నీటి నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించే రసాయనం మరియు ప్రక్రియ

1.అమ్మోనియా నైట్రోజన్ అంటే ఏమిటి?

అమ్మోనియా నైట్రోజన్ అనేది ఉచిత అమ్మోనియా (లేదా అయానిక్ కాని అమ్మోనియా, NH3) లేదా అయానిక్ అమ్మోనియా (NH4+) రూపంలో అమ్మోనియాను సూచిస్తుంది. అధిక pH మరియు ఉచిత అమ్మోనియా అధిక నిష్పత్తి; దీనికి విరుద్ధంగా, అమ్మోనియం లవణం నిష్పత్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది.

అమ్మోనియా నైట్రోజన్ నీటిలో ఉండే ఒక పోషకం, ఇది నీటి యూట్రోఫికేషన్‌కు దారితీస్తుంది మరియు ఇది నీటిలో ఆక్సిజన్‌ను వినియోగించే ప్రధాన కాలుష్య కారకం, ఇది చేపలు మరియు కొన్ని జలచరాలకు విషపూరితమైనది.

జలచరాలపై అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క ప్రధాన హానికరమైన ప్రభావం ఉచిత అమ్మోనియా, దీని విషపూరితం అమ్మోనియం లవణం కంటే డజన్ల కొద్దీ రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు క్షారత పెరుగుదలతో పెరుగుతుంది. అమ్మోనియా నైట్రోజన్ విషపూరితం పూల్ నీటి pH విలువ మరియు నీటి ఉష్ణోగ్రతకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, సాధారణంగా, pH విలువ మరియు నీటి ఉష్ణోగ్రత ఎక్కువగా ఉంటే, విషపూరితం అంత బలంగా ఉంటుంది.

అమ్మోనియాను నిర్ణయించడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించే రెండు ఉజ్జాయింపు సున్నితత్వ కలర్‌మెట్రిక్ పద్ధతులు క్లాసికల్ నెస్లర్ రియాజెంట్ పద్ధతి మరియు ఫినాల్-హైపోక్లోరైట్ పద్ధతి. అమ్మోనియాను నిర్ణయించడానికి టైట్రేషన్‌లు మరియు విద్యుత్ పద్ధతులను కూడా సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు; అమ్మోనియా నైట్రోజన్ కంటెంట్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, స్వేదనం టైట్రేషన్ పద్ధతిని కూడా ఉపయోగించవచ్చు. (జాతీయ ప్రమాణాలలో నాథ్ యొక్క రియాజెంట్ పద్ధతి, సాలిసిలిక్ యాసిడ్ స్పెక్ట్రోఫోటోమెట్రీ, స్వేదనం - టైట్రేషన్ పద్ధతి ఉన్నాయి)

2.భౌతిక మరియు రసాయన నత్రజని తొలగింపు ప్రక్రియ

① రసాయన అవపాతం పద్ధతి

రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతిని MAP అవక్షేపణ పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ కలిగిన మురుగునీటికి మెగ్నీషియం మరియు ఫాస్పోరిక్ ఆమ్లం లేదా హైడ్రోజన్ ఫాస్ఫేట్‌ను జోడించడం, తద్వారా మురుగునీటిలోని NH4+ జల ద్రావణంలో Mg+ మరియు PO4- లతో చర్య జరిపి అమ్మోనియం మెగ్నీషియం ఫాస్ఫేట్ అవక్షేపణను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, పరమాణు సూత్రం MgNH4P04.6H20, తద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించే ఉద్దేశ్యాన్ని సాధించవచ్చు. మెగ్నీషియం అమ్మోనియం ఫాస్ఫేట్, సాధారణంగా స్ట్రువైట్ అని పిలుస్తారు, నిర్మాణ ఉత్పత్తులను నిర్మించడానికి కంపోస్ట్, నేల సంకలితం లేదా అగ్ని నిరోధకంగా ఉపయోగించవచ్చు. ప్రతిచర్య సమీకరణం క్రింది విధంగా ఉంది:

Mg++ NH4 + + PO4 – = MgNH4P04

రసాయన అవపాతం యొక్క చికిత్సా ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు pH విలువ, ఉష్ణోగ్రత, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ గాఢత మరియు మోలార్ నిష్పత్తి (n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)). pH విలువ 10 మరియు మెగ్నీషియం, నైట్రోజన్ మరియు భాస్వరం యొక్క మోలార్ నిష్పత్తి 1.2:1:1.2 అయినప్పుడు, చికిత్సా ప్రభావం మెరుగ్గా ఉంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

మెగ్నీషియం క్లోరైడ్ మరియు డిసోడియం హైడ్రోజన్ ఫాస్ఫేట్‌లను అవక్షేపణ కారకాలుగా ఉపయోగించి, pH విలువ 9.5 మరియు మెగ్నీషియం, నైట్రోజన్ మరియు భాస్వరం యొక్క మోలార్ నిష్పత్తి 1.2:1:1 ఉన్నప్పుడు చికిత్స ప్రభావం మెరుగ్గా ఉంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

ఫలితాలు MgC12+Na3PO4.12H20 ఇతర అవక్షేపణ ఏజెంట్ కలయికల కంటే మెరుగైనదని చూపిస్తున్నాయి. pH విలువ 10.0 అయినప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత 30℃, n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1, 30 నిమిషాలు కదిలించిన తర్వాత మురుగునీటిలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ద్రవ్యరాశి సాంద్రత చికిత్సకు ముందు 222mg/L నుండి 17mg/Lకి తగ్గుతుంది మరియు తొలగింపు రేటు 92.3%.

అధిక సాంద్రత కలిగిన పారిశ్రామిక అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి శుద్ధి కోసం రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతి మరియు ద్రవ పొర పద్ధతిని కలిపారు. అవపాత ప్రక్రియ యొక్క ఆప్టిమైజేషన్ పరిస్థితులలో, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 98.1%కి చేరుకుంది, ఆపై ద్రవ ఫిల్మ్ పద్ధతితో తదుపరి చికిత్స అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రతను 0.005g/Lకి తగ్గించి, జాతీయ ఫస్ట్-క్లాస్ ఉద్గార ప్రమాణాన్ని చేరుకుంది.

ఫాస్ఫేట్ చర్యలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ పై Mg+ కాకుండా డైవాలెంట్ మెటల్ అయాన్లు (Ni+, Mn+, Zn+, Cu+, Fe+) తొలగించే ప్రభావాన్ని పరిశోధించారు. అమ్మోనియం సల్ఫేట్ మురుగునీటి కోసం CaSO4 అవక్షేపణ-MAP అవక్షేపణ యొక్క కొత్త ప్రక్రియను ప్రతిపాదించారు. సాంప్రదాయ NaOH నియంత్రకాన్ని సున్నంతో భర్తీ చేయవచ్చని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతి యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటంటే, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాల సాంద్రత ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, జీవ పద్ధతి, బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ పద్ధతి, పొర విభజన పద్ధతి, అయాన్ మార్పిడి పద్ధతి మొదలైన ఇతర పద్ధతుల అప్లికేషన్ పరిమితంగా ఉంటుంది. ఈ సమయంలో, ముందస్తు చికిత్స కోసం రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగించవచ్చు. రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతి యొక్క తొలగింపు సామర్థ్యం మెరుగ్గా ఉంటుంది మరియు ఇది ఉష్ణోగ్రత ద్వారా పరిమితం చేయబడదు మరియు ఆపరేషన్ సులభం. మెగ్నీషియం అమ్మోనియం ఫాస్ఫేట్ కలిగిన అవక్షేపణ బురదను వ్యర్థ వినియోగాన్ని గ్రహించడానికి మిశ్రమ ఎరువుగా ఉపయోగించవచ్చు, తద్వారా ఖర్చులో కొంత భాగాన్ని భర్తీ చేయవచ్చు; ఫాస్ఫేట్ వ్యర్థ జలాలను ఉత్పత్తి చేసే కొన్ని పారిశ్రామిక సంస్థలు మరియు ఉప్పు ఉప్పునీటిని ఉత్పత్తి చేసే సంస్థలతో కలిపి ఉంటే, అది ఔషధ ఖర్చులను ఆదా చేస్తుంది మరియు పెద్ద ఎత్తున అప్లికేషన్‌ను సులభతరం చేస్తుంది.

రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతి యొక్క ప్రతికూలత ఏమిటంటే, అమ్మోనియం మెగ్నీషియం ఫాస్ఫేట్ యొక్క ద్రావణీయత ఉత్పత్తి యొక్క పరిమితి కారణంగా, మురుగునీటిలోని అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ఒక నిర్దిష్ట సాంద్రతకు చేరుకున్న తర్వాత, తొలగింపు ప్రభావం స్పష్టంగా ఉండదు మరియు ఇన్‌పుట్ ఖర్చు బాగా పెరుగుతుంది. అందువల్ల, అధునాతన చికిత్సకు అనువైన ఇతర పద్ధతులతో కలిపి రసాయన అవక్షేపణ పద్ధతిని ఉపయోగించాలి. ఉపయోగించిన కారకం పరిమాణం పెద్దది, ఉత్పత్తి చేయబడిన బురద పెద్దది మరియు చికిత్స ఖర్చు ఎక్కువగా ఉంటుంది. రసాయనాల మోతాదు సమయంలో క్లోరైడ్ అయాన్లు మరియు అవశేష భాస్వరం ప్రవేశపెట్టడం వలన ద్వితీయ కాలుష్యం సులభంగా ఏర్పడుతుంది.

హోల్‌సేల్ అల్యూమినియం సల్ఫేట్ తయారీదారు మరియు సరఫరాదారు | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

హోల్‌సేల్ డైబాసిక్ సోడియం ఫాస్ఫేట్ తయారీదారు మరియు సరఫరాదారు | EVERBRIGHT (cnchemist.com)

②బ్లో ఆఫ్ పద్ధతి

బ్లోయింగ్ పద్ధతి ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడం అంటే pH విలువను ఆల్కలీన్‌గా సర్దుబాటు చేయడం, తద్వారా మురుగునీటిలోని అమ్మోనియా అయాన్ అమ్మోనియాగా మార్చబడుతుంది, తద్వారా ఇది ప్రధానంగా ఉచిత అమ్మోనియా రూపంలో ఉంటుంది, ఆపై ఉచిత అమ్మోనియాను క్యారియర్ వాయువు ద్వారా మురుగునీటి నుండి బయటకు తీస్తారు, తద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించే ఉద్దేశ్యాన్ని సాధించవచ్చు. బ్లోయింగ్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలు pH విలువ, ఉష్ణోగ్రత, గ్యాస్-ద్రవ నిష్పత్తి, గ్యాస్ ప్రవాహ రేటు, ప్రారంభ సాంద్రత మొదలైనవి. ప్రస్తుతం, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క అధిక సాంద్రత కలిగిన మురుగునీటి శుద్ధిలో బ్లో-ఆఫ్ పద్ధతి విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

బ్లో-ఆఫ్ పద్ధతి ద్వారా ల్యాండ్‌ఫిల్ లీచేట్ నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడాన్ని అధ్యయనం చేశారు. బ్లో-ఆఫ్ సామర్థ్యాన్ని నియంత్రించే కీలక అంశాలు ఉష్ణోగ్రత, గ్యాస్-లిక్విడ్ నిష్పత్తి మరియు pH విలువ అని కనుగొనబడింది. నీటి ఉష్ణోగ్రత 2590 కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, గ్యాస్-లిక్విడ్ నిష్పత్తి దాదాపు 3500 మరియు pH దాదాపు 10.5 ఉన్నప్పుడు, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత 2000-4000mg/L వరకు ఉన్న ల్యాండ్‌ఫిల్ లీచేట్‌కు తొలగింపు రేటు 90% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. pH=11.5 ఉన్నప్పుడు, స్ట్రిప్పింగ్ ఉష్ణోగ్రత 80cC మరియు స్ట్రిప్పింగ్ సమయం 120 నిమిషాలు ఉన్నప్పుడు, మురుగునీటిలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 99.2%కి చేరుకుంటుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటిని బ్లో-ఆఫ్ చేసే సామర్థ్యాన్ని కౌంటర్-కరెంట్ బ్లో-ఆఫ్ టవర్ ద్వారా నిర్వహించారు. pH విలువ పెరుగుదలతో బ్లో-ఆఫ్ చేసే సామర్థ్యం పెరిగిందని ఫలితాలు చూపించాయి. గ్యాస్-ద్రవ నిష్పత్తి ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, అమ్మోనియా స్ట్రిప్పింగ్ మాస్ ట్రాన్స్‌ఫర్ యొక్క చోదక శక్తి అంత ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు స్ట్రిప్పింగ్ సామర్థ్యం కూడా పెరుగుతుంది.

బ్లోయింగ్ పద్ధతి ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడం ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది, ఆపరేట్ చేయడం సులభం మరియు నియంత్రించడం సులభం. బ్లోయింగ్ అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో శోషకంగా ఉపయోగించవచ్చు మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల డబ్బును ఎరువుగా ఉపయోగించవచ్చు. బ్లో-ఆఫ్ పద్ధతి ప్రస్తుతం భౌతిక మరియు రసాయన నత్రజనిని తొలగించడానికి సాధారణంగా ఉపయోగించే సాంకేతికత. అయితే, బ్లో-ఆఫ్ పద్ధతిలో బ్లో-ఆఫ్ టవర్‌లో తరచుగా స్కేలింగ్ చేయడం, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద తక్కువ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు సామర్థ్యం మరియు బ్లో-ఆఫ్ వాయువు వల్ల కలిగే ద్వితీయ కాలుష్యం వంటి కొన్ని ప్రతికూలతలు ఉన్నాయి. బ్లో-ఆఫ్ పద్ధతిని సాధారణంగా ఇతర అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి శుద్ధి పద్ధతులతో కలిపి అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటిని ముందస్తుగా శుద్ధి చేస్తారు.

③బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్

బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ ద్వారా అమ్మోనియా తొలగింపు విధానం ఏమిటంటే, క్లోరిన్ వాయువు అమ్మోనియాతో చర్య జరిపి హానిచేయని నైట్రోజన్ వాయువును ఉత్పత్తి చేస్తుంది మరియు N2 వాతావరణంలోకి తప్పించుకుంటుంది, దీని వలన ప్రతిచర్య మూలం కుడి వైపుకు కొనసాగుతుంది. ప్రతిచర్య సూత్రం:

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

క్లోరిన్ వాయువును మురుగునీటిలోకి ఒక నిర్దిష్ట బిందువుకు బదిలీ చేసినప్పుడు, నీటిలో ఉచిత క్లోరిన్ కంటెంట్ తక్కువగా ఉంటుంది మరియు అమ్మోనియా సాంద్రత సున్నాగా ఉంటుంది. క్లోరిన్ వాయువు మొత్తం ఆ బిందువును దాటినప్పుడు, నీటిలో ఉచిత క్లోరిన్ పరిమాణం పెరుగుతుంది, కాబట్టి, ఆ బిందువును బ్రేక్ పాయింట్ అంటారు మరియు ఈ స్థితిలో క్లోరినేషన్‌ను బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ అంటారు.

అమ్మోనియా నైట్రోజన్ బ్లోయింగ్ తర్వాత డ్రిల్లింగ్ మురుగునీటిని శుద్ధి చేయడానికి బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ పద్ధతిని ఉపయోగిస్తారు మరియు ప్రీ-ట్రీట్మెంట్ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ బ్లోయింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా శుద్ధి ప్రభావం నేరుగా ప్రభావితమవుతుంది. మురుగునీటిలోని 70% అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను బ్లోయింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా తొలగించి, ఆపై బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ ద్వారా శుద్ధి చేసినప్పుడు, మురుగునీటిలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ద్రవ్యరాశి సాంద్రత 15mg/L కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. జాంగ్ షెంగ్లీ మరియు ఇతరులు 100mg/L ద్రవ్యరాశి సాంద్రత కలిగిన అనుకరణ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలను పరిశోధనా వస్తువుగా తీసుకున్నారు మరియు సోడియం హైపోక్లోరైట్ ఆక్సీకరణం ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపును ప్రభావితం చేసే ప్రధాన మరియు ద్వితీయ కారకాలు క్లోరిన్ మరియు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ పరిమాణ నిష్పత్తి, ప్రతిచర్య సమయం మరియు pH విలువ అని పరిశోధన ఫలితాలు చూపించాయి.

బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ పద్ధతి అధిక నత్రజని తొలగింపు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, తొలగింపు రేటు 100% చేరుకుంటుంది మరియు మురుగునీటిలో అమ్మోనియా సాంద్రతను సున్నాకి తగ్గించవచ్చు. ప్రభావం స్థిరంగా ఉంటుంది మరియు ఉష్ణోగ్రత ద్వారా ప్రభావితం కాదు; తక్కువ పెట్టుబడి పరికరాలు, వేగవంతమైన మరియు పూర్తి ప్రతిస్పందన; ఇది నీటి వనరుపై స్టెరిలైజేషన్ మరియు క్రిమిసంహారక ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ పద్ధతి యొక్క అప్లికేషన్ యొక్క పరిధి ఏమిటంటే అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి సాంద్రత 40mg/L కంటే తక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి బ్రేక్ పాయింట్ క్లోరినేషన్ పద్ధతిని ఎక్కువగా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి అధునాతన చికిత్స కోసం ఉపయోగిస్తారు. సురక్షితమైన ఉపయోగం మరియు నిల్వ అవసరం ఎక్కువగా ఉంటుంది, శుద్ధి ఖర్చు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఉప-ఉత్పత్తులు క్లోరమైన్‌లు మరియు క్లోరినేటెడ్ ఆర్గానిక్స్ ద్వితీయ కాలుష్యానికి కారణమవుతాయి.

④ ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ పద్ధతి

ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ పద్ధతి అనేది ఉత్ప్రేరకం చర్య ద్వారా, ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం కింద, గాలి ఆక్సీకరణం ద్వారా, మురుగునీటిలోని సేంద్రియ పదార్థం మరియు అమ్మోనియాను ఆక్సీకరణం చేసి, CO2, N2 మరియు H2O వంటి హానిచేయని పదార్థాలుగా కుళ్ళిపోయి, శుద్దీకరణ ప్రయోజనాన్ని సాధించడం.

ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేసే అంశాలు ఉత్ప్రేరక లక్షణాలు, ఉష్ణోగ్రత, ప్రతిచర్య సమయం, pH విలువ, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత, పీడనం, కదిలించే తీవ్రత మొదలైనవి.

ఓజోనేటెడ్ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క క్షీణత ప్రక్రియను అధ్యయనం చేశారు. pH విలువ పెరిగినప్పుడు, బలమైన ఆక్సీకరణ సామర్థ్యం కలిగిన ఒక రకమైన H2O రాడికల్ ఉత్పత్తి అవుతుందని మరియు ఆక్సీకరణ రేటు గణనీయంగా వేగవంతం అవుతుందని ఫలితాలు చూపించాయి. ఓజోన్ అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను నైట్రేట్‌గా మరియు నైట్రేట్‌ను నైట్రేట్‌గా ఆక్సీకరణం చేయగలదని అధ్యయనాలు చూపిస్తున్నాయి. నీటిలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత సమయం పెరిగేకొద్దీ తగ్గుతుంది మరియు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు దాదాపు 82% ఉంటుంది. అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేయడానికి CuO-Mn02-Ce02 ను మిశ్రమ ఉత్ప్రేరకంగా ఉపయోగించారు. కొత్తగా తయారు చేయబడిన మిశ్రమ ఉత్ప్రేరకం యొక్క ఆక్సీకరణ చర్య గణనీయంగా మెరుగుపడిందని మరియు తగిన ప్రక్రియ పరిస్థితులు 255℃, 4.2MPa మరియు pH=10.8 అని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. 1023mg/L ప్రారంభ సాంద్రతతో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాల శుద్ధిలో, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 150 నిమిషాల్లోపు 98%కి చేరుకుంటుంది, ఇది జాతీయ ద్వితీయ (50mg/L) ఉత్సర్గ ప్రమాణానికి చేరుకుంటుంది.

సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్ల ద్రావణంలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క క్షీణత రేటును అధ్యయనం చేయడం ద్వారా జియోలైట్ మద్దతు ఉన్న TiO2 ఫోటోకాటలిస్ట్ యొక్క ఉత్ప్రేరక పనితీరును పరిశోధించారు. Ti02/ జియోలైట్ ఫోటోకాటలిస్ట్ యొక్క సరైన మోతాదు 1.5g/L మరియు అతినీలలోహిత వికిరణం కింద ప్రతిచర్య సమయం 4 గంటలు అని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. వ్యర్థ జలాల నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 98.92% కి చేరుకుంటుంది. అతినీలలోహిత కాంతి కింద ఫినాల్ మరియు అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌పై అధిక ఇనుము మరియు నానో-చిన్ డయాక్సైడ్ తొలగింపు ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. 50mg/L సాంద్రతతో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ద్రావణానికి pH=9.0 వర్తించినప్పుడు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 97.5% అని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, ఇది అధిక ఇనుము లేదా చైనా డయాక్సైడ్ కంటే 7.8% మరియు 22.5% ఎక్కువ.

ఉత్ప్రేరక ఆక్సీకరణ పద్ధతి అధిక శుద్దీకరణ సామర్థ్యం, ​​సరళమైన ప్రక్రియ, చిన్న అడుగు ప్రాంతం మొదలైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటిని శుద్ధి చేయడానికి తరచుగా ఉపయోగిస్తారు.ఉత్ప్రేరకం నష్టాన్ని మరియు పరికరాల తుప్పు రక్షణను ఎలా నిరోధించాలనేది అప్లికేషన్ కష్టం.

⑤ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఆక్సీకరణ పద్ధతి

ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఆక్సీకరణ పద్ధతి అనేది ఉత్ప్రేరక చర్యతో ఎలక్ట్రోఆక్సిడేషన్ ఉపయోగించి నీటిలోని కాలుష్య కారకాలను తొలగించే పద్ధతిని సూచిస్తుంది. ప్రభావితం చేసే అంశాలు కరెంట్ సాంద్రత, ఇన్లెట్ ఫ్లో రేటు, అవుట్‌లెట్ సమయం మరియు పాయింట్ సొల్యూషన్ సమయం.

ప్రసరణ ప్రవాహ విద్యుద్విశ్లేషణ కణంలో అమ్మోనియా-నత్రజని వ్యర్థ జలాల యొక్క విద్యుద్విశ్లేషణ ఆక్సీకరణను అధ్యయనం చేశారు, ఇక్కడ సానుకూలమైనది Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2 నెట్‌వర్క్ విద్యుత్ మరియు ప్రతికూలమైనది Ti నెట్‌వర్క్ విద్యుత్. క్లోరైడ్ అయాన్ సాంద్రత 400mg/L అయినప్పుడు, ప్రారంభ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత 40mg/L, ఇన్‌ఫ్లూయెంట్ ఫ్లో రేటు 600mL/min, కరెంట్ సాంద్రత 20mA/cm, మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ సమయం 90 నిమిషాలు, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 99.37% అని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. అమ్మోనియా-నత్రజని వ్యర్థ జలాల విద్యుద్విశ్లేషణ ఆక్సీకరణకు మంచి అప్లికేషన్ అవకాశం ఉందని ఇది చూపిస్తుంది.

3. జీవరసాయన నత్రజని తొలగింపు ప్రక్రియ

① మొత్తం నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్

పూర్తి-ప్రక్రియ నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ అనేది ఒక రకమైన జీవసంబంధమైన పద్ధతి, ఇది ప్రస్తుతం చాలా కాలంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది. ఇది వ్యర్థ జలాల్లోని అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ వంటి ప్రతిచర్యల ద్వారా నత్రజనిగా మారుస్తుంది, తద్వారా వ్యర్థ జలాల శుద్ధి ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు. అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడానికి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ ప్రక్రియ రెండు దశల ద్వారా వెళ్ళాలి:

నైట్రిఫికేషన్ రియాక్షన్: నైట్రిఫికేషన్ రియాక్షన్ ఏరోబిక్ ఆటోట్రోఫిక్ సూక్ష్మజీవుల ద్వారా పూర్తవుతుంది. ఏరోబిక్ స్థితిలో, NH4+ ను NO2- గా మార్చడానికి అకర్బన నత్రజనిని నైట్రోజన్ మూలంగా ఉపయోగిస్తారు, ఆపై అది NO3- గా ఆక్సీకరణం చెందుతుంది. నైట్రిఫికేషన్ ప్రక్రియను రెండు దశలుగా విభజించవచ్చు. రెండవ దశలో, బ్యాక్టీరియాను నైట్రిఫై చేయడం ద్వారా నైట్రేట్‌ను నైట్రేట్ (NO3-) గా మరియు బ్యాక్టీరియాను నైట్రిఫై చేయడం ద్వారా నైట్రేట్‌ను నైట్రేట్ (NO3-) గా మారుస్తారు.

డీనైట్రిఫికేషన్ రియాక్షన్: డీనైట్రిఫికేషన్ రియాక్షన్ అనేది డీనైట్రైఫైయింగ్ బ్యాక్టీరియా హైపోక్సియా స్థితిలో నైట్రేట్ నైట్రోజన్ మరియు నైట్రేట్ నైట్రోజన్‌ను వాయు నైట్రోజన్ (N2)గా తగ్గించే ప్రక్రియ. డీనైట్రైఫైయింగ్ బ్యాక్టీరియా హెటెరోట్రోఫిక్ సూక్ష్మజీవులు, వీటిలో ఎక్కువ భాగం యాంఫిక్టిక్ బ్యాక్టీరియాకు చెందినవి. హైపోక్సియా స్థితిలో, అవి నైట్రేట్‌లోని ఆక్సిజన్‌ను ఎలక్ట్రాన్ అంగీకారకంగా మరియు సేంద్రీయ పదార్థాన్ని (మురుగునీటిలో BOD భాగం) ఎలక్ట్రాన్ దాతగా ఉపయోగించి శక్తిని అందిస్తాయి మరియు ఆక్సీకరణం చెందుతాయి మరియు స్థిరీకరించబడతాయి.

మొత్తం ప్రక్రియ నైట్రిఫికేషన్ మరియు డెనిట్రిఫికేషన్ ఇంజనీరింగ్ అనువర్తనాల్లో ప్రధానంగా AO, A2O, ఆక్సీకరణ డిచ్ మొదలైనవి ఉంటాయి, ఇది జీవసంబంధమైన నైట్రోజన్ తొలగింపు పరిశ్రమలో ఉపయోగించే మరింత పరిణతి చెందిన పద్ధతి.

మొత్తం నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ పద్ధతి స్థిరమైన ప్రభావం, సరళమైన ఆపరేషన్, ద్వితీయ కాలుష్యం లేకపోవడం మరియు తక్కువ ఖర్చు వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. ఈ పద్ధతిలో కొన్ని లోపాలు కూడా ఉన్నాయి, వ్యర్థ జలాల్లో C/N నిష్పత్తి తక్కువగా ఉన్నప్పుడు కార్బన్ మూలాన్ని జోడించాలి, ఉష్ణోగ్రత అవసరం సాపేక్షంగా కఠినంగా ఉంటుంది, తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సామర్థ్యం తక్కువగా ఉంటుంది, ప్రాంతం పెద్దది, ఆక్సిజన్ డిమాండ్ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు హెవీ మెటల్ అయాన్లు వంటి కొన్ని హానికరమైన పదార్థాలు సూక్ష్మజీవులపై ఒత్తిడి ప్రభావాన్ని చూపుతాయి, జీవసంబంధమైన పద్ధతిని చేపట్టే ముందు వీటిని తొలగించాలి. అదనంగా, వ్యర్థ జలాల్లోని అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క అధిక సాంద్రత కూడా నైట్రిఫికేషన్ ప్రక్రియపై నిరోధక ప్రభావాన్ని చూపుతుంది. అందువల్ల, అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేయడానికి ముందు ముందస్తు చికిత్సను నిర్వహించాలి, తద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాల సాంద్రత 500mg/L కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. సాంప్రదాయ జీవ పద్ధతి గృహ మురుగునీరు, రసాయన వ్యర్థ జలాలు మొదలైన సేంద్రీయ పదార్థాలను కలిగి ఉన్న తక్కువ సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాల శుద్ధికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

②ఏకకాలిక నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ (SND)

నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ ఒకే రియాక్టర్‌లో కలిసి నిర్వహించబడినప్పుడు, దానిని సైమల్టేనియస్ డైజెస్షన్ డీనైట్రిఫికేషన్ (SND) అంటారు. వ్యర్థ జలాల్లో కరిగిన ఆక్సిజన్ విస్తరణ రేటు ద్వారా పరిమితం చేయబడుతుంది, ఇది మైక్రోబియల్ ఫ్లాక్ లేదా బయోఫిల్మ్‌లోని సూక్ష్మ పర్యావరణ ప్రాంతంలో కరిగిన ఆక్సిజన్ ప్రవణతను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది మైక్రోబియల్ ఫ్లాక్ లేదా బయోఫిల్మ్ యొక్క బయటి ఉపరితలంపై కరిగిన ఆక్సిజన్ ప్రవణతను ఏరోబిక్ నైట్రిఫైయింగ్ బ్యాక్టీరియా మరియు అమ్మోనియాటింగ్ బ్యాక్టీరియా పెరుగుదల మరియు వ్యాప్తికి అనుకూలంగా చేస్తుంది. ఫ్లోక్ లేదా పొరలోకి లోతుగా, కరిగిన ఆక్సిజన్ సాంద్రత తక్కువగా ఉంటుంది, ఫలితంగా డీనైట్రిఫైయింగ్ బ్యాక్టీరియా ఆధిపత్యం చెలాయించే అనాక్సిక్ జోన్ ఏర్పడుతుంది. అందువలన ఏకకాలంలో జీర్ణక్రియ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ ప్రక్రియ ఏర్పడుతుంది. ఏకకాలంలో జీర్ణక్రియ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్‌ను ప్రభావితం చేసే అంశాలు PH విలువ, ఉష్ణోగ్రత, క్షారత, సేంద్రీయ కార్బన్ మూలం, కరిగిన ఆక్సిజన్ మరియు బురద వయస్సు.

కార్రౌసెల్ ఆక్సీకరణ గుంటలో ఏకకాలంలో నైట్రిఫికేషన్/డెనిట్రిఫికేషన్ ఉంది, మరియు కార్రౌసెల్ ఆక్సీకరణ గుంటలోని ఎరేటెడ్ ఇంపెల్లర్ మధ్య కరిగిన ఆక్సిజన్ సాంద్రత క్రమంగా తగ్గింది మరియు కార్రౌసెల్ ఆక్సీకరణ గుంట యొక్క దిగువ భాగంలో కరిగిన ఆక్సిజన్ ఎగువ భాగంలో కంటే తక్కువగా ఉంది. ఛానల్ యొక్క ప్రతి భాగంలో నైట్రేట్ నైట్రోజన్ ఏర్పడటం మరియు వినియోగ రేట్లు దాదాపు సమానంగా ఉంటాయి మరియు ఛానల్‌లో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత ఎల్లప్పుడూ చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది కార్రౌసెల్ ఆక్సీకరణ ఛానెల్‌లో నైట్రిఫికేషన్ మరియు డెనిట్రిఫికేషన్ ప్రతిచర్యలు ఏకకాలంలో జరుగుతాయని సూచిస్తుంది.

గృహ మురుగునీటి శుద్ధిపై జరిపిన అధ్యయనం ప్రకారం, CODCr ఎంత ఎక్కువగా ఉంటే, డీనైట్రిఫికేషన్ పూర్తి అవుతుంది మరియు TN తొలగింపు అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. కరిగిన ఆక్సిజన్ ఏకకాల నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ పై ప్రభావం చాలా బాగుంటుంది. కరిగిన ఆక్సిజన్ 0.5~2mg/L వద్ద నియంత్రించబడినప్పుడు, మొత్తం నైట్రోజన్ తొలగింపు ప్రభావం మంచిది. అదే సమయంలో, నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ పద్ధతి రియాక్టర్‌ను ఆదా చేస్తుంది, ప్రతిచర్య సమయాన్ని తగ్గిస్తుంది, తక్కువ శక్తి వినియోగాన్ని కలిగి ఉంటుంది, పెట్టుబడిని ఆదా చేస్తుంది మరియు pH విలువను స్థిరంగా ఉంచడం సులభం.

③ స్వల్ప-శ్రేణి జీర్ణక్రియ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్

అదే రియాక్టర్‌లో, అమ్మోనియా ఆక్సిడైజింగ్ బ్యాక్టీరియాను ఏరోబిక్ పరిస్థితులలో అమ్మోనియాను నైట్రేట్‌గా ఆక్సీకరణం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఆపై నైట్రేట్‌ను నేరుగా డీనైట్రిఫై చేసి, హైపోక్సియా పరిస్థితులలో ఎలక్ట్రాన్ దాతగా సేంద్రీయ పదార్థం లేదా బాహ్య కార్బన్ మూలంతో నత్రజనిని ఉత్పత్తి చేస్తారు. స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ యొక్క ప్రభావ కారకాలు ఉష్ణోగ్రత, ఉచిత అమ్మోనియా, pH విలువ మరియు కరిగిన ఆక్సిజన్.

సముద్రపు నీరు లేకుండా మున్సిపల్ మురుగునీటిని మరియు 30% సముద్రపు నీటితో మున్సిపల్ మురుగునీటిని స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్‌పై ఉష్ణోగ్రత ప్రభావం. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు ఇలా చూపిస్తున్నాయి: సముద్రపు నీరు లేకుండా మున్సిపల్ మురుగునీటికి, ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్‌ను సాధించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. గృహ మురుగునీటిలో సముద్రపు నీటి నిష్పత్తి 30% ఉన్నప్పుడు, మధ్యస్థ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్‌ను బాగా సాధించవచ్చు. డెల్ఫ్ట్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీ SHARON ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేసింది, అధిక ఉష్ణోగ్రత (సుమారు 30-4090) వాడకం నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియా విస్తరణకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, తద్వారా నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియా పోటీని కోల్పోతుంది, అదే సమయంలో నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియాను తొలగించడానికి బురద వయస్సును నియంత్రించడం ద్వారా, నైట్రేట్ దశలో నైట్రిఫికేషన్ ప్రతిచర్య జరుగుతుంది.

నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియా మరియు నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియా మధ్య ఆక్సిజన్ అనుబంధంలోని వ్యత్యాసం ఆధారంగా, జెంట్ మైక్రోబియల్ ఎకాలజీ లాబొరేటరీ నైట్రేట్ బ్యాక్టీరియాను తొలగించడానికి కరిగిన ఆక్సిజన్‌ను నియంత్రించడం ద్వారా నైట్రేట్ నైట్రోజన్ పేరుకుపోవడాన్ని సాధించడానికి OLAND ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేసింది.

స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ ద్వారా కోకింగ్ మురుగునీటి శుద్ధి యొక్క పైలట్ పరీక్ష ఫలితాలు, ఇన్ఫ్లుయెంట్ COD, అమ్మోనియా నైట్రోజన్, TN మరియు ఫినాల్ సాంద్రతలు 1201.6,510.4,540.1 మరియు 110.4mg/L అయినప్పుడు, సగటు ప్రసరించే COD, అమ్మోనియా నైట్రోజన్, TN మరియు ఫినాల్ సాంద్రతలు వరుసగా 197.1,14.2,181.5 మరియు 0.4mg/L అని చూపిస్తున్నాయి. సంబంధిత తొలగింపు రేట్లు వరుసగా 83.6%,97.2%, 66.4% మరియు 99.6%.

స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ ప్రక్రియ నైట్రేట్ దశ గుండా వెళ్ళదు, జీవసంబంధమైన నైట్రోజన్ తొలగింపుకు అవసరమైన కార్బన్ మూలాన్ని ఆదా చేస్తుంది. తక్కువ C/N నిష్పత్తి కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలకు ఇది కొన్ని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్ తక్కువ బురద, తక్కువ ప్రతిచర్య సమయం మరియు రియాక్టర్ వాల్యూమ్‌ను ఆదా చేయడం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి. అయితే, స్వల్ప-శ్రేణి నైట్రిఫికేషన్ మరియు డీనైట్రిఫికేషన్‌కు స్థిరమైన మరియు శాశ్వత నైట్రేట్ చేరడం అవసరం, కాబట్టి నైట్రిఫైయింగ్ బ్యాక్టీరియా యొక్క కార్యకలాపాలను ఎలా సమర్థవంతంగా నిరోధించాలి అనేది కీలకం అవుతుంది.

④ వాయురహిత అమ్మోనియా ఆక్సీకరణ

వాయురహిత అమ్మోక్సిడేషన్ అనేది హైపోక్సియా పరిస్థితిలో ఆటోట్రోఫిక్ బ్యాక్టీరియా ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను నైట్రోజన్‌గా ప్రత్యక్షంగా ఆక్సీకరణం చేసే ప్రక్రియ, నైట్రస్ నైట్రోజన్ లేదా నైట్రస్ నైట్రోజన్‌ను ఎలక్ట్రాన్ అంగీకారకంగా ఉపయోగిస్తారు.

అనామోఎక్స్ యొక్క జీవసంబంధ కార్యకలాపాలపై ఉష్ణోగ్రత మరియు PH ప్రభావాలను అధ్యయనం చేశారు. ఫలితాలు సరైన ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత 30℃ మరియు pH విలువ 7.8 అని చూపించాయి. అధిక లవణీయత మరియు అధిక సాంద్రత కలిగిన నత్రజని వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేయడానికి వాయురహిత అమ్మోఎక్స్ రియాక్టర్ యొక్క సాధ్యాసాధ్యాలను అధ్యయనం చేశారు. అధిక లవణీయత అనామోఎక్స్ కార్యకలాపాలను గణనీయంగా నిరోధించిందని మరియు ఈ నిరోధం తిరిగి మార్చగలదని ఫలితాలు చూపించాయి. అలవాటు లేని బురద యొక్క వాయురహిత అమ్మోఎక్స్ చర్య 30g.L-1(NaC1) లవణీయత కింద నియంత్రణ బురద కంటే 67.5% తక్కువగా ఉంది. అలవాటు లేని బురద యొక్క అనామోఎక్స్ చర్య నియంత్రణ కంటే 45.1% తక్కువగా ఉంది. అలవాటు ఉన్న బురదను అధిక లవణీయత వాతావరణం నుండి తక్కువ లవణీయత వాతావరణానికి (ఉప్పునీరు లేకుండా) బదిలీ చేసినప్పుడు, వాయురహిత అమ్మోఎక్స్ చర్య 43.1% పెరిగింది. అయితే, రియాక్టర్ ఎక్కువ కాలం అధిక లవణీయతలో నడుస్తున్నప్పుడు పనితీరు క్షీణతకు గురయ్యే అవకాశం ఉంది.

సాంప్రదాయ జీవ ప్రక్రియతో పోలిస్తే, వాయురహిత అమ్మోక్స్ అనేది అదనపు కార్బన్ మూలం లేకుండా, తక్కువ ఆక్సిజన్ డిమాండ్ లేకుండా, తటస్థీకరించడానికి కారకాల అవసరం లేకుండా మరియు తక్కువ బురద ఉత్పత్తి లేకుండా మరింత పొదుపుగా ఉండే జీవసంబంధమైన నైట్రోజన్ తొలగింపు సాంకేతికత. వాయురహిత అమ్మోక్స్ యొక్క ప్రతికూలతలు ఏమిటంటే, ప్రతిచర్య వేగం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, రియాక్టర్ వాల్యూమ్ పెద్దది మరియు కార్బన్ మూలం వాయురహిత అమ్మోక్స్‌కు అననుకూలంగా ఉంటుంది, ఇది పేలవమైన బయోడిగ్రేడబిలిటీతో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలను పరిష్కరించడానికి ఆచరణాత్మక ప్రాముఖ్యతను కలిగి ఉంటుంది.

4.విభజన మరియు శోషణ నత్రజని తొలగింపు ప్రక్రియ

① పొర విభజన పద్ధతి

పొర విభజన పద్ధతి అంటే పొర యొక్క సెలెక్టివ్ పారగమ్యతను ఉపయోగించి ద్రవంలోని భాగాలను ఎంపిక చేసుకుని వేరు చేయడం, తద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు యొక్క ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు. రివర్స్ ఆస్మాసిస్, నానోఫిల్ట్రేషన్, డీఅమ్మోనియేటింగ్ మెమ్బ్రేన్ మరియు ఎలక్ట్రోడయాలసిస్‌తో సహా. పొర విభజనను ప్రభావితం చేసే అంశాలు పొర లక్షణాలు, పీడనం లేదా వోల్టేజ్, pH విలువ, ఉష్ణోగ్రత మరియు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ గాఢత.

అరుదైన భూమి స్మెల్టర్ ద్వారా విడుదలయ్యే అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి నీటి నాణ్యత ప్రకారం, రివర్స్ ఆస్మాసిస్ ప్రయోగం NH4C1 మరియు NaCI అనుకరణ మురుగునీటితో నిర్వహించబడింది. అదే పరిస్థితులలో, రివర్స్ ఆస్మాసిస్ NaCI యొక్క అధిక తొలగింపు రేటును కలిగి ఉందని, NHCl అధిక నీటి ఉత్పత్తి రేటును కలిగి ఉందని కనుగొనబడింది. రివర్స్ ఆస్మాసిస్ చికిత్స తర్వాత NH4C1 యొక్క తొలగింపు రేటు 77.3%, దీనిని అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి ముందస్తు చికిత్సగా ఉపయోగించవచ్చు. రివర్స్ ఆస్మాసిస్ టెక్నాలజీ శక్తిని ఆదా చేయగలదు, మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వం, కానీ క్లోరిన్ నిరోధకత, కాలుష్య నిరోధకత తక్కువగా ఉంటుంది.

ల్యాండ్‌ఫిల్ లీచేట్‌ను శుద్ధి చేయడానికి బయోకెమికల్ నానోఫిల్ట్రేషన్ మెంబ్రేన్ సెపరేషన్ ప్రక్రియను ఉపయోగించారు, తద్వారా 85%~90% పారగమ్య ద్రవం ప్రమాణం ప్రకారం విడుదల చేయబడింది మరియు సాంద్రీకృత మురుగునీటి ద్రవం మరియు బురదలో 0%~15% మాత్రమే చెత్త ట్యాంకుకు తిరిగి ఇవ్వబడింది. ఓజ్టుర్కి మరియు ఇతరులు టర్కీలోని ఒడయేరి యొక్క ల్యాండ్‌ఫిల్ లీచేట్‌ను నానోఫిల్ట్రేషన్ మెంబ్రేన్‌తో చికిత్స చేశారు మరియు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు దాదాపు 72%. నానోఫిల్ట్రేషన్ మెంబ్రేన్‌కు రివర్స్ ఆస్మాసిస్ మెంబ్రేన్ కంటే తక్కువ ఒత్తిడి అవసరం, ఆపరేట్ చేయడం సులభం.

అమ్మోనియా-తొలగించే పొర వ్యవస్థను సాధారణంగా అధిక అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌తో మురుగునీటి శుద్ధిలో ఉపయోగిస్తారు. నీటిలోని అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ఈ క్రింది సమతుల్యతను కలిగి ఉంటుంది: NH4- +OH-= NH3+H2O ఆపరేషన్‌లో ఉన్నప్పుడు, అమ్మోనియా కలిగిన మురుగునీరు పొర మాడ్యూల్ యొక్క షెల్‌లో ప్రవహిస్తుంది మరియు ఆమ్ల-శోషక ద్రవం పొర మాడ్యూల్ యొక్క పైపులో ప్రవహిస్తుంది. మురుగునీటి PH పెరిగినప్పుడు లేదా ఉష్ణోగ్రత పెరిగినప్పుడు, సమతుల్యత కుడి వైపుకు మారుతుంది మరియు అమ్మోనియం అయాన్ NH4- ఉచిత వాయు NH3 అవుతుంది. ఈ సమయంలో, వాయువు NH3 షెల్‌లోని వ్యర్థ నీటి దశ నుండి పైపులోని ఆమ్ల శోషణ ద్రవ దశలోకి బోలు ఫైబర్ ఉపరితలంపై ఉన్న మైక్రోపోర్‌ల ద్వారా ప్రవేశించగలదు, ఇది ఆమ్ల ద్రావణం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది మరియు వెంటనే అయానిక్ NH4- అవుతుంది. మురుగునీటి PH ను 10 కంటే ఎక్కువగా మరియు ఉష్ణోగ్రతను 35 ° C (50 ° C కంటే తక్కువ) కంటే ఎక్కువగా ఉంచండి, తద్వారా మురుగునీటి దశలోని NH4 నిరంతరం శోషణ ద్రవ దశ వలసకు NH3 అవుతుంది. ఫలితంగా, మురుగునీటి వైపు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత నిరంతరం తగ్గింది. ఆమ్ల శోషణ ద్రవ దశ, ఆమ్లం మరియు NH4- మాత్రమే ఉన్నందున, చాలా స్వచ్ఛమైన అమ్మోనియం లవణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది మరియు నిరంతర ప్రసరణ తర్వాత ఒక నిర్దిష్ట సాంద్రతను చేరుకుంటుంది, దీనిని రీసైకిల్ చేయవచ్చు. ఒక వైపు, ఈ సాంకేతికతను ఉపయోగించడం వల్ల మురుగునీటిలో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు బాగా మెరుగుపడుతుంది మరియు మరోవైపు, ఇది మురుగునీటి శుద్ధి వ్యవస్థ యొక్క మొత్తం నిర్వహణ ఖర్చును తగ్గిస్తుంది.

②ఎలక్ట్రోడయాలసిస్ పద్ధతి

ఎలక్ట్రోడయాలసిస్ అనేది పొర జతల మధ్య వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా జల ద్రావణాల నుండి కరిగిన ఘనపదార్థాలను తొలగించే పద్ధతి. వోల్టేజ్ చర్యలో, అమ్మోనియా-నత్రజని మురుగునీటిలోని అమ్మోనియా అయాన్లు మరియు ఇతర అయాన్లు అమ్మోనియా కలిగిన సాంద్రీకృత నీటిలోని పొర ద్వారా సుసంపన్నం చేయబడతాయి, తద్వారా తొలగింపు ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు.

అకర్బన వ్యర్థ జలాలను అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌తో శుద్ధి చేయడానికి ఎలక్ట్రోడయాలసిస్ పద్ధతిని ఉపయోగించారు మరియు మంచి ఫలితాలను సాధించారు. 2000-3000mg / L అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలకు, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 85% కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు సాంద్రీకృత అమ్మోనియా నీటిని 8.9% పొందవచ్చు. ఎలక్ట్రోడయాలసిస్ ఆపరేషన్ సమయంలో వినియోగించే విద్యుత్ మొత్తం మురుగునీటిలోని అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మొత్తానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. మురుగునీటి యొక్క ఎలక్ట్రోడయాలసిస్ చికిత్స pH విలువ, ఉష్ణోగ్రత మరియు పీడనం ద్వారా పరిమితం కాదు మరియు దానిని ఆపరేట్ చేయడం సులభం.

పొర విభజన యొక్క ప్రయోజనాలు అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క అధిక రికవరీ, సులభమైన ఆపరేషన్, స్థిరమైన చికిత్స ప్రభావం మరియు ద్వితీయ కాలుష్యం లేకపోవడం. అయితే, అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటి శుద్ధిలో, డీఅమ్మోనియేటెడ్ పొర మినహా, ఇతర పొరలు స్కేల్ చేయడం మరియు మూసుకుపోవడం సులభం, మరియు పునరుత్పత్తి మరియు బ్యాక్‌వాషింగ్ తరచుగా జరుగుతాయి, దీని వలన చికిత్స ఖర్చు పెరుగుతుంది. అందువల్ల, ఈ పద్ధతి ముందస్తు చికిత్స లేదా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది.

③ అయాన్ మార్పిడి పద్ధతి

అయాన్ మార్పిడి పద్ధతి అనేది అమ్మోనియా అయాన్ల బలమైన ఎంపిక శోషణ కలిగిన పదార్థాలను ఉపయోగించి వ్యర్థ జలాల నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడానికి ఒక పద్ధతి. సాధారణంగా ఉపయోగించే అధిశోషణ పదార్థాలు యాక్టివేటెడ్ కార్బన్, జియోలైట్, మోంట్‌మోరిల్లోనైట్ మరియు ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్. జియోలైట్ అనేది త్రిమితీయ ప్రాదేశిక నిర్మాణం, సాధారణ రంధ్ర నిర్మాణం మరియు రంధ్రాలతో కూడిన ఒక రకమైన సిలికో-అల్యూమినేట్, వీటిలో క్లినోప్టిలోలైట్ అమ్మోనియా అయాన్లకు బలమైన ఎంపిక శోషణ సామర్థ్యాన్ని మరియు తక్కువ ధరను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి దీనిని సాధారణంగా ఇంజనీరింగ్‌లో అమ్మోనియా నైట్రోజన్ వ్యర్థ జలాలకు అధిశోషణ పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. క్లినోప్టిలోలైట్ యొక్క చికిత్స ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేసే కారకాలలో కణ పరిమాణం, ప్రభావవంతమైన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత, సంపర్క సమయం, pH విలువ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

అమ్మోనియా నైట్రోజన్ పై జియోలైట్ యొక్క శోషణ ప్రభావం స్పష్టంగా ఉంటుంది, తరువాత రానైట్ వస్తుంది, మరియు నేల మరియు సెరామిసైట్ ప్రభావం తక్కువగా ఉంటుంది. జియోలైట్ నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్ ను తొలగించడానికి ప్రధాన మార్గం అయాన్ మార్పిడి, మరియు భౌతిక శోషణ ప్రభావం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. సిరామైట్, నేల మరియు రానైట్ యొక్క అయాన్ మార్పిడి ప్రభావం భౌతిక శోషణ ప్రభావాన్ని పోలి ఉంటుంది. 15-35℃ పరిధిలో ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో నాలుగు ఫిల్లర్ల యొక్క శోషణ సామర్థ్యం తగ్గింది మరియు 3-9 పరిధిలో pH విలువ పెరుగుదలతో పెరిగింది. 6 గంటల డోలనం తర్వాత శోషణ సమతుల్యత చేరుకుంది.

జియోలైట్ అడ్సార్ప్షన్ ద్వారా ల్యాండ్‌ఫిల్ లీచేట్ నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించే సాధ్యాసాధ్యాలను అధ్యయనం చేశారు. జియోలైట్ యొక్క ప్రతి గ్రాము 15.5mg అమ్మోనియా నైట్రోజన్ పరిమిత శోషణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి, జియోలైట్ కణ పరిమాణం 30-16 మెష్ అయినప్పుడు, అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 78.5%కి చేరుకుంటుంది మరియు అదే శోషణ సమయం, మోతాదు మరియు జియోలైట్ కణ పరిమాణం కింద, ఇన్‌ఫ్లూయెంట్ అమ్మోనియా నైట్రోజన్ సాంద్రత ఎక్కువగా ఉంటే, అధిశోషణ రేటు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు లీచేట్ నుండి అమ్మోనియా నైట్రోజన్‌ను తొలగించడానికి జియోలైట్‌కు యాడ్సోర్బెంట్‌గా సాధ్యమవుతుంది. అదే సమయంలో, జియోలైట్ ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ యొక్క అధిశోషణ రేటు తక్కువగా ఉంటుందని మరియు ఆచరణాత్మక ఆపరేషన్‌లో జియోలైట్ సంతృప్త అధిశోషణ సామర్థ్యాన్ని చేరుకోవడం కష్టమని ఎత్తి చూపబడింది.

అనుకరణ గ్రామ మురుగునీటిలో నైట్రోజన్, COD మరియు ఇతర కాలుష్య కారకాలపై బయోలాజికల్ జియోలైట్ బెడ్ యొక్క తొలగింపు ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. బయోలాజికల్ జియోలైట్ బెడ్ ద్వారా అమ్మోనియా నైట్రోజన్ తొలగింపు రేటు 95% కంటే ఎక్కువగా ఉందని మరియు నైట్రేట్ నైట్రోజన్ తొలగింపు హైడ్రాలిక్ నివాస సమయం ద్వారా బాగా ప్రభావితమవుతుందని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి.

అయాన్ మార్పిడి పద్ధతిలో చిన్న పెట్టుబడి, సరళమైన ప్రక్రియ, అనుకూలమైన ఆపరేషన్, విషం మరియు ఉష్ణోగ్రతకు సున్నితత్వం లేకపోవడం మరియు పునరుత్పత్తి ద్వారా జియోలైట్‌ను తిరిగి ఉపయోగించడం వంటి ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. అయితే, అధిక సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటిని శుద్ధి చేసేటప్పుడు, పునరుత్పత్తి తరచుగా జరుగుతుంది, ఇది ఆపరేషన్‌కు అసౌకర్యాన్ని తెస్తుంది, కాబట్టి దీనిని ఇతర అమ్మోనియా నైట్రోజన్ శుద్ధి పద్ధతులతో కలపాలి లేదా తక్కువ సాంద్రత కలిగిన అమ్మోనియా నైట్రోజన్ మురుగునీటిని శుద్ధి చేయడానికి ఉపయోగించాలి.

హోల్‌సేల్ 4A జియోలైట్ తయారీదారు మరియు సరఫరాదారు | EVERBRIGHT (cnchemist.com)