Методы обработки сточных вод с высоким содержанием аммиака

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано O.K. 19.04.2016 в 22:38. С развитием промышленности количество фабрик увеличивается, в результате чего объем сточных вод с высоким содержанием аммиака в стране растет. Такие сточные воды имеют сложный состав и высокую токсичность, поэтому они представляют серьезную угрозу для окружающей среды. Высокое содержание аммиака может привести к эвтрофикации водоемов, к тому же он обладает сильными канцерогенными свойствами. Сточные воды с высоким содержанием аммиака привлекли внимание специалистов в области охраны окружающей среды и во всем мире. В связи с этой проблемой было разработано множество методов обработки таких сточных вод, включающих подходы физического, химического и биологического характера. Для обработки сточных вод с высоким содержанием аммиака невозможно добиться полного соответствия стандартам с использованием только одного процесса. Обычно применяется комбинация процедур предварительной обработки и одного или нескольких процессов глубокой обработки. Среди методов предварительной обработки есть такие, как метод дегазации, технология мембранного поглощения, каталитическое влажное окисление и другие. Что касается методов глубокой обработки, то существует множество технологий: химическое осаждение, биологическое удаление азота, химическое окислительно-восстановительное воздействие, добавление хлора в определенных точках, электролиз и т. д. Как правило, наиболее широко применяются методы дестилляции (стимулированного испарения) в сочетании с биологическим денитрификацией, а также методы дестилляции (стимулированного испарения) в сочетании с химическими процессами окисления-восстановления. Если же метод использования жидкостной мембраны работает эффективно и с мембраной нет проблем, то один из этих методов может обеспечить необходимый уровень качества продукта. Метод дестилляции (стриппинга): при этом методе вода находится в состоянии непрерывной фазы и соприкасается с воздухом. Благодаря разнице между фактической концентрацией компонентов в воде и их равновесной концентрацией аммиак переходит в газофазу, тем самым удаляясь из сточных вод. Обычно аммиак существует в виде ионов аммония (NH4+) и свободного аммиака (NH3). При поддержании pH сточных вод на щелочном уровне ионный аммоний превращается в молекулярный аммиак, после чего с помощью воздуха происходит его выделение. Если для вытеснения воздуха использовать пар, это будет лучше, так как при высоких температурах ускоряется отделение свободного аммиака (NH3) из сточных вод. Однако использование пара слишком дорогое, поэтому обычно применяют вытеснение воздухом. Однако на практике существуют такие проблемы, как низкая эффективность обработки, появление известкового налета, который мешает работе, высокие затраты на энергию и техническое обслуживание, а также возможность возникновения вторичного загрязнения. Этот метод часто используется в качестве предварительной обработки сточных вод с высоким содержанием аммиака. Химический метод окислительно-восстановительной обработки: в этом методе используется специальное вещество для удаления аммиака. Это вещество обладает сильными окислительно-восстановительными свойствами. В процессе денитрификации азот, содержащийся в органических веществах, а также в неорганических веществах, содержащих азот, таких как сульфиды и азотные соли, сначала превращается в NH3, NH2, NH4+, затем — в NO, NO2, и в конечном итоге — в N2. Конечно, этот метод обычно используется для вторичной глубокой обработки сточных вод с высоким содержанием аммиака и нитрогена, а также для обработки сточных вод с умеренным и низким содержанием аммиака и нитрогена. В процессе денитрификации, при правильном контроле добавления реагентов, можно полностью устранить аммиак в воде, достигнув нулевых выбросов. В процессе реакции также не образуется никаких отходов (твердых отходов), вредных для окружающей среды. Вообще не нужно думать о проблеме обработки твердых отходов. Метод жидкостной мембраны: Принцип обработки сточных вод, содержащих аммиак, с использованием метода мембранного поглощения заключается в следующем: гидрофобные микропористые мембраны (полипропилен, политетрафторэтилен, поли(винилфторид)) разделяют сточные воды, содержащие аммиак, и раствор H2SO4 по обе стороны от мембраны. Путем регулирования pH сточных вод ионизированный NH4+ превращается в молекулярный, летучий NH3. Под действием разницы концентраций NH3 по обе стороны мембраны NH3 из сточных вод испаряется на границе с микропористой мембраной. Газообразный NH3 диффундирует через микропоры мембраны на другую её сторону. На границе между микропорами мембраны и раствором-поглотителем он поглощается H2SO4, в результате чего образуется невыпаримый (NH4)2SO4, который затем может быть восстановлен. Из-за различий в формах существования аммиака в сточных водах и растворе для поглощения, аммиак из сточных вод может постепенно переходить в раствор для поглощения за счёт изменения своей формы. Этот процесс продолжается до тех пор, пока весь H2SO4 в растворе для поглощения не будет нейтрализован аммиаком. В таком случае концентрация аммиака в обработанных сточных водах теоретически может достичь нуля. Сейчас сложностью процесса поглощения с использованием мембран является предотвращение их протекания. Для обеспечения высокого пропускного способа толщина мембран с микропорами, как правило, бывает небольшой; в результате этого водные фазы по обе стороны от мембраны легко проникают друг в друга под действием разницы давлений. Биологический метод удаления аммиака: при этом методе аммиак из сточных вод удаляется за счет действия различных микроорганизмов, которые через ряд реакций нитрификации и денитрификации превращают аммиак в азот, тем самым достигая цели его удаления. В настоящее время этот метод по-прежнему широко используется и довольно эффективен для сточных вод с средним и низким содержанием аммиака. Существует множество соответствующих технологий, таких как A/O, A2/O, SBR, IBR, AB и др. Недостатками биологического метода являются большая площадь, низкая активность микроорганизмов при низких температурах и низкая эффективность удаления аммиака и азота.