притисак или напон, pH вредност, температура и концентрација амонијачног азота.

Према квалитету воде отпадних вода од амонијачног азота које испушта топионица ретких земаља, експеримент реверзне осмозе је спроведен са симулираним отпадним водама NH4C1 и NaCI. Утврђено је да под истим условима, реверзна осмоза има већу стопу уклањања NaCI, док NHCl има већу стопу производње воде. Стопа уклањања NH4C1 је 77,3% након третмана реверзном осмозом, што се може користити као претходни третман отпадних вода од амонијачног азота. Технологија реверзне осмозе може уштедети енергију, имати добру термичку стабилност, али је отпорна на хлор и загађење лоша.

За третман процедне воде са депоније коришћен је процес сепарације биохемијском нанофилтрационом мембраном, тако да је 85%~90% пропусне течности испуштено према стандарду, а само 0%~15% концентроване канализационе течности и блата враћено је у резервоар за смеће. Озтурки и др. третирали су процедну воду са депоније Одајери у Турској нанофилтрационом мембраном, а стопа уклањања амонијачног азота била је око 72%. Нанофилтрациона мембрана захтева нижи притисак од мембране реверзне осмозе, једноставна је за руковање.

Систем мембране за уклањање амонијака се генерално користи у третману отпадних вода са високим садржајем амонијачног азота. Амонијачни азот у води има следећи баланс: NH4- +OH- = NH3+H2O током рада, отпадна вода која садржи амонијак тече у омотачу мембранског модула, а течност која апсорбује киселину тече у цеви мембранског модула. Када се pH вредност отпадне воде повећа или температура порасте, равнотежа се помера удесно, а амонијум јон NH4- постаје слободни гасовити NH3. У овом тренутку, гасовити NH3 може ући у течну фазу за апсорпцију киселине у цеви из фазе отпадне воде у омотачу кроз микропоре на површини шупљих влакана, где га апсорбује раствор киселине и одмах постаје јонски NH4-. Одржавајте pH вредност отпадне воде изнад 10, а температуру изнад 35°C (испод 50°C), тако да ће NH4 у фази отпадне воде континуирано прелазити у NH3 и мигрирати у течну фазу за апсорпцију. Као резултат тога, концентрација амонијачног азота у отпадној води континуирано се смањује. Течна фаза апсорпције киселине, јер садржи само киселину и NH4⁻, формира веома чисту амонијумову со и достиже одређену концентрацију након континуиране циркулације, која се може рециклирати. С једне стране, употреба ове технологије може значајно побољшати брзину уклањања амонијачног азота из отпадних вода, а са друге стране, може смањити укупне трошкове рада система за пречишћавање отпадних вода.

② метода електродијализе

Електродијализа је метода уклањања растворених чврстих материја из водених раствора применом напона између мембранских парова. Под дејством напона, јони амонијака и други јони у отпадној води са амонијаком и азотом се обогаћују кроз мембрану у концентрованој води која садржи амонијак, како би се постигао циљ уклањања.

Метода електродијализе је коришћена за третман неорганских отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота и постигнути су добри резултати. За отпадне воде са садржајем амонијачног азота од 2000-3000 мг/л, стопа уклањања амонијачног азота може бити већа од 85%, а концентрована амонијачна вода може се добити за 8,9%. Количина електричне енергије потрошене током рада електродијализе је пропорционална количини амонијачног азота у отпадним водама. Третман отпадних вода електродијализом није ограничен pH вредношћу, температуром и притиском, и једноставан је за руковање.

Предности мембранске сепарације су висок опоравак амонијачног азота, једноставан рад, стабилан ефекат третмана и одсуство секундарног загађења. Међутим, приликом третмана отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота, осим деамонијеве мембране, остале мембране се лако зачепљују и стварају камен, а регенерација и повратно испирање су чести, што повећава трошкове третмана. Стога је ова метода погоднија за претходни третман или отпадне воде са ниском концентрацијом амонијачног азота.

③ Метода јонске размене

Метода јонске измене је метода за уклањање амонијачног азота из отпадних вода коришћењем материјала са јаком селективном адсорпцијом јона амонијака. Уобичајено коришћени адсорпциони материјали су активни угаљ, зеолит, монтморилонит и измењивачка смола. Зеолит је врста силико-алумината са тродимензионалном просторном структуром, правилном структуром пора и шупљина, међу којима клиноптилолит има јак селективни капацитет адсорпције за јоне амонијака и ниску цену, па се често користи као адсорпциони материјал за отпадне воде са амонијачним азотом у инжењерству. Фактори који утичу на ефекат третмана клиноптилолитом укључују величину честица, концентрацију улазног амонијачног азота, време контакта, pH вредност и тако даље.

Адсорпциони ефекат зеолита на амонијачни азот је очигледан, затим следи ранит, а ефекат земљишта и керамизита је слаб. Главни начин уклањања амонијачног азота из зеолита је јонска размена, а ефекат физичке адсорпције је веома мали. Ефекат јонске размене керамита, земљишта и ранита је сличан ефекту физичке адсорпције. Адсорпциони капацитет четири пунила се смањивао са повећањем температуре у опсегу од 15-35℃, а повећавао се са повећањем pH вредности у опсегу од 3-9. Адсорпциона равнотежа је постигнута након 6 сати осцилације.

Проучавана је изводљивост уклањања амонијачног азота из процедне воде са депоније адсорпцијом зеолитом. Експериментални резултати показују да сваки грам зеолита има ограничен потенцијал адсорпције од 15,5 мг амонијачног азота. Када је величина честица зеолита 30-16 меша, брзина уклањања амонијачног азота достиже 78,5%. При истом времену адсорпције, дози и величини честица зеолита, што је већа концентрација улазног амонијачног азота, већа је брзина адсорпције и могуће је да зеолит као адсорбент уклони амонијачни азот из процедне воде. Истовремено, истиче се да је брзина адсорпције амонијачног азота зеолитом ниска и да је зеолиту тешко да достигне капацитет засићења адсорпције у практичном раду.

Проучаван је ефекат уклањања азота, ХПК и других загађивача помоћу биолошког зеолитног слоја у симулираној сеоској канализацији. Резултати показују да је стопа уклањања амонијачног азота помоћу биолошког зеолитног слоја већа од 95%, а на уклањање нитратног азота значајно утиче време хидрауличног задржавања.

Метода јонске размене има предности малих улагања, једноставног процеса, практичног рада, неосетљивости на отрове и температуру и поновне употребе зеолита регенерацијом. Међутим, приликом третмана отпадних вода са високом концентрацијом амонијачног азота, регенерација је честа, што доноси неугодности у раду, па је потребно комбиновати је са другим методама третмана амонијачним азотом или је користити за третман отпадних вода са ниском концентрацијом амонијачног азота.

Велепродаја произвођача и добављача 4А зеолита | EVERBRIGHT (cnchemist.com)