நீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவதற்கான இரசாயனம் மற்றும் செயல்முறை

1. அம்மோனியா நைட்ரஜன் என்றால் என்ன?

அம்மோனியா நைட்ரஜன் என்பது தனி அம்மோனியா (அல்லது அயனியற்ற அம்மோனியா, NH3) அல்லது அயனி அம்மோனியா (NH4+) வடிவில் உள்ள அம்மோனியாவைக் குறிக்கிறது. pH மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், தனி அம்மோனியாவின் விகிதமும் அதிகமாக இருக்கும்; இதற்கு மாறாக, அம்மோனியம் உப்பின் விகிதமும் அதிகமாக இருக்கும்.

அம்மோனியா நைட்ரஜன் என்பது நீரில் உள்ள ஒரு ஊட்டச்சத்து ஆகும், இது நீர் ஊட்டமிகுதிக்கு வழிவகுக்கும். மேலும் இது நீரில் உள்ள முக்கிய ஆக்ஸிஜன் நுகரும் மாசாகவும், மீன்களுக்கும் சில நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கும் நச்சுத்தன்மையுடையதாகவும் உள்ளது.

நீர்வாழ் உயிரினங்களுக்கு அம்மோனியா நைட்ரஜனால் ஏற்படும் முக்கியத் தீங்கு, தனி அம்மோனியா ஆகும். இதன் நச்சுத்தன்மை, அம்மோனியம் உப்பை விடப் பல மடங்கு அதிகம், மேலும் காரத்தன்மை அதிகரிக்கும்போது இதன் நச்சுத்தன்மையும் அதிகரிக்கிறது. அம்மோனியா நைட்ரஜனின் நச்சுத்தன்மையானது, நீச்சல் குளத்து நீரின் pH மதிப்பு மற்றும் நீர் வெப்பநிலையுடன் நெருங்கிய தொடர்புடையது. பொதுவாக, pH மதிப்பும் நீர் வெப்பநிலையும் அதிகமாக இருந்தால், நச்சுத்தன்மையும் வலுவாக இருக்கும்.

அம்மோனியாவைக் கண்டறியப் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் இரண்டு தோராயமான உணர்திறன் நிறமானி முறைகள், பாரம்பரிய நெஸ்லர் வினைப்பொருள் முறை மற்றும் ஃபீனால்-ஹைப்போகுளோரைட் முறை ஆகும். அம்மோனியாவைக் கண்டறிய டைட்ரேஷன் மற்றும் மின்சார முறைகளும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன; அம்மோனியாவின் நைட்ரஜன் உள்ளடக்கம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​காய்ச்சிவடித்தல் டைட்ரேஷன் முறையையும் பயன்படுத்தலாம். (தேசியத் தரநிலைகளில் நாத் வினைப்பொருள் முறை, சாலிசிலிக் அமில நிறமாலை அளவியல், காய்ச்சிவடித்தல் – டைட்ரேஷன் முறை ஆகியவை அடங்கும்)

2. இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் நைட்ரஜன் அகற்றும் செயல்முறை

① இரசாயன வீழ்படிவு முறை

MAP வீழ்படிவு முறை என்றும் அழைக்கப்படும் இரசாயன வீழ்படிவு முறையில், அம்மோனியா நைட்ரஜன் கொண்ட கழிவுநீரில் மெக்னீசியம் மற்றும் பாஸ்போரிக் அமிலம் அல்லது ஹைட்ரஜன் பாஸ்பேட் சேர்க்கப்படுகிறது. இதனால், கழிவுநீரில் உள்ள NH4+ அயனிகள், ஒரு நீர்க்கரைசலில் உள்ள Mg+ மற்றும் PO4- அயனிகளுடன் வினைபுரிந்து, அம்மோனியம் மெக்னீசியம் பாஸ்பேட் வீழ்படிவை உருவாக்குகின்றன. இதன் மூலக்கூறு வாய்ப்பாடு MgNH4P04.6H20 ஆகும். இதன் மூலம் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் நோக்கம் நிறைவேற்றப்படுகிறது. பொதுவாக ஸ்ட்ரூவைட் என்று அழைக்கப்படும் மெக்னீசியம் அம்மோனியம் பாஸ்பேட்டை, உரமாக, மண் சேர்க்கையாக அல்லது கட்டிடக் கட்டுமானப் பொருட்களுக்குத் தீத்தடுப்பானாகப் பயன்படுத்தலாம். இதன் வினைச் சமன்பாடு பின்வருமாறு:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4PO4

இரசாயன வீழ்படிவாக்கத்தின் சுத்திகரிப்பு விளைவைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் pH மதிப்பு, வெப்பநிலை, அம்மோனியா நைட்ரஜன் செறிவு மற்றும் மோலார் விகிதம் (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)) ஆகும். pH மதிப்பு 10 ஆகவும், மெக்னீசியம், நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸின் மோலார் விகிதம் 1.2:1:1.2 ஆகவும் இருக்கும்போது, ​​சுத்திகரிப்பு விளைவு சிறப்பாக உள்ளது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

மெக்னீசியம் குளோரைடு மற்றும் டைசோடியம் ஹைட்ரஜன் பாஸ்பேட் ஆகியவற்றை வீழ்படிவாக்கும் காரணிகளாகப் பயன்படுத்தும்போது, ​​pH மதிப்பு 9.5 ஆகவும், மெக்னீசியம், நைட்ரஜன் மற்றும் பாஸ்பரஸின் மோலார் விகிதம் 1.2:1:1 ஆகவும் இருக்கும்போது சுத்திகரிப்பு விளைவு சிறப்பாக உள்ளது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

மற்ற வீழ்படிவாக்கும் காரணி கலவைகளை விட MgC12+Na3PO4.12H20 சிறந்தது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. pH மதிப்பு 10.0, வெப்பநிலை 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(PO4-)= 1:1:1 என்ற விகிதத்தில் இருக்கும்போது, ​​30 நிமிடங்கள் கலக்கிய பிறகு கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனின் நிறைச் செறிவு, சுத்திகரிப்புக்கு முன் இருந்த 222mg/L-இலிருந்து 17mg/L ஆகக் குறைகிறது, மேலும் அகற்றும் விகிதம் 92.3% ஆகும்.

அதிக செறிவுள்ள தொழிற்சாலை அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதற்காக, இரசாயன வீழ்படிவு முறையும் திரவ சவ்வு முறையும் இணைக்கப்பட்டன. வீழ்படிவு செயல்முறையை உகந்ததாக்கும் நிபந்தனைகளின் கீழ், அம்மோனியா நைட்ரஜனின் நீக்க விகிதம் 98.1% ஐ எட்டியது. பின்னர், திரவப் படல முறையின் மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்ட மேலதிக சுத்திகரிப்பானது, அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவை 0.005 கிராம்/லிட்டராகக் குறைத்து, தேசிய முதல் தர வெளியேற்றத் தரநிலையை எட்டியது.

பாஸ்பேட்டின் செயல்பாட்டின் கீழ், அம்மோனியா நைட்ரஜனில் இருந்து Mg+ தவிர மற்ற இரு இணைதிற உலோக அயனிகளின் (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) அகற்றும் விளைவு ஆராயப்பட்டது. அம்மோனியம் சல்பேட் கழிவுநீருக்காக, CaSO4 வீழ்படிவாக்கம்-MAP வீழ்படிவாக்கம் என்ற ஒரு புதிய செயல்முறை முன்மொழியப்பட்டது. பாரம்பரிய NaOH சீராக்கிக்கு பதிலாக சுண்ணாம்பைப் பயன்படுத்தலாம் என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

இரசாயன வீழ்படிவு முறையின் நன்மை என்னவென்றால், அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் செறிவு அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​உயிரியல் முறை, முறிவுப் புள்ளி குளோரினேஷன் முறை, சவ்வுப் பிரிப்பு முறை, அயனிப் பரிமாற்ற முறை போன்ற பிற முறைகளின் பயன்பாடு குறைவாகவே உள்ளது. இந்த நேரத்தில், இரசாயன வீழ்படிவு முறையை முன்-சிகிச்சைக்காகப் பயன்படுத்தலாம். இரசாயன வீழ்படிவு முறையின் நீக்கும் திறன் சிறந்தது, மேலும் இது வெப்பநிலையால் கட்டுப்படுத்தப்படுவதில்லை, மற்றும் இதன் செயல்பாடு எளிமையானது. மெக்னீசியம் அம்மோனியம் பாஸ்பேட்டைக் கொண்ட வீழ்படிவான கசடை, கழிவுப் பயன்பாட்டை உணர்ந்து செயல்படுத்துவதற்கான ஒரு கலப்பு உரமாகவும், அதன் மூலம் செலவின் ஒரு பகுதியை ஈடுசெய்யவும் பயன்படுத்தலாம்; பாஸ்பேட் கழிவுநீரை உற்பத்தி செய்யும் சில தொழில்துறை நிறுவனங்கள் மற்றும் உப்புநீரை உற்பத்தி செய்யும் நிறுவனங்களுடன் இதை இணைக்க முடிந்தால், அது மருந்துச் செலவுகளைச் சேமித்து, பெரிய அளவிலான பயன்பாட்டை எளிதாக்கும்.

இரசாயன வீழ்படிவு முறையின் குறைபாடு என்னவென்றால், அம்மோனியம் மெக்னீசியம் பாஸ்பேட்டின் கரைதிறன் பெருக்கத்தின் கட்டுப்பாடு காரணமாக, கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவை அடைந்த பிறகு, அகற்றும் விளைவு தெளிவாக இருப்பதில்லை மற்றும் உள்ளீட்டுச் செலவு பெருமளவில் அதிகரிக்கிறது. எனவே, மேம்பட்ட சுத்திகரிப்புக்கு ஏற்ற பிற முறைகளுடன் இணைந்து இரசாயன வீழ்படிவு முறையைப் பயன்படுத்த வேண்டும். பயன்படுத்தப்படும் வினைப்பொருளின் அளவு அதிகமாக உள்ளது, உருவாகும் கசடும் அதிகமாக உள்ளது, மற்றும் சுத்திகரிப்புச் செலவும் அதிகமாகும். இரசாயனங்களைச் சேர்க்கும்போது குளோரைடு அயனிகள் மற்றும் எஞ்சிய பாஸ்பரஸ் ஆகியவை எளிதில் இரண்டாம் நிலை மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தக்கூடும்.

மொத்த அலுமினியம் சல்பேட் உற்பத்தியாளர் மற்றும் விநியோகஸ்தர் | எவர்பிரைட் (cnchemist.com)

மொத்த டைபேசிக் சோடியம் பாஸ்பேட் உற்பத்தியாளர் மற்றும் விநியோகஸ்தர் | எவர்பிரைட் (cnchemist.com)

②ஊதி வெளியேற்றும் முறை

ஊதுதல் முறை மூலம் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவதென்பது, pH மதிப்பை காரத்தன்மைக்கு சரிசெய்வதாகும். இதன் மூலம், கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா அயனி, அம்மோனியாவாக மாற்றப்பட்டு, அது முக்கியமாக தனி அம்மோனியா வடிவில் இருக்கும். பின்னர், அந்தத் தனி அம்மோனியா, கடத்தி வாயுவின் மூலம் கழிவுநீரிலிருந்து வெளியேற்றப்பட்டு, அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் நோக்கம் நிறைவேற்றப்படுகிறது. ஊதுதல் திறனைப் பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகள் pH மதிப்பு, வெப்பநிலை, வாயு-திரவ விகிதம், வாயுப் பாய்வு விகிதம், ஆரம்பச் செறிவு போன்றவை ஆகும். தற்போது, ​​அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கொண்ட கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதில் ஊதுதல் முறை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

குப்பைமேட்டுக் கழிவுநீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை ஊதி வெளியேற்றும் முறை மூலம் அகற்றுவது குறித்து ஆய்வு செய்யப்பட்டது. ஊதி வெளியேற்றும் முறையின் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தும் முக்கியக் காரணிகள் வெப்பநிலை, வாயு-திரவ விகிதம் மற்றும் pH மதிப்பு ஆகியவை எனக் கண்டறியப்பட்டது. நீரின் வெப்பநிலை 2590°C-ஐ விட அதிகமாகவும், வாயு-திரவ விகிதம் சுமார் 3500 ஆகவும், pH மதிப்பு சுமார் 10.5 ஆகவும் இருக்கும்போது, ​​2000-4000 மி.கி/லி வரை அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கொண்ட குப்பைமேட்டுக் கழிவுநீரில் அகற்றும் விகிதம் 90%-க்கும் அதிகமாக எட்டுகிறது. pH மதிப்பு 11.5 ஆகவும், பிரித்தெடுக்கும் வெப்பநிலை 80°C ஆகவும், பிரித்தெடுக்கும் நேரம் 120 நிமிடங்களாகவும் இருக்கும்போது, ​​கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 99.2%-ஐ எட்டுகிறது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் ஊதி அகற்றும் திறன், எதிர் திசை ஊதி அகற்றும் கோபுரம் மூலம் மேற்கொள்ளப்பட்டது. pH மதிப்பு அதிகரிப்புடன் ஊதி அகற்றும் திறனும் அதிகரித்தது என்று முடிவுகள் காட்டின. வாயு-திரவ விகிதம் அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​அம்மோனியா பிரித்தெடுப்பு நிறை பரிமாற்றத்தின் உந்து சக்தி அதிகமாகிறது, மேலும் பிரித்தெடுப்புத் திறனும் அதிகரிக்கிறது.

ஊதுதல் முறை மூலம் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவது பயனுள்ளது, செயல்படுத்த எளிதானது மற்றும் கட்டுப்படுத்த எளிதானது. ஊதப்பட்ட அம்மோனியா நைட்ரஜனை சல்பூரிக் அமிலத்துடன் ஒரு உறிஞ்சியாகப் பயன்படுத்தலாம், மேலும் உருவாகும் சல்பூரிக் அமிலத்தை உரமாகவும் பயன்படுத்தலாம். தற்சமயம், இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் நைட்ரஜன் அகற்றுதலுக்காக ஊதுதல் முறை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இருப்பினும், ஊதுதல் கோபுரத்தில் அடிக்கடி படிவுகள் ஏற்படுதல், குறைந்த வெப்பநிலையில் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் திறன் குறைவாக இருத்தல், மற்றும் ஊதப்பட்ட வாயுவினால் ஏற்படும் இரண்டாம் நிலை மாசுபாடு போன்ற சில குறைபாடுகளை இந்த ஊதுதல் முறை கொண்டுள்ளது. அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரை முன்சுத்திகரிப்பு செய்ய, ஊதுதல் முறை பொதுவாக மற்ற அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு முறைகளுடன் இணைக்கப்படுகிறது.

③ முறிவுப் புள்ளி குளோரினேற்றம்

முறிவுப் புள்ளி குளோரினேற்றம் மூலம் அம்மோனியாவை அகற்றும் வினைவழிமுறை என்னவென்றால், குளோரின் வாயு அம்மோனியாவுடன் வினைபுரிந்து பாதிப்பில்லாத நைட்ரஜன் வாயுவை உருவாக்குகிறது, மேலும் N2 வாயு வளிமண்டலத்திற்கு வெளியேறுகிறது, இதனால் வினை மூலம் வலதுபுறமாகத் தொடர்கிறது. வினைக்கான சூத்திரம்:

HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)

ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளி வரை கழிவுநீரில் குளோரின் வாயு செலுத்தப்படும்போது, ​​நீரில் உள்ள தனி குளோரினின் அளவு குறைவாகவும், அம்மோனியாவின் செறிவு பூஜ்ஜியமாகவும் இருக்கும். குளோரின் வாயுவின் அளவு அந்தப் புள்ளியைக் கடக்கும்போது, ​​நீரில் உள்ள தனி குளோரினின் அளவு அதிகரிக்கும். எனவே, அந்தப் புள்ளி முறிவுப் புள்ளி என்று அழைக்கப்படுகிறது, மேலும் இந்த நிலையில் செய்யப்படும் குளோரினேற்றம் முறிவுப் புள்ளி குளோரினேற்றம் என அழைக்கப்படுகிறது.

அம்மோனியா நைட்ரஜன் ஊதுதலுக்குப் பிறகு துளையிடும் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்க முறிவுப் புள்ளி குளோரினேற்ற முறை பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் சுத்திகரிப்பு விளைவு, முன் சுத்திகரிப்பு அம்மோனியா நைட்ரஜன் ஊதுதல் செயல்முறையால் நேரடியாகப் பாதிக்கப்படுகிறது. கழிவுநீரில் உள்ள 70% அம்மோனியா நைட்ரஜன் ஊதுதல் செயல்முறையால் அகற்றப்பட்டு, பின்னர் முறிவுப் புள்ளி குளோரினேற்றம் மூலம் சுத்திகரிக்கப்படும்போது, ​​வெளியேற்றப்படும் நீரில் அம்மோனியா நைட்ரஜனின் நிறைச் செறிவு 15 மி.கி/லி-க்கும் குறைவாக உள்ளது. ஜாங் ஷெங்லி மற்றும் குழுவினர், 100 மி.கி/லி நிறைச் செறிவு கொண்ட உருவகப்படுத்தப்பட்ட அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரை ஆய்வுப் பொருளாக எடுத்துக்கொண்டனர். சோடியம் ஹைப்போகுளோரைட்டின் ஆக்சிஜனேற்றத்தால் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவதைப் பாதிக்கும் முக்கிய மற்றும் இரண்டாம் நிலைக் காரணிகள், குளோரின் மற்றும் அம்மோனியா நைட்ரஜனின் அளவு விகிதம், வினை நேரம் மற்றும் pH மதிப்பு ஆகியவை என்பதை ஆய்வு முடிவுகள் காட்டின.

பிரேக் பாயிண்ட் குளோரினேஷன் முறையானது அதிக நைட்ரஜன் அகற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளது, இதன் அகற்றும் விகிதம் 100% வரை அடையலாம், மேலும் கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியாவின் செறிவை பூஜ்ஜியத்திற்குக் குறைக்க முடியும். இதன் விளைவு நிலையானது மற்றும் வெப்பநிலையால் பாதிக்கப்படுவதில்லை; குறைந்த முதலீட்டு உபகரணங்கள், விரைவான மற்றும் முழுமையான பலன்; இது நீர்நிலைகளில் கிருமி நீக்கம் மற்றும் தொற்றுநீக்கம் செய்யும் விளைவைக் கொண்டுள்ளது. பிரேக் பாயிண்ட் குளோரினேஷன் முறையின் பயன்பாட்டு வரம்பு என்பது, கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவு 40mg/L-க்கும் குறைவாக இருக்கும் இடங்களில்தான், எனவே பிரேக் பாயிண்ட் குளோரினேஷன் முறையானது பெரும்பாலும் அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் மேம்பட்ட சுத்திகரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது. பாதுகாப்பான பயன்பாடு மற்றும் சேமிப்பிற்கான தேவை அதிகமாக உள்ளது, சுத்திகரிப்பு செலவும் அதிகம், மேலும் துணை விளைபொருட்களான குளோரமைன்கள் மற்றும் குளோரினேற்றப்பட்ட கரிமப் பொருட்கள் இரண்டாம் நிலை மாசுபாட்டை ஏற்படுத்தும்.

④வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்ற முறை

வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்ற முறையானது, ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ், வினையூக்கியின் செயல்பாட்டின் மூலம் காற்று ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து, கழிவுநீரில் உள்ள கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் அம்மோனியாவை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து, CO2, N2 மற்றும் H2O போன்ற பாதிப்பில்லாத பொருட்களாகச் சிதைப்பதன் மூலம் சுத்திகரிப்பு நோக்கத்தை அடைகிறது.

வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்றத்தின் விளைவைப் பாதிக்கும் காரணிகள் வினையூக்கியின் பண்புகள், வெப்பநிலை, வினை நேரம், pH மதிப்பு, அம்மோனியா நைட்ரஜன் செறிவு, அழுத்தம், கலக்கும் தீவிரம் மற்றும் பல ஆகும்.

ஓசோனேற்றப்பட்ட அம்மோனியா நைட்ரஜனின் சிதைவு செயல்முறை ஆய்வு செய்யப்பட்டது. pH மதிப்பு அதிகரிக்கும்போது, ​​வலுவான ஆக்சிஜனேற்றத் திறன் கொண்ட ஒரு வகையான HO ரேடிகல் உருவாகிறது என்றும், ஆக்சிஜனேற்ற விகிதம் கணிசமாக வேகமடைகிறது என்றும் முடிவுகள் காட்டின. ஓசோன், அம்மோனியா நைட்ரஜனை நைட்ரைட்டாகவும், நைட்ரைட்டை நைட்ரேட்டாகவும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய முடியும் என்று ஆய்வுகள் காட்டுகின்றன. நேரம் செல்லச் செல்ல நீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவு குறைகிறது, மேலும் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் சுமார் 82% ஆகும். அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்க CuO-Mn02-Ce02 ஒரு கலப்பு வினையூக்கியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. புதிதாகத் தயாரிக்கப்பட்ட கலப்பு வினையூக்கியின் ஆக்சிஜனேற்றச் செயல்பாடு கணிசமாக மேம்பட்டுள்ளது என்றும், பொருத்தமான செயல்முறை நிலைமைகள் 255℃, 4.2MPa மற்றும் pH=10.8 என்றும் சோதனை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. 1023mg/L ஆரம்பச் செறிவு கொண்ட அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கும்போது, ​​150 நிமிடங்களுக்குள் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 98% ஐ எட்டுகிறது, இது தேசிய இரண்டாம் நிலை (50mg/L) வெளியேற்றத் தரத்தை அடைகிறது.

சல்பூரிக் அமிலக் கரைசலில் அம்மோனியா நைட்ரஜனின் சிதைவு விகிதத்தை ஆய்வு செய்வதன் மூலம், ஸியோலைட் தாங்கிய TiO2 ஒளிவினையூக்கியின் வினையூக்கச் செயல்திறன் ஆராயப்பட்டது. புற ஊதாக் கதிர்வீச்சின் கீழ், TiO2/ஸியோலைட் ஒளிவினையூக்கியின் உகந்த அளவு 1.5 கிராம்/லிட்டர் மற்றும் வினை நேரம் 4 மணிநேரம் என முடிவுகள் காட்டுகின்றன. கழிவுநீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 98.92%-ஐ எட்டுகிறது. புற ஊதா ஒளியின் கீழ், ஃபீனால் மற்றும் அம்மோனியா நைட்ரஜனில் இருந்து அதிக இரும்பு மற்றும் நானோ-சீனியம் டை ஆக்சைடை அகற்றும் விளைவு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. 50 மி.கி/லிட்டர் செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கரைசலுக்கு pH=9.0 பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 97.5% ஆக உள்ளது, இது அதிக இரும்பு அல்லது சீனியம் டை ஆக்சைடை மட்டும் பயன்படுத்துவதை விட முறையே 7.8% மற்றும் 22.5% அதிகம் என முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

வினையூக்கி ஆக்சிஜனேற்ற முறையானது அதிக சுத்திகரிப்புத் திறன், எளிய செயல்முறை, குறைந்த அடிப்பரப்பு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வினையூக்கியின் இழப்பைத் தடுப்பதும், உபகரணங்களின் அரிமானப் பாதுகாப்பை உறுதி செய்வதும் இதன் பயன்பாட்டுச் சிரமமாகும்.

⑤மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்ற முறை

மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்ற முறை என்பது, வினையூக்கிச் செயல்பாட்டுடன் கூடிய மின் ஆக்சிஜனேற்றத்தைப் பயன்படுத்தி நீரில் உள்ள மாசுகளை அகற்றும் ஒரு முறையாகும். மின்னோட்ட அடர்த்தி, உள்ளீட்டுப் பாய்வு விகிதம், வெளியேறும் நேரம் மற்றும் கரைசல் நிலை நேரம் ஆகியவை இதனைப் பாதிக்கும் காரணிகளாகும்.

ஒரு சுழற்சி ஓட்ட மின்பகுப்புக் கலத்தில் அம்மோனியா-நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்றம் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. இதில் நேர்மின்வாயானது Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 வலையமைப்பு மின்சாரமாகவும், எதிர்மின்வாயானது Ti வலையமைப்பு மின்சாரமாகவும் உள்ளது. குளோரைடு அயனிச் செறிவு 400 மி.கி/லி, ஆரம்ப அம்மோனியா நைட்ரஜன் செறிவு 40 மி.கி/லி, உள்ளீட்டு ஓட்ட விகிதம் 600 மி.லி/நிமிடம், மின்னோட்ட அடர்த்தி 20 மி.ஆ/செ.மீ, மற்றும் மின்பகுப்பு நேரம் 90 நிமிடங்கள் என இருக்கும்போது, ​​அம்மோனியா நைட்ரஜன் நீக்க விகிதம் 99.37% ஆக உள்ளது என்று முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இது, அம்மோனியா-நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் மின்பகுப்பு ஆக்சிஜனேற்றத்திற்கு ஒரு நல்ல பயன்பாட்டு வாய்ப்பு உள்ளது என்பதைக் காட்டுகிறது.

3. உயிர்வேதியியல் நைட்ரஜன் அகற்றும் செயல்முறை

①முழுமையான நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம்

முழு செயல்முறை நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் என்பது தற்போது நீண்ட காலமாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வரும் ஒரு வகையான உயிரியல் முறையாகும். இது பல்வேறு நுண்ணுயிரிகளின் செயல்பாட்டின் கீழ், நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் போன்ற தொடர் வினைகள் மூலம் கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனை நைட்ரஜனாக மாற்றி, கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு நோக்கத்தை அடைகிறது. அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவதற்கான நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்க செயல்முறை இரண்டு நிலைகளைக் கடந்து செல்ல வேண்டும்:

நைட்ரேட்டாக்கம் வினை: நைட்ரேட்டாக்கம் வினையானது காற்றில் வாழும் தற்சார்பு ஊட்ட நுண்ணுயிரிகளால் நடைபெறுகிறது. காற்றில் வாழும் நிலையில், கனிம நைட்ரஜன், நைட்ரஜன் மூலமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு NH4+ அயனிகள் NO2- அயனிகளாக மாற்றப்படுகின்றன, பின்னர் அவை NO3- அயனிகளாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யப்படுகின்றன. நைட்ரேட்டாக்கம் செயல்முறையை இரண்டு நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம். இரண்டாம் நிலையில், நைட்ரேட்டாக்கம் செய்யும் பாக்டீரியாக்களால் நைட்ரைட், நைட்ரேட்டாக (NO3-) மாற்றப்படுகிறது.

நைட்ரேட் நீக்க வினை: நைட்ரேட் நீக்க வினை என்பது, ஆக்சிஜன் பற்றாக்குறை நிலையில், நைட்ரேட் நீக்கும் பாக்டீரியாக்கள் நைட்ரைட் நைட்ரஜன் மற்றும் நைட்ரேட் நைட்ரஜனை வாயு நைட்ரஜனாக (N2) ஒடுக்கும் ஒரு செயல்முறையாகும். நைட்ரேட் நீக்கும் பாக்டீரியாக்கள் பிற ஊட்ட நுண்ணுயிரிகளாகும், இவற்றில் பெரும்பாலானவை இருவாழ்வு பாக்டீரியா வகையைச் சேர்ந்தவை. ஆக்சிஜன் பற்றாக்குறை நிலையில், அவை நைட்ரேட்டில் உள்ள ஆக்சிஜனை எலக்ட்ரான் ஏற்பியாகவும், கரிமப் பொருளை (கழிவுநீரில் உள்ள BOD கூறு) எலக்ட்ரான் வழங்குநராகவும் பயன்படுத்தி ஆற்றலை வழங்கி, ஆக்சிஜனேற்றம் அடைந்து நிலைப்படுத்தப்படுகின்றன.

முழுமையான நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கப் பொறியியல் பயன்பாடுகளில் முக்கியமாக AO, A2O, ஆக்சிஜனேற்றக் கால்வாய் போன்றவை அடங்கும்; இது உயிரியல் நைட்ரஜன் நீக்கத் துறையில் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு மிகவும் முதிர்ச்சியடைந்த முறையாகும்.

முழுமையான நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்க முறையானது, நிலையான விளைவு, எளிமையான செயல்பாடு, இரண்டாம் நிலை மாசுபாடு இல்லாமை மற்றும் குறைந்த செலவு போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த முறையில் சில குறைபாடுகளும் உள்ளன. உதாரணமாக, கழிவுநீரில் C/N விகிதம் குறைவாக இருக்கும்போது கார்பன் மூலத்தைச் சேர்க்க வேண்டும், வெப்பநிலைத் தேவை ஒப்பீட்டளவில் கடுமையாக உள்ளது, குறைந்த வெப்பநிலையில் செயல்திறன் குறைவாக உள்ளது, பரப்பளவு அதிகம், ஆக்ஸிஜன் தேவை அதிகமாக உள்ளது, மேலும் கன உலோக அயனிகள் போன்ற சில தீங்கு விளைவிக்கும் பொருட்கள் நுண்ணுயிரிகள் மீது அழுத்தும் விளைவைக் கொண்டுள்ளன, எனவே உயிரியல் முறையை மேற்கொள்வதற்கு முன்பு அவற்றை அகற்ற வேண்டும். கூடுதலாக, கழிவுநீரில் உள்ள அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன், நைட்ரேட்டாக்கம் செயல்முறைக்குத் தடையான விளைவையும் ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதற்கு முன்பு, அதன் செறிவு 500mg/L-க்கும் குறைவாக இருக்கும் வகையில் முன் சுத்திகரிப்பு செய்யப்பட வேண்டும். பாரம்பரிய உயிரியல் முறையானது, வீட்டுக் கழிவுநீர், இரசாயனக் கழிவுநீர் போன்ற கரிமப் பொருட்களைக் கொண்ட குறைந்த செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதற்கு ஏற்றது.

② ஒரே நேரத்தில் நிகழும் நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் (SND)

நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் ஆகியவை ஒரே வினைக்கலனில் ஒன்றாகச் செய்யப்படும்போது, ​​அது ஒருசேர செரிமான நைட்ரேட் நீக்கம் (SND) என்று அழைக்கப்படுகிறது. கழிவுநீரில் உள்ள கரைந்த ஆக்ஸிஜனின் பரவல் வீதமானது, நுண்ணுயிர்க் கட்டி அல்லது உயிர்ப்படலத்தின் மீதுள்ள நுண்சூழல் பகுதியில் ஒரு கரைந்த ஆக்ஸிஜன் சாய்வை உருவாக்குகிறது. இது நுண்ணுயிர்க் கட்டி அல்லது உயிர்ப்படலத்தின் வெளிப்புறப் பரப்பில் உள்ள கரைந்த ஆக்ஸிஜன் சாய்வை, காற்றில் வாழும் நைட்ரேட் ஆக்கும் பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் அம்மோனியா உருவாக்கும் பாக்டீரியாக்களின் வளர்ச்சிக்கும் பெருக்கத்திற்கும் உகந்ததாக ஆக்குகிறது. கட்டி அல்லது சவ்வின் ஆழம் அதிகரிக்க அதிகரிக்க, கரைந்த ஆக்ஸிஜனின் செறிவு குறைகிறது. இதன் விளைவாக, நைட்ரேட் நீக்கும் பாக்டீரியாக்கள் ஆதிக்கம் செலுத்தும் ஆக்ஸிஜன் அற்ற மண்டலம் உருவாகிறது. இவ்வாறு ஒருசேர செரிமானம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கச் செயல்முறை உருவாகிறது. ஒருசேர செரிமானம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கத்தைப் பாதிக்கும் காரணிகள் pH மதிப்பு, வெப்பநிலை, காரத்தன்மை, கரிம கார்பன் மூலம், கரைந்த ஆக்ஸிஜன் மற்றும் கசட்டின் வயது ஆகியவை ஆகும்.

கரோசெல் ஆக்சிஜனேற்றக் கால்வாயில் ஒரே நேரத்தில் நைட்ரேட்டாக்கம்/நைட்ரேட் நீக்கம் நிகழ்ந்தது. மேலும், கரோசெல் ஆக்சிஜனேற்றக் கால்வாயில் உள்ள காற்றூட்டப்பட்ட சுழலிக்கு இடையில் கரைந்த ஆக்சிஜனின் செறிவு படிப்படியாகக் குறைந்தது. அத்துடன், கரோசெல் ஆக்சிஜனேற்றக் கால்வாயின் கீழ்ப்பகுதியில் உள்ள கரைந்த ஆக்சிஜனின் அளவு, அதன் மேற்பகுதியில் உள்ளதை விடக் குறைவாக இருந்தது. கால்வாயின் ஒவ்வொரு பகுதியிலும் நைட்ரேட் நைட்ரஜனின் உருவாக்கம் மற்றும் நுகர்வு விகிதங்கள் ஏறக்குறைய சமமாக உள்ளன. மேலும், கால்வாயில் அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவு எப்போதும் மிகக் குறைவாகவே உள்ளது. இது, கரோசெல் ஆக்சிஜனேற்றக் கால்வாயில் நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் ஆகிய வினைகள் ஒரே நேரத்தில் நிகழ்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது.

வீட்டுக் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு குறித்த ஆய்வின்படி, CODCr அளவு அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​நைட்ரேட் நீக்கம் முழுமையாகவும், மொத்த நைட்ரஜன் (TN) நீக்கம் சிறப்பாகவும் நடைபெறுகிறது. ஒரே நேரத்தில் நடைபெறும் நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கத்தில் கரைந்த ஆக்ஸிஜனின் தாக்கம் அதிகமாக உள்ளது. கரைந்த ஆக்ஸிஜனின் அளவு 0.5 முதல் 2 மி.கி/லி வரை கட்டுப்படுத்தப்படும்போது, ​​மொத்த நைட்ரஜன் நீக்கத்தின் விளைவு சிறப்பாக உள்ளது. அதே நேரத்தில், இந்த நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்க முறையானது வினைக்கலனைச் சேமிக்கிறது, வினை நேரத்தைக் குறைக்கிறது, குறைந்த ஆற்றல் நுகர்வைக் கொண்டுள்ளது, முதலீட்டைச் சேமிக்கிறது, மேலும் pH மதிப்பை நிலையாகப் பராமரிப்பதும் எளிதாகிறது.

③குறுகிய தூர செரிமானம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம்

அதே வினைக்கலனில், காற்றுள்ள சூழலில் அம்மோனியாவை நைட்ரைட்டாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்ற பாக்டீரியாக்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பின்னர், ஆக்சிஜன் பற்றாக்குறை சூழலில், கரிமப் பொருள் அல்லது வெளிப்புற கார்பன் மூலத்தை எலக்ட்ரான் வழங்குநராகக் கொண்டு, அந்த நைட்ரைட் நேரடியாக நைட்ரேட் நீக்கத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்டு நைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கத்தின் மீது செல்வாக்கு செலுத்தும் காரணிகள் வெப்பநிலை, தனி அம்மோனியா, pH மதிப்பு மற்றும் கரைந்த ஆக்சிஜன் ஆகும்.

கடல்நீர் இல்லாத நகராட்சி கழிவுநீர் மற்றும் 30% கடல்நீர் கொண்ட நகராட்சி கழிவுநீரில் குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மீது வெப்பநிலையின் விளைவு. சோதனை முடிவுகள் காட்டுவது என்னவென்றால்: கடல்நீர் இல்லாத நகராட்சி கழிவுநீரைப் பொறுத்தவரை, வெப்பநிலையை அதிகரிப்பது குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் நிகழ்வதற்கு உகந்ததாக உள்ளது. வீட்டுக் கழிவுநீரில் கடல்நீரின் விகிதம் 30% ஆக இருக்கும்போது, ​​மிதமான வெப்பநிலை நிலைகளில் குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் சிறப்பாக அடையப்படுகிறது. டெல்ஃப்ட் தொழில்நுட்பப் பல்கலைக்கழகம் ஷரோன் (SHARON) செயல்முறையை உருவாக்கியது; இதில் உயர் வெப்பநிலையைப் (சுமார் 30-409°C) பயன்படுத்துவது நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்களின் பெருக்கத்திற்கு உகந்ததாக உள்ளது, இதனால் நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்கள் போட்டியில் தோற்கின்றன. அதே நேரத்தில், கசட்டின் வயதைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்களை அகற்றி, நைட்ரேட்டாக்கம் வினையை நைட்ரைட் நிலையில் நிகழச் செய்கிறது.

நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்களுக்கும் நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்களுக்கும் இடையே உள்ள ஆக்ஸிஜன் நாட்டம் வேறுபாட்டின் அடிப்படையில், கரைந்த ஆக்ஸிஜனைக் கட்டுப்படுத்தி நைட்ரைட் பாக்டீரியாக்களை அகற்றுவதன் மூலம் நைட்ரைட் நைட்ரஜனைக் குவிக்கும் நோக்கில், கென்ட் நுண்ணுயிரியல் சூழலியல் ஆய்வகம் OLAND செயல்முறையை உருவாக்கியது.

குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கம் மூலம் கோக்கிங் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதற்கான முன்னோட்டச் சோதனை முடிவுகளின்படி, உள்ளீட்டு நீரில் COD, அம்மோனியா நைட்ரஜன், TN மற்றும் ஃபீனால் ஆகியவற்றின் செறிவுகள் முறையே 1201.6, 510.4, 540.1 மற்றும் 110.4 மி.கி/லி ஆக இருக்கும்போது, ​​வெளியேற்ற நீரில் உள்ள சராசரி COD, அம்மோனியா நைட்ரஜன், TN மற்றும் ஃபீனால் ஆகியவற்றின் செறிவுகள் முறையே 197.1, 14.2, 181.5 மற்றும் 0.4 மி.கி/லி ஆக உள்ளன. அதற்கேற்ற நீக்க விகிதங்கள் முறையே 83.6%, 97.2%, 66.4% மற்றும் 99.6% ஆக இருந்தன.

குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கச் செயல்முறையானது நைட்ரேட் நிலையை அடைவதில்லை, இதனால் உயிரியல் நைட்ரஜன் நீக்கத்திற்குத் தேவையான கார்பன் மூலத்தைச் சேமிக்கிறது. குறைந்த C/N விகிதத்தைக் கொண்ட அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீருக்கு இது சில நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கமானது குறைந்த கசடு, குறைந்த வினை நேரம் மற்றும் வினைக்கலன் கொள்ளளவைச் சேமித்தல் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், குறுகிய தூர நைட்ரேட்டாக்கம் மற்றும் நைட்ரேட் நீக்கத்திற்கு நைட்ரைட்டின் நிலையான மற்றும் நீடித்த திரட்சி தேவைப்படுகிறது, எனவே நைட்ரேட் உருவாக்கும் பாக்டீரியாக்களின் செயல்பாட்டை எவ்வாறு திறம்படத் தடுப்பது என்பதே முக்கியமாகிறது.

④ காற்றில்லா அம்மோனியா ஆக்சிஜனேற்றம்

காற்றில்லா அம்மோஆக்சிஜனேற்றம் என்பது, ஆக்சிஜன் பற்றாக்குறை நிலையில், நைட்ரஸ் நைட்ரஜனை எலக்ட்ரான் ஏற்பியாகக் கொண்டு, தற்சார்பு பாக்டீரியாக்களால் அம்மோனியா நைட்ரஜனை நேரடியாக நைட்ரஜனாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யும் ஒரு செயல்முறையாகும்.

அனமோஎக்ஸின் உயிரியல் செயல்பாட்டின் மீது வெப்பநிலை மற்றும் pH மதிப்பின் விளைவுகள் ஆய்வு செய்யப்பட்டன. உகந்த வினை வெப்பநிலை 30℃ மற்றும் pH மதிப்பு 7.8 என முடிவுகள் காட்டின. அதிக உப்புத்தன்மை மற்றும் அதிக நைட்ரஜன் செறிவுள்ள கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதற்கான காற்றில்லா அனமோஎக்ஸ் வினைக்கலனின் சாத்தியக்கூறு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. அதிக உப்புத்தன்மை அனமோஎக்ஸ் செயல்பாட்டைக் கணிசமாகத் தடுத்தது என்றும், இந்தத் தடுப்பு மீளக்கூடியது என்றும் முடிவுகள் காட்டின. 30g.L-1(NaCl) உப்புத்தன்மையின் கீழ், பழக்கப்படுத்தப்படாத கசட்டின் காற்றில்லா அனமோஎக்ஸ் செயல்பாடு, கட்டுப்பாட்டுக் கசட்டை விட 67.5% குறைவாக இருந்தது. பழக்கப்படுத்தப்பட்ட கசட்டின் அனமோஎக்ஸ் செயல்பாடு, கட்டுப்பாட்டுக் கசட்டை விட 45.1% குறைவாக இருந்தது. பழக்கப்படுத்தப்பட்ட கசடு அதிக உப்புத்தன்மை கொண்ட சூழலிலிருந்து குறைந்த உப்புத்தன்மை கொண்ட சூழலுக்கு (உப்புநீர் இல்லாத சூழல்) மாற்றப்பட்டபோது, ​​காற்றில்லா அனமோஎக்ஸ் செயல்பாடு 43.1% அதிகரித்தது. இருப்பினும், அதிக உப்புத்தன்மையில் நீண்ட நேரம் இயங்கும்போது உலையின் செயல்பாடு குறைய வாய்ப்புள்ளது.

பாரம்பரிய உயிரியல் செயல்முறையுடன் ஒப்பிடுகையில், காற்றில்லா அம்மோக்ஸ் என்பது கூடுதல் கார்பன் ஆதாரம் இல்லாத, குறைந்த ஆக்ஸிஜன் தேவை கொண்ட, நடுநிலையாக்க வினைப்பொருட்கள் தேவையில்லாத, மற்றும் குறைந்த கசடு உற்பத்தி கொண்ட ஒரு சிக்கனமான உயிரியல் நைட்ரஜன் அகற்றும் தொழில்நுட்பமாகும். காற்றில்லா அம்மோக்ஸின் குறைபாடுகள் யாதெனில், வினை வேகம் மெதுவாக இருப்பது, வினைக்கலனின் கொள்ளளவு பெரியதாக இருப்பது, மற்றும் கார்பன் ஆதாரம் காற்றில்லா அம்மோக்ஸுக்கு உகந்ததாக இல்லாதது ஆகும். இது, குறைந்த உயிரிச்சிதைவுத்தன்மை கொண்ட அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைத் தீர்ப்பதில் நடைமுறை முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது.

4. பிரித்தல் மற்றும் உறிஞ்சுதல் மூலம் நைட்ரஜன் அகற்றும் செயல்முறை

① சவ்வு பிரிப்பு முறை

சவ்வுப் பிரிப்பு முறையானது, அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் நோக்கத்தை அடைவதற்காக, திரவத்தில் உள்ள கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பிரிக்க சவ்வின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஊடுருவும் தன்மையைப் பயன்படுத்துவதாகும். இதில் தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல், நானோ வடிகட்டுதல், அம்மோனியா நீக்கும் சவ்வு மற்றும் மின்சவ்வூடுபரவல் ஆகியவை அடங்கும். சவ்வுப் பிரிப்பைப் பாதிக்கும் காரணிகள் சவ்வின் பண்புகள், அழுத்தம் அல்லது மின்னழுத்தம், pH மதிப்பு, வெப்பநிலை மற்றும் அம்மோனியா நைட்ரஜன் செறிவு ஆகியவை ஆகும்.

அரிய மண் உருக்காலையிலிருந்து வெளியேற்றப்படும் அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரின் நீர் தரத்தின்படி, NH4Cl மற்றும் NaCl மாதிரிக் கழிவுநீரைக் கொண்டு தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் சோதனை மேற்கொள்ளப்பட்டது. ஒரே நிலைமைகளின் கீழ், தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் முறையானது NaCl-ஐ அதிக அளவில் நீக்குகிறது என்றும், அதே சமயம் NHCl அதிக நீர் உற்பத்தி விகிதத்தைக் கொண்டுள்ளது என்றும் கண்டறியப்பட்டது. தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் சிகிச்சைக்குப் பிறகு NH4Cl-ஐ நீக்கும் விகிதம் 77.3% ஆகும், இது அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரை முன்சிகிச்சை செய்யப் பயன்படுத்தப்படலாம். தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் தொழில்நுட்பம் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் குளோரின் எதிர்ப்பு மற்றும் மாசு எதிர்ப்புத் திறன் குறைவாக உள்ளது.

குப்பைமேட்டுக் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்க உயிர்வேதியியல் நானோ வடிகட்டு சவ்வுப் பிரிப்புச் செயல்முறை பயன்படுத்தப்பட்டது. இதன்மூலம், தரநிலையின்படி 85% முதல் 90% வரையிலான ஊடுருவக்கூடிய திரவம் வெளியேற்றப்பட்டது, மேலும் 0% முதல் 15% வரையிலான அடர்த்தியான கழிவுநீர்த் திரவமும் சேறும் மட்டுமே குப்பைத் தொட்டிக்குத் திருப்பி அனுப்பப்பட்டன. ஓஸ்டுர்கி மற்றும் அவரது குழுவினர், துருக்கியில் உள்ள ஓடாயேரியின் குப்பைமேட்டுக் கழிவுநீரை நானோ வடிகட்டு சவ்வு மூலம் சுத்திகரித்ததில், அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் சுமார் 72% ஆக இருந்தது. நானோ வடிகட்டு சவ்விற்கு, தலைகீழ் சவ்வூடுபரவல் சவ்வை விடக் குறைந்த அழுத்தமே தேவைப்படுகிறது, மேலும் இது இயக்குவதற்கு எளிதானது.

அதிக அம்மோனியா நைட்ரஜன் கொண்ட கழிவுநீரைச் சுத்திகரிப்பதில், அம்மோனியா நீக்கும் சவ்வு அமைப்பு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனின் சமநிலை பின்வருமாறு: NH4- +OH-= NH3+H2O. செயல்பாட்டில், அம்மோனியா கலந்த கழிவுநீர் சவ்வுத் தொகுதியின் உறைக்குள் பாய்கிறது, மற்றும் அமிலத்தை உறிஞ்சும் திரவம் சவ்வுத் தொகுதியின் குழாய்க்குள் பாய்கிறது. கழிவுநீரின் pH அதிகரிக்கும்போது அல்லது வெப்பநிலை உயரும்போது, ​​சமநிலை வலதுபுறம் நகரும், மேலும் அம்மோனியம் அயனி NH4- ஆனது வாயு நிலையில் உள்ள NH3 ஆக மாறுகிறது. இந்த நேரத்தில், வாயு நிலையில் உள்ள NH3, உள்ளீடற்ற இழையின் மேற்பரப்பில் உள்ள நுண்துளைகள் வழியாக, உறையில் உள்ள கழிவுநீர்ப் பகுதியிலிருந்து குழாயில் உள்ள அமிலத்தை உறிஞ்சும் திரவப் பகுதிக்குள் நுழைய முடியும். அங்கு அது அமிலக் கரைசலால் உறிஞ்சப்பட்டு உடனடியாக அயனி NH4- ஆக மாறுகிறது. கழிவுநீரின் pH-ஐ 10-க்கு மேலாகவும், வெப்பநிலையை 35 ° C-க்கு மேலாகவும் (50 ° C-க்குக் கீழாகவும்) வைத்திருக்கும்போது, ​​கழிவுநீர்ப் பகுதியில் உள்ள NH4 ஆனது தொடர்ந்து NH3 ஆக மாறி, உறிஞ்சும் திரவப் பகுதிக்கு இடம்பெயரும். இதன் விளைவாக, கழிவுநீர்ப் பகுதியில் அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவு தொடர்ந்து குறைந்தது. அமிலத்தை உறிஞ்சும் திரவ நிலையில், அமிலமும் NH4- அயனிகளும் மட்டுமே இருப்பதால், அது மிகவும் தூய்மையான அம்மோனியம் உப்பை உருவாக்குகிறது. தொடர்ச்சியான சுழற்சிக்குப் பிறகு, இந்த உப்பு ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவை அடைகிறது, அதை மீண்டும் பயன்படுத்திக்கொள்ளலாம். ஒருபுறம், இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதத்தை வெகுவாக மேம்படுத்துகிறது, மறுபுறம், இது கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு அமைப்பின் மொத்த இயக்கச் செலவைக் குறைக்கிறது.

② எலக்ட்ரோடையாலிசிஸ் முறை

மின்பகுப்பு என்பது, சவ்வு இணைகளுக்கு இடையில் மின்னழுத்தத்தைச் செலுத்துவதன் மூலம் நீர்க் கரைசல்களில் கரைந்துள்ள திடப்பொருட்களை அகற்றும் ஒரு முறையாகும். மின்னழுத்தத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ், அம்மோனியா-நைட்ரஜன் கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா அயனிகளும் பிற அயனிகளும், சவ்வின் வழியாக அம்மோனியா அடங்கிய செறிவூட்டப்பட்ட நீரில் செறிவூட்டப்படுகின்றன, இதன் மூலம் அகற்றும் நோக்கம் நிறைவேற்றப்படுகிறது.

அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கொண்ட கனிமக் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்க மின்பகுப்பு முறை பயன்படுத்தப்பட்டு, நல்ல முடிவுகள் கிடைத்தன. 2000-3000 மி.கி/லி அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரில், அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 85%-க்கும் அதிகமாக உள்ளது, மேலும் 8.9% செறிவூட்டப்பட்ட அம்மோனியா நீரைப் பெற முடிகிறது. மின்பகுப்பு செயல்பாட்டின் போது நுகரப்படும் மின்சாரத்தின் அளவு, கழிவுநீரில் உள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜனின் அளவிற்கு விகிதாசாரமாக உள்ளது. கழிவுநீரின் மின்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு முறையானது pH மதிப்பு, வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தம் ஆகியவற்றால் கட்டுப்படுத்தப்படுவதில்லை, மேலும் இது செயல்படுத்துவதற்கு எளிதானது.

சவ்வுப் பிரித்தலின் நன்மைகள் அதிக அளவு அம்மோனியா நைட்ரஜன் மீட்பு, எளிமையான செயல்பாடு, நிலையான சுத்திகரிப்பு விளைவு மற்றும் இரண்டாம் நிலை மாசுபாடு இல்லாமை ஆகியவை ஆகும். இருப்பினும், அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கும்போது, ​​அம்மோனியா நீக்கப்பட்ட சவ்வைத் தவிர, மற்ற சவ்வுகளில் எளிதில் படிவுகள் ஏற்பட்டு அடைப்பு உண்டாகிறது. மேலும், மீளுருவாக்கம் மற்றும் பின் கழுவுதல் ஆகியவை அடிக்கடி செய்யப்படுவதால், சுத்திகரிப்புச் செலவு அதிகரிக்கிறது. எனவே, இந்த முறை முன் சுத்திகரிப்பு அல்லது குறைந்த செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீருக்கு மிகவும் பொருத்தமானது.

③ அயனிப் பரிமாற்ற முறை

அம்மோனியா அயனிகளைத் தேர்ந்தெடுத்து வலுவாக உறிஞ்சும் திறன் கொண்ட பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, கழிவுநீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் ஒரு முறையே அயனிப் பரிமாற்ற முறை ஆகும். பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உறிஞ்சும் பொருட்கள் ஆக்டிவேட்டட் கார்பன், ஸியோலைட், மான்ட்மோரிலோனைட் மற்றும் பரிமாற்ற ரெசின் ஆகும். ஸியோலைட் என்பது முப்பரிமாண இட அமைப்பு, சீரான துளை அமைப்பு மற்றும் ஓட்டைகளைக் கொண்ட ஒரு வகையான சிலிக்கோ-அலுமினேட் ஆகும். அவற்றுள், கிளினோப்டிலோலைட் அம்மோனியா அயனிகளைத் தேர்ந்தெடுத்து வலுவாக உறிஞ்சும் திறனையும் குறைந்த விலையையும் கொண்டிருப்பதால், பொறியியல் துறையில் அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரை உறிஞ்சும் பொருளாக இது பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. கிளினோப்டிலோலைட்டின் சுத்திகரிப்பு விளைவைப் பாதிக்கும் காரணிகளில் துகள் அளவு, உள்ளீட்டு அம்மோனியா நைட்ரஜன் செறிவு, தொடர்பு நேரம், pH மதிப்பு போன்றவை அடங்கும்.

அம்மோனியா நைட்ரஜன் மீதான ஸியோலைட்டின் உறிஞ்சும் விளைவு தெளிவாக உள்ளது, அதைத் தொடர்ந்து ரானைட் உள்ளது, மேலும் மண் மற்றும் செரமைசைட்டின் விளைவு குறைவாக உள்ளது. ஸியோலைட்டிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றுவதற்கான முக்கிய வழி அயனிப் பரிமாற்றம் ஆகும், மேலும் அதன் இயற்பியல் உறிஞ்சும் விளைவு மிகவும் சிறியது. செரமைட், மண் மற்றும் ரானைட் ஆகியவற்றின் அயனிப் பரிமாற்ற விளைவு, இயற்பியல் உறிஞ்சும் விளைவைப் போலவே உள்ளது. நான்கு நிரப்பிகளின் உறிஞ்சும் திறன், 15-35℃ வரம்பில் வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் குறைந்தது, மேலும் 3-9 வரம்பில் pH மதிப்பு அதிகரிப்புடன் அதிகரித்தது. 6 மணி நேர அலைவுக்குப் பிறகு உறிஞ்சும் சமநிலை எட்டப்பட்டது.

குப்பைமேட்டுக் கழிவுநீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை ஸியோலைட் உறிஞ்சுதல் மூலம் அகற்றுவதற்கான சாத்தியக்கூறு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. சோதனை முடிவுகளின்படி, ஒவ்வொரு கிராம் ஸியோலைட்டிற்கும் 15.5 மி.கி அம்மோனியா நைட்ரஜனை உறிஞ்சும் வரையறுக்கப்பட்ட திறன் உள்ளது. ஸியோலைட் துகளின் அளவு 30-16 மெஷ் ஆக இருக்கும்போது, ​​அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 78.5% ஐ எட்டுகிறது. மேலும், ஒரே உறிஞ்சுதல் நேரம், அளவு மற்றும் ஸியோலைட் துகளின் அளவில், உள்ளீட்டு அம்மோனியா நைட்ரஜனின் செறிவு அதிகரிக்க அதிகரிக்க, உறிஞ்சுதல் விகிதமும் அதிகமாகிறது. எனவே, கழிவுநீரிலிருந்து அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்ற, ஸியோலைட்டை ஒரு உறிஞ்சியாகப் பயன்படுத்துவது சாத்தியமானதே. அதே நேரத்தில், ஸியோலைட்டால் அம்மோனியா நைட்ரஜனை உறிஞ்சும் விகிதம் குறைவாக இருப்பதும், நடைமுறைச் செயல்பாட்டில் ஸியோலைட் அதன் முழுமையான உறிஞ்சுதல் திறனை அடைவது கடினம் என்பதும் சுட்டிக்காட்டப்படுகிறது.

மாதிரி கிராமக் கழிவுநீரில் உள்ள நைட்ரஜன், COD மற்றும் பிற மாசுபடுத்திகளை உயிரியல் ஸியோலைட் படுகை அகற்றும் விளைவு ஆய்வு செய்யப்பட்டது. உயிரியல் ஸியோலைட் படுகையால் அம்மோனியா நைட்ரஜனை அகற்றும் விகிதம் 95%-க்கும் அதிகமாக உள்ளது என்றும், நைட்ரேட் நைட்ரஜனை அகற்றுவது நீரியல் தங்கு நேரத்தைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது என்றும் முடிவுகள் காட்டுகின்றன.

அயனிப் பரிமாற்ற முறையானது குறைந்த முதலீடு, எளிய செயல்முறை, வசதியான செயல்பாடு, நச்சு மற்றும் வெப்பநிலையால் பாதிக்கப்படாத தன்மை, மற்றும் மீளுருவாக்கம் மூலம் ஸியோலைட்டை மீண்டும் பயன்படுத்துதல் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், அதிக செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கும்போது, ​​மீளுருவாக்கம் அடிக்கடி செய்ய வேண்டியிருப்பதால், அது செயல்பாட்டிற்குச் சிரமத்தை ஏற்படுத்துகிறது. எனவே, இதனை மற்ற அம்மோனியா நைட்ரஜன் சுத்திகரிப்பு முறைகளுடன் இணைத்துப் பயன்படுத்த வேண்டும், அல்லது குறைந்த செறிவுள்ள அம்மோனியா நைட்ரஜன் கழிவுநீரைச் சுத்திகரிக்கப் பயன்படுத்த வேண்டும்.

மொத்த 4A ஸியோலைட் உற்பத்தியாளர் மற்றும் விநியோகஸ்தர் | எவர்பிரைட் (cnchemist.com)