Chimique et procédé pour éliminer l'azote de l'ammoniac de l'eau

1. Qu'est-ce que l'azote de l'ammoniac?

L'azote d'ammoniac fait référence à l'ammoniac sous forme d'ammoniac libre (ou d'ammoniac non ionique, NH3) ou d'ammoniac ionique (NH4 +). PH plus élevé et proportion plus élevée d'ammoniac libre; Au contraire, la proportion de sel d'ammonium est élevée.

L'azote à l'ammoniac est un nutriment dans l'eau, ce qui peut entraîner une eutrophisation de l'eau, et est le principal polluant consommant de l'oxygène dans l'eau, qui est toxique pour les poissons et certains organismes aquatiques.

Le principal effet nocif de l'azote de l'ammoniac sur les organismes aquatiques est l'ammoniac libre, dont la toxicité est des dizaines de fois supérieure à celle du sel d'ammonium, et augmente avec l'augmentation de l'alcalinité. La toxicité de l'azote de l'ammoniac est étroitement liée à la valeur du pH et à la température de l'eau de l'eau de la piscine, en général, plus la valeur du pH et la température de l'eau sont élevées, plus la toxicité est forte.

Deux méthodes colorimétriques de sensibilité approximatives couramment utilisées pour déterminer l'ammoniac sont la méthode classique du réactif de Nessler et la méthode du phénol-hy-hypochlorite. Les titrages et les méthodes électriques sont également couramment utilisés pour déterminer l'ammoniac; Lorsque la teneur en azote de l'ammoniac est élevée, la méthode de titrage de distillation peut également être utilisée. (Les normes nationales incluent la méthode des réactifs de Nath, la spectrophotométrie à l'acide salicylique, la distillation - méthode de titrage)

2. processus d'élimination physique et chimique de l'azote

① Méthode des précipitations chimiques

La méthode des précipitations chimiques, également connue sous le nom de méthode de précipitation MAP, consiste à ajouter du magnésium et de l'acide phosphorique ou du phosphate d'hydrogène aux eaux usées contenant de l'azote d'ammoniac, de sorte que NH4 + dans les eaux usées réagit avec Mg + et Po4- dans une solution aqueuse pour générer un Ammonium Magnésium Phosphate Precipitation, la formule moléculaire est de la formule MGNH4p04.6 Élimination de l'azote de l'ammoniac. Le phosphate d'ammonium de magnésium, communément appelé struvite, peut être utilisé comme compost, additif de sol ou ignifuge pour construire des produits structurels. L'équation de réaction est la suivante:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

Les principaux facteurs affectant l'effet de traitement des précipitations chimiques sont la valeur du pH, la température, la concentration en azote d'ammoniac et le rapport molaire (N (mg +): N (NH4 +): N (p04-)). Les résultats montrent que lorsque la valeur du pH est de 10 et le rapport molaire du magnésium, de l'azote et du phosphore est de 1,2: 1: 1,2, l'effet de traitement est meilleur.

En utilisant du chlorure de magnésium et du phosphate d'hydrogène disodique comme agents précipitants, les résultats montrent que l'effet de traitement est meilleur lorsque la valeur de pH est de 9,5 et le rapport molaire du magnésium, de l'azote et du phosphore est de 1,2: 1: 1.

Les résultats montrent que MGC12 + NA3PO4.12H20 est supérieur à d'autres combinaisons d'agents précipités. Lorsque la valeur du pH est de 10,0, la température est de 30 ℃, n (mg +): n (nh4 +): n (p04 -) = 1: 1: 1, la concentration en masse d'azote d'ammoniac dans les eaux usées après l'agitation pendant 30 minutes est réduite de 222 mg / L avant le traitement à 17 mg / L, et le taux de suppression est de 92,3%.

La méthode des précipitations chimiques et la méthode de la membrane liquide ont été combinées pour le traitement des eaux usées d'azote à ammoniac industriel à haute concentration. Dans les conditions d'optimisation du processus de précipitation, le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac a atteint 98,1%, puis un traitement supplémentaire avec une méthode de film liquide a réduit la concentration d'azote d'ammoniac à 0,005 g / L, atteignant la norme nationale d'émission de première classe.

L'effet d'élimination des ions métalliques divalents (Ni +, Mn +, Zn +, Cu +, Fe +) autres que Mg + sur l'azote d'ammoniac sous l'action du phosphate a été étudié. Un nouveau processus de précipitation de la carte de précipitation Caso4 a été proposé pour les eaux usées au sulfate d'ammonium. Les résultats montrent que le régulateur traditionnel de NaOH peut être remplacé par la chaux.

L'avantage de la méthode des précipitations chimiques est que lorsque la concentration des eaux usées d'azote d'ammoniac est élevée, l'application d'autres méthodes est limitée, telle que la méthode biologique, la méthode de chloration du point de rupture, la méthode de séparation des membranes, la méthode d'échange d'ions, etc. À l'heure actuelle, la méthode des précipitations chimiques peut être utilisée pour le pré-traitement. L'efficacité d'élimination de la méthode des précipitations chimiques est meilleure, et elle n'est pas limitée par la température, et l'opération est simple. Les boues précipitées contenant du phosphate d'ammonium de magnésium peuvent être utilisées comme engrais composites pour réaliser l'utilisation des déchets, compensant ainsi une partie du coût; S'il peut être combiné avec certaines entreprises industrielles qui produisent des eaux usées de phosphate et des entreprises qui produisent de la saumure de sel, il peut économiser les coûts pharmaceutiques et faciliter une application à grande échelle.

L'inconvénient de la méthode des précipitations chimiques est qu'en raison de la restriction du produit de solubilité du phosphate d'ammonium magnésium, après que l'azote de l'ammoniac dans les eaux usées atteigne une certaine concentration, l'effet d'élimination n'est pas évident et le coût d'entrée est considérablement augmenté. Par conséquent, la méthode des précipitations chimiques doit être utilisée en combinaison avec d'autres méthodes adaptées au traitement avancé. La quantité de réactif utilisé est grande, les boues produites sont importantes et le coût du traitement est élevé. L'introduction d'ions chlorure et de phosphore résiduel pendant le dosage des produits chimiques peut facilement provoquer une pollution secondaire.

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②Blow hors méthode

L'élimination de l'azote de l'ammoniac par la méthode de soufflage est d'ajuster la valeur de pH en alcaline, de sorte que l'onmoniac dans les eaux usées est converti en ammoniac, de sorte qu'il existe principalement sous forme d'ammoniac libre, puis l'ammoniac libre est retiré des eaux usées par le gas-parole, afin d'atteindre le but de retirer l'ammoniac nitrogène. Les principaux facteurs affectant l'efficacité de soufflage sont la valeur du pH, la température, le rapport gaz-liquide, le débit de gaz, la concentration initiale, etc. À l'heure actuelle, la méthode de coupure est largement utilisée dans le traitement des eaux usées avec une concentration élevée d'azote d'ammoniac.

L'élimination de l'azote de l'ammoniac du lixiviat de décharge par la méthode de coup de rafale a été étudiée. Il a été constaté que les facteurs clés contrôlant l'efficacité de la rafale étaient la température, le rapport gaz-liquide et la valeur du pH. Lorsque la température de l'eau est supérieure à 2590, le rapport gaz-liquide est d'environ 3500 et le pH est d'environ 10,5, le taux d'élimination peut atteindre plus de 90% pour le lixiviat de décharge avec la concentration d'azote d'ammoniac pouvant atteindre 2000-4000 mg / L. Les résultats montrent que lorsque PH = 11,5, la température de décapage est de 80cc et que le temps de décapage est de 120 minutes, le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac dans les eaux usées peut atteindre 99,2%.

L'efficacité de violation des eaux usées à forte concentration d'ammoniac a été réalisée par une tour de coup à contre-courant. Les résultats ont montré que l'efficacité de violation augmentait avec l'augmentation de la valeur du pH. Plus le rapport gaz-liquide est grand, plus la force motrice du transfert de masse de dépouillement d'ammoniac est grande et l'efficacité de décapage augmente également.

L'élimination de l'azote d'ammoniac par la méthode de soufflage est efficace, facile à utiliser et facile à contrôler. L'azote d'ammoniac soufflé peut être utilisé comme absorbeur avec de l'acide sulfurique, et l'argent de l'acide sulfurique généré peut être utilisé comme engrais. La méthode de coup de soufflage est une technologie couramment utilisée pour l'élimination physique et chimique de l'azote. Cependant, la méthode de coupure présente certains inconvénients, tels que la mise à l'échelle fréquente dans la tour de rafale, une faible efficacité d'élimination de l'azote à l'ammoniac à basse température et une pollution secondaire causée par le gaz de coup. La méthode de soufflage est généralement combinée avec d'autres méthodes de traitement des eaux usées de l'azote d'ammoniac pour prétraiter les eaux usées d'azote d'ammoniac à haute concentration.

③ CHLORINATION Point de rupture

Le mécanisme de l'élimination de l'ammoniac par la chloration du point de rupture est que le chlore gaz réagit avec l'ammoniac pour produire de l'azote gazeux et N2 s'échappe dans l'atmosphère, ce qui fait que la source de réaction continue à droite. La formule de réaction est:

HOCL NH4 + + 1,5 -> 0,5 N2 H20 H ++ CL - 1,5 + 2,5 + 1,5)

Lorsque le chlore gazeux est transféré dans les eaux usées à un certain point, la teneur en chlore libre dans l'eau est faible et la concentration d'ammoniac est nulle. Lorsque la quantité de chlore gazeuse passe le point, la quantité de chlore libre dans l'eau augmentera, par conséquent, le point est appelé point de rupture, et la chloration dans cet état est appelée chloration du point de rupture.

La méthode de chloration du point de rupture est utilisée pour traiter les eaux usées du forage après un soufflage d'azote d'ammoniac, et l'effet de traitement est directement affecté par le processus de soufflage d'azote d'ammoniac. Lorsque 70% de l'azote de l'ammoniac dans les eaux usées est éliminé par procédure de soufflage puis traitée par chloration du point de rupture, la concentration de masse d'azote d'ammoniac dans l'effluent est inférieure à 15 mg / L. Zhang Shengli et al. a pris des eaux usées simulées d'azote d'ammoniac avec une concentration en masse de 100 mg / L comme objet de recherche, et les résultats de la recherche ont montré que les facteurs principaux et secondaires affectant l'élimination de l'azote d'ammoniac par oxydation de l'hypochlorite de sodium étaient le rapport de quantité de chlore à l'azote d'ammoniac, le temps de réaction et la valeur du pH.

La méthode de chloration du point de rupture a une efficacité d'élimination d'azote élevée, le taux d'élimination peut atteindre 100% et la concentration d'ammoniac dans les eaux usées peut être réduite à zéro. L'effet est stable et non affecté par la température; Moins d'équipement d'investissement, réponse rapide et complète; Il a pour effet de stérilisation et de désinfection sur le plan d'eau. La portée de l'application de la méthode de chloration sur le point de rupture est que la concentration des eaux usées de l'azote d'ammoniac est inférieure à 40 mg / L, de sorte que la méthode de chloration du point de rupture est principalement utilisée pour le traitement avancé des eaux usées d'azote d'ammoniac. L'exigence d'une utilisation et d'un stockage en toute sécurité est élevée, le coût du traitement est élevé et les sous-produits chloramines et les produits biologiques chlorés provoqueront une pollution secondaire.

Méthode d'oxydation des catalyses

La méthode d'oxydation catalytique se fait par l'action du catalyseur, sous une certaine température et pression, par l'oxydation de l'air, la matière organique et l'ammoniac dans les eaux usées peut être oxydée et décomposée en substances inoffensives telles que le CO2, N2 et H2O, pour atteindre le but de la purification.

Les facteurs affectant l'effet de l'oxydation catalytique sont les caractéristiques du catalyseur, la température, le temps de réaction, la valeur du pH, la concentration d'azote d'ammoniac, la pression, l'intensité d'agitation, etc.

Le processus de dégradation de l'azote d'ammoniac ozoné a été étudié. Les résultats ont montré que lorsque la valeur du pH augmentait, une sorte de radical ho avec une forte capacité d'oxydation était produite et le taux d'oxydation a été significativement accéléré. Des études montrent que l'ozone peut oxyder de l'azote de l'ammoniac en nitrite et en nitrite en nitrate. La concentration d'azote d'ammoniac dans l'eau diminue avec l'augmentation du temps, et le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac est d'environ 82%. Le CUO-MN02-CE02 a été utilisé comme catalyseur composite pour traiter les eaux usées de l'azote de l'ammoniac. Les résultats expérimentaux montrent que l'activité d'oxydation du catalyseur composite nouvellement préparé est significativement améliorée et que les conditions de processus appropriées sont de 255 ℃, 4,2 MPa et PH = 10,8. Dans le traitement des eaux usées d'azote à l'ammoniac avec une concentration initiale de 1023 mg / L, le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac peut atteindre 98% dans les 150 minutes, atteignant la norme de rejet nationale secondaire (50 mg / L).

La performance catalytique du photocatalyseur TiO2 supportée par la zéolite a été étudiée en étudiant le taux de dégradation de l'azote d'ammoniac dans une solution d'acide sulfurique. Les résultats montrent que la dose optimale du photocatalyseur TI02 / Zéolite est de 1,5 g / L et le temps de réaction est 4h sous irradiation ultraviolette. Le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac des eaux usées peut atteindre 98,92%. L'effet d'élimination du dioxyde élevé de fer et de nanochine sous la lumière ultraviolette sur le phénol et l'azote d'ammoniac a été étudié. Les résultats montrent que le taux d'élimination de l'azote de l'ammoniac est de 97,5% lorsque le pH = 9,0 est appliqué à la solution d'azote d'ammoniac avec la concentration de 50 mg / L, ce qui est 7,8% et 22,5% plus élevé que celui du fer ou du dioxyde de chine élevé seul.

La méthode d'oxydation catalytique présente les avantages d'une efficacité de purification élevée, d'un processus simple, d'une petite zone inférieure, etc., et est souvent utilisée pour traiter les eaux usées d'azote à l'ammoniac à haute concentration. La difficulté d'application est de savoir comment empêcher la perte de catalyseur et la protection contre la corrosion de l'équipement.

Méthode d'oxydation d'électrochimie

La méthode d'oxydation électrochimique fait référence à la méthode d'élimination des polluants dans l'eau en utilisant l'électrooxydation avec l'activité catalytique. Les facteurs d'influence sont la densité de courant, le débit d'entrée, le temps de sortie et le temps de solution ponctuelle.

L'oxydation électrochimique des eaux usées d'ammoniac-azote dans une cellule électrolytique à débit circulante a été étudiée, où le positif est l'électricité du réseau TI / RU02-TIO2-IR02-SNO2 et le négatif est l'électricité du réseau Ti. Les résultats montrent que lorsque la concentration en ions de chlorure est de 400 mg / L, la concentration initiale d'azote d'ammoniac est de 40 mg / L, le débit influent est de 600 ml / min, la densité actuelle est de 20 mm / cm, et le temps électrolytique est de 90 minutes, le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac est de 99,37%. Il montre que l'oxydation électrolytique des eaux usées d'ammoniac-azote a une bonne perspective d'application.

3. Processus d'élimination de l'azote biochimique

①La nitrification et dénitrification entières

La nitrification et la dénitrification du processus entier est une sorte de méthode biologique qui a été largement utilisée depuis longtemps à l'heure actuelle. Il convertit l'azote de l'ammoniac dans les eaux usées en azote à travers une série de réactions telles que la nitrification et la dénitrification sous l'action de divers micro-organismes, afin d'atteindre le but du traitement des eaux usées. Le processus de nitrification et de dénitrification pour éliminer l'azote d'ammoniac doit passer par deux étapes:

Réaction de nitrification: La réaction de nitrification est effectuée par des micro-organismes autotrophiques aérobies. À l'état aérobie, l'azote inorganique est utilisé comme source d'azote pour convertir NH4 + en NO2-, puis il est oxydé en NO3-. Le processus de nitrification peut être divisé en deux étapes. Dans la deuxième étape, le nitrite est converti en nitrate (NO3-) par des bactéries nitrifiantes et le nitrite est converti en nitrate (NO3-) par des bactéries nitrifiantes.

Réaction de dénitrification: La réaction de dénitrification est le processus dans lequel les bactéries dénitrifiantes réduisent l'azote nitrite et l'azote nitrate à l'azote gazeux (N2) dans l'état d'hypoxie. Les bactéries dénitrifiantes sont des micro-organismes hétérotrophes, dont la plupart appartiennent à des bactéries amphictiques. Dans l'état de l'hypoxie, ils utilisent de l'oxygène dans le nitrate comme accepteur d'électrons et matière organique (composant DBO dans les eaux usées) comme donneur d'électrons pour fournir de l'énergie et être oxydé et stabilisé.

L'ensemble des applications d'ingénierie de nitrification et de dénitrification du processus comprennent principalement AO, A2O, Ditch d'oxydation, etc., qui est une méthode plus mature utilisée dans l'industrie de l'élimination de l'azote biologique.

L'ensemble de la méthode de nitrification et de dénitrification présente les avantages d'un effet stable, d'un fonctionnement simple, pas de pollution secondaire et de faible coût. Cette méthode présente également certains inconvénients, tels que la source de carbone doit être ajouté lorsque le rapport C / N dans les eaux usées est faible, l'exigence de température est relativement stricte, l'efficacité est basse à basse température, la zone est importante, la demande d'oxygène est grande, et certaines substances nocives telles que les ions de métaux lourds ont un effet de pressage sur les micro-organismes, qui doivent être supprimés avant que la méthode biologique ne soit pratiquée. De plus, la concentration élevée d'azote d'ammoniac dans les eaux usées a également un effet inhibiteur sur le processus de nitrification. Par conséquent, le prétraitement doit être effectué avant le traitement des eaux usées à azote à l'ammoniac à haute concentration afin que la concentration des eaux usées de l'azote d'ammoniac soit inférieure à 500 mg / L. La méthode biologique traditionnelle convient au traitement des eaux usées à faible concentration d'ammoniac contenant des matières organiques, telles que les eaux usées domestiques, les eaux usées chimiques, etc.

② nitrification et dénitrification simultanées (SND)

Lorsque la nitrification et la dénitrification sont effectuées ensemble dans le même réacteur, il est appelé dénitrification de digestion simultanée (SND). L'oxygène dissous dans les eaux usées est limité par le taux de diffusion pour produire un gradient d'oxygène dissous dans la zone du microenvironnement sur le floc microbien ou le biofilm, ce qui rend le gradient d'oxygène dissous sur la surface extérieure du floc microbien ou du biofilm propice à la croissance et à la propagation de bactes de nitrification aérobie et de bacteria nitrifiant et de bacterie nitrifiante et de bacteria nitrifiant et de bacteria nitrifiant et de bacteria nitrifiant. Plus le floc ou la membrane est plus profonde, plus la concentration d'oxygène dissoute est faible, entraînant une zone anoxique où les bactéries dénitrifiantes dominent. Formant ainsi le processus de digestion et de dénitrification simultanée. Les facteurs affectant la digestion et la dénitrification simultanées sont la valeur du pH, la température, l'alcalinité, la source de carbone organique, l'âge dissous de l'oxygène et des boues.

La nitrification / dénitrification simultanée existait dans le fossé d'oxydation du carrousel, et la concentration d'oxygène dissous entre la roue aérée dans le fossé d'oxydation du carrousel diminuait progressivement, et l'oxygène dissous dans la partie inférieure du fossé d'oxydation des carrousel était plus faible que celle dans la partie supérieure. Les taux de formation et de consommation d'azote nitrate dans chaque partie du canal sont presque égaux, et la concentration d'azote d'ammoniac dans le canal est toujours très faible, ce qui indique que les réactions de nitrification et de dénitrification se produisent simultanément dans le canal d'oxydation des carrousel.

L'étude sur le traitement des eaux usées domestiques montre que plus le CODCR est élevé, plus la dénitrification est complète et plus la suppression de TN est complète. L'effet de l'oxygène dissous sur la nitrification et la dénitrification simultanées est excellente. Lorsque l'oxygène dissous est contrôlé à 0,5 à 2 mg / L, l'effet d'élimination total de l'azote est bon. Dans le même temps, la méthode de la nitrification et de la dénitrification permet d'économiser le réacteur, les shorters le temps de réaction, a une faible consommation d'énergie, d'économiser l'investissement et est facile de maintenir la valeur de pH stable.

③ digestion et dénitrification de la gamme

Dans le même réacteur, les bactéries oxydant l'ammoniac sont utilisées pour oxyder l'ammoniac en nitrite dans des conditions aérobies, puis le nitrite est directement dénitrifié pour produire de l'azote avec une matière organique ou une source de carbone externe comme donneur d'électrons dans des conditions d'hypoxie. Les facteurs d'influence de la nitrification et de la dénitrification à courte portée sont la température, l'ammoniac libre, la valeur du pH et l'oxygène dissous.

Effet de la température sur la nitrification à courte portée des eaux usées municipales sans eau de mer et eaux usées municipales avec 30% d'eau de mer. Les résultats expérimentaux montrent que: pour les eaux usées municipales sans eau de mer, l'augmentation de la température est propice à la réalisation de nitrification à courte portée. Lorsque la proportion d'eau de mer dans les eaux usées domestiques est de 30%, la nitrification à courte portée peut être mieux réalisée dans des conditions de température moyenne. L'Université de technologie de Delft a développé le processus de Sharon, l'utilisation de températures élevées (environ 30-4090) est propice à la prolifération des bactéries nitrite, de sorte que les bactéries nitrites perdent la compétition, tout en contrôlant l'âge de la boue pour éliminer les bactéries nitrite, de sorte que la réaction de nitrification au stade de nitrite.

Sur la base de la différence dans l'affinité de l'oxygène entre les bactéries nitrite et les bactéries nitrite, le laboratoire de l'écologie microbienne Gent a développé le processus d'Oland pour réaliser l'accumulation d'azote en nitrite en contrôlant l'oxygène dissous pour éliminer les bactéries nitrites.

Les résultats des tests pilotes du traitement des eaux usées à coke par nitrification et dénitrification à courte portée montrent que lorsque les concentrations de DCO influente, d'azote d'ammoniac, de TN et de phénol, sont de 1201,6 510,4 540,1 et 110,4 mg / L, les concentrations moyennes d'effluent, d'ammonia, de Nitroge, de TN et de phénol sont 197.1,1, 1818181.5 et les concentrations de TN et de phénol sont 197.1,1, 19.18181.5 et les concentrations de TN et de phénol sont 197.1,1.2,18181.5 et les concentrations de TN et de phénol sont 197.1,1, 19.181818 0,4 mg / L, respectivement. Les taux d'élimination correspondants étaient de 83,6%, 97,2%, 66,4% et 99,6%, respectivement.

Le processus de nitrification et de dénitrification à courte portée ne passe pas par le stade du nitrate, économisant la source de carbone requise pour l'élimination de l'azote biologique. Il présente certains avantages pour les eaux usées d'azote à l'ammoniac avec un faible rapport C / N. La nitrification et la dénitrification à courte portée présente les avantages de moins de boues, de temps de réaction court et de volume de réacteur d'économie. Cependant, la nitrification et la dénitrification à courte portée nécessitent une accumulation stable et durable de nitrite, de sorte que comment inhiber efficacement l'activité des bactéries nitrifiantes devient la clé.

④ oxydation anaérobie de l'ammoniac

L'ammoxydation anaérobie est un processus d'oxydation directe de l'azote de l'ammoniac en azote par des bactéries autotrophes à la condition d'hypoxie, avec de l'azote nitreux ou de l'azote nitreux comme accepteur d'électrons.

Les effets de la température et du pH sur l'activité biologique d'Anammox ont été étudiés. Les résultats ont montré que la température de réaction optimale était de 30 ℃ et la valeur du pH était de 7,8. La faisabilité du réacteur AMMOX anaérobie pour le traitement des eaux usées à haute salinité et à haute concentration a été étudiée. Les résultats ont montré que la salinité élevée inhibait significativement l'activité anammox, et cette inhibition était réversible. L'activité AMMOX anaérobie des boues non accentuées était de 67,5% inférieure à celle des boues témoins sous la salinité de 30 g.l-1 (NAC1). L'activité anammox des boues acclimatées était de 45,1% inférieure à celle du contrôle. Lorsque les boues acclimatées ont été transférées d'un environnement de haute salinité à un environnement à faible salinité (pas de saumure), l'activité AMMOX anaérobie a été augmentée de 43,1%. Cependant, le réacteur est sujet à la baisse de la fonction lorsqu'il fonctionne en salinité élevée pendant longtemps.

Par rapport au processus biologique traditionnel, l'ammox anaérobie est une technologie d'élimination de l'azote biologique plus économique sans source de carbone supplémentaire, faible demande d'oxygène, pas besoin de réactifs pour neutraliser et moins de production de boues. Les inconvénients de l'Ammox anaérobie sont que la vitesse de réaction est lente, le volume du réacteur est important et la source de carbone est défavorable à l'ammox anaérobie, qui a une signification pratique pour résoudre les eaux usées d'azote d'ammoniac avec une mauvaise biodégradabilité.

4. Processus d'élimination de l'azote de la séparation et de l'adsorption

① Méthode de séparation de la membrane

La méthode de séparation de la membrane consiste à utiliser la perméabilité sélective de la membrane pour séparer sélectivement les composants du liquide, afin d'atteindre l'objectif de l'élimination de l'azote de l'ammoniac. Y compris l'osmose inverse, la nanofiltration, la membrane de désammonie et l'électrodialyse. Les facteurs affectant la séparation des membranes sont les caractéristiques de la membrane, la pression ou la tension, la valeur du pH, la température et la concentration d'azote à l'ammoniac.

Selon la qualité de l'eau des eaux usées d'azote d'ammoniac rejetées par une fonderie de terres rares, l'expérience d'osmose inverse a été réalisée avec les eaux usées simulées NH4C1 et NACI. Il a été constaté que dans les mêmes conditions, l'osmose inverse a un taux d'élimination plus élevé de NACI, tandis que le NHCL a un taux de production d'eau plus élevé. Le taux d'élimination de NH4C1 est de 77,3% après le traitement inverse de l'osmose, qui peut être utilisé comme prétraitement des eaux usées d'azote d'ammoniac. La technologie d'osmose inverse peut économiser de l'énergie, une bonne stabilité thermique, mais une résistance au chlore, la résistance à la pollution est mauvaise.

Un processus de séparation de la membrane de nanofiltration biochimique a été utilisé pour traiter le lixiviat de décharge, de sorte que 85% ~ 90% du liquide perméable a été libéré en fonction de la norme, et seulement 0% ~ 15% du liquide d'eaux usées concentré et de la boue ont été retournés au réservoir de barreaux. Ozturki et al. traité le lixiviat de décharge d'Odayeri en Turquie avec une membrane de nanofiltration, et le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac était d'environ 72%. La membrane de nanofiltration nécessite une pression plus faible que la membrane d'osmose inverse, facile à utiliser.

Le système de membrane d'ammoniac est généralement utilisé dans le traitement des eaux usées à haute azote d'ammoniac. L'azote de l'ammoniac dans l'eau a l'équilibre suivant: NH4- + OH- = NH3 + H2O en fonctionnement, les écoulements des eaux usées contenant de l'ammoniac dans la coquille du module membranaire et le liquide absorbant l'acide coule dans le tuyau du module membranaire. Lorsque le pH des eaux usées augmente ou que la température augmente, l'équilibre se déplacera vers la droite et l'ion d'ammonium NH4- devient le NH3 gazeux libre. À l'heure actuelle, le NH3 gazeux peut entrer dans la phase liquide d'absorption d'acide dans le tuyau de la phase des eaux usées dans la coquille à travers les micropores à la surface de la fibre creuse, qui est absorbée par la solution acide et devient immédiatement ionique NH4-. Gardez le pH des eaux usées au-dessus de 10 et la température supérieure à 35 ° C (inférieure à 50 ° C), de sorte que le NH4 dans la phase des eaux usées deviendra continuellement NH3 à la migration de phase liquide d'absorption. En conséquence, la concentration d'azote d'ammoniac dans le côté des eaux usées a diminué en continu. La phase liquide d'absorption d'acide, car il n'y a que de l'acide et du NH4-, forme un sel d'ammonium très pur et atteint une certaine concentration après circulation continue, qui peut être recyclée. D'une part, l'utilisation de cette technologie peut considérablement améliorer le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac dans les eaux usées, et d'autre part, elle peut réduire le coût de fonctionnement total du système de traitement des eaux usées.

Méthode d'électrodialyse

L'électrodialyse est une méthode pour éliminer les solides dissous des solutions aqueuses en appliquant une tension entre les paires membranaires. En vertu de l'action de la tension, les ions d'ammoniac et d'autres ions dans les eaux usées d'ammoniac-azote sont enrichis par la membrane dans l'eau concentrée contenant de l'ammoniac, afin d'atteindre le but de l'élimination.

La méthode de l'électrodialyse a été utilisée pour traiter les eaux usées inorganiques avec une concentration élevée d'azote d'ammoniac et a obtenu de bons résultats. Pour les eaux usées d'azote à 2000 à 3000 mg / l d'ammoniac, le taux d'élimination de l'azote de l'ammoniac peut être supérieur à 85% et l'eau d'ammoniac concentrée peut être obtenue de 8,9%. La quantité d'électricité consommée lors du fonctionnement de l'électrodialyse est proportionnelle à la quantité d'azote d'ammoniac dans les eaux usées. Le traitement par électrodialyse des eaux usées n'est pas limité par la valeur, la température et la pression du pH, et il est facile à fonctionner.

Les avantages de la séparation des membranes sont une récupération élevée de l'azote d'ammoniac, un fonctionnement simple, un effet de traitement stable et aucune pollution secondaire. Cependant, dans le traitement des eaux usées à azote à l'ammoniac à haute concentration, à l'exception de la membrane désammonieuse, d'autres membranes sont faciles à mettre à l'échelle et à obstruer, et la régénération et le lavage à contre-courant sont fréquents, ce qui augmente le coût du traitement. Par conséquent, cette méthode convient plus au prétraitement ou aux eaux usées à azote à l'ammoniac à faible concentration.

Méthode d'échange d'ions ③

La méthode d'échange d'ions est une méthode pour éliminer l'azote d'ammoniac des eaux usées en utilisant des matériaux avec une forte adsorption sélective d'ions d'ammoniac. Les matériaux d'adsorption couramment utilisés sont le carbone activé, la zéolite, la montmorillonite et la résine d'échange. La zéolite est une sorte de silico-aluminé avec une structure spatiale tridimensionnelle, une structure de pores et des trous ordinaires, parmi lesquels la clinoptilolite a une forte capacité d'adsorption sélective pour les ions d'ammoniac et un faible prix, il est donc couramment utilisé comme un matériau d'adsorption pour les eaux usées d'ammoniac aux eaux usées en azote dans l'ingénierie. Les facteurs affectant l'effet de traitement de la clinoptilolite comprennent la taille des particules, la concentration d'azote d'ammoniac influent, le temps de contact, la valeur du pH, etc.

L'effet d'adsorption de la zéolite sur l'azote de l'ammoniac est évident, suivi de la ranite, et l'effet du sol et de la céramisite est médiocre. Le principal moyen d'éliminer l'azote de l'ammoniac de la zéolite est l'échange d'ions, et l'effet d'adsorption physique est très faible. L'effet d'échange d'ions de la céramite, du sol et du ranite est similaire à l'effet d'adsorption physique. La capacité d'adsorption des quatre charges a diminué avec l'augmentation de la température dans la plage de 15 à 35 ℃, et a augmenté avec l'augmentation de la valeur du pH dans la plage de 3-9. L'équilibre d'adsorption a été atteint après l'oscillation 6H.

La faisabilité de l'élimination de l'azote de l'ammoniac du lixiviat de décharge par adsorption de zéolite a été étudiée. Les résultats expérimentaux montrent que chaque gramme de zéolite a un potentiel d'adsorption limité de 15,5 mg d'azote d'ammoniac, lorsque la taille des particules de zéolite est de 30-16 mail est possible pour la zéolite comme un adsorbant pour éliminer l'azote d'ammoniac du lixiviat. Dans le même temps, il est souligné que le taux d'adsorption de l'azote d'ammoniac par zéolite est faible, et il est difficile pour la zéolite d'atteindre la capacité d'adsorption de saturation en fonctionnement pratique.

L'effet d'élimination du lit de zéolite biologique sur l'azote, la DCO et d'autres polluants dans les eaux usées simulés du village a été étudié. Les résultats montrent que le taux d'élimination de l'azote d'ammoniac par le lit biologique de zéolite est supérieur à 95%, et l'élimination de l'azote nitrate est grandement affectée par le temps de séjour hydraulique.

La méthode d'échange d'ions présente les avantages d'un petit investissement, d'un processus simple, d'un fonctionnement pratique, d'une insensibilité au poison et à la température et à la réutilisation de la zéolite par régénération. Cependant, lors du traitement des eaux usées d'azote à l'ammoniac à haute concentration, la régénération est fréquente, ce qui apporte des inconvénients à l'opération, il doit donc être combiné avec d'autres méthodes de traitement de l'azote de l'ammoniac, ou utilisés pour traiter les eaux usées d'ammoniac à faible concentration.

Fabricant et fournisseur de zéolite en gros 4A | Everbright (cnchemist.com)