05 Januarie 2017
Afvalwater
Die aanpak van ammoniak in afvalwater
In onlangse tye, as gevolg van die beperkte beskikbaarheid van waterbronne en vinnige industrialisasie, is dit verpligtend om watergehalte te bewaar.
Ammoniak is een van die mees algemene besoedelstowwe wat in industriële en landbou-afvalwater waargeneem word.
Dit word as 'n bleikmiddel in chemiese nywerhede en ook in die produksie van kunsmis, plastiek en plofstof gebruik.
In afvalwater bestaan ammoniak in ewewig met ammoniumione.
Die konsentrasie van ammoniakgas neem toe met 'n toename in pH en temperatuur.
By neutrale pH bestaan die meeste van die ammoniak as opgeloste ammoniumione, maar soos die pH tot 12 styg, bestaan beide ammoniumione en gasvormige ammoniak saam in die afvalwater.
Die beraming van ammoniak in afvalwater word gewoonlik volgens Nessler se metode uitgevoer en word bepaal as ammoniese stikstof (NH3-N) in dpm.
Alhoewel ammoniak 'n natuurlik voorkomende verbinding en 'n noodsaaklike makrovoedingstof vir plantgroei is, is dit ook giftig vir waterlewe teen hoër konsentrasies.
Die teenwoordigheid van gasvormige ammoniak in die uitvloeisel kan lei tot die korrosie van nutslyne en kan 'n vuil, skerp reuk in die omgewing vrystel.
Die regulerende liggame regoor die wêreld het dus hul kommer uitgespreek oor die gevare van afwykende lozing van afvalwater met hoë vlakke van ammoniak.
Dit is dus noodsaaklik om hierdie probleem aan te spreek voordat 'n ekologiese krisis ontstaan.
Die algemene metodes wat gevolg word, is fisiese (ammoniakstroop), chemiese (oksideermiddels), ioonuitruiling en biologiese metodes. (Nitrosomonas/Nitrobacter).
Ammoniakstroop
Die stroping van ammoniak in afvalwater word in 'n aangepaste koeltoring uitgevoer.
Die pH van die afvalwater word bo 9 gehou en dit word deur 'n gepakte kolom wat van 'n sproeier voorsien is, gelei.
Lug teen hoë druk word voortdurend deur die kolom geblaas, en die temperatuur word op 120°F gehandhaaf.
Die gasvormige ammoniak word deur die gegenereerde lugstroom uit die afvalstelsel vervoer.
Die prosesdoeltreffendheid is hoogs afhanklik van die temperatuur van die stelsel en vereis hoë ekonomiese uitgawes vir die instandhouding van die nutsdienste.
Oksideermiddels
Die verwydering van ammoniak deur behandeling met oksideermiddels word ook in die besinkingstank se na-sekondêre behandelings ingesluit.
Natriumhipochloriet is een van die mees algemene reagense wat gebruik word om ammoniak in afvalwater te oksideer.
Streng monitering van toediening is egter nodig as gevolg van die inherente toksisiteit van hierdie reagense.
Ioonuitruilingschromatografie
Ioonuitruilingschromatografie vir ammoniakverwydering behels die deurvoer van die afvalwater deur zeoliet-gepakte kolomme.
Die kolom wat klinoptiloliet (’n vorm van zeoliet) bevat, het ’n hoë affiniteit teenoor NH4+-ione en is in staat om alle spore van die besoedelingstof in die afvalwater te verwyder.
Die herwinningsproduk wat na behandeling verkry word, is ammoniumsulfaat, wat as 'n chemiese kunsmis gebruik kan word, terwyl die behandelde water vir besproeiing in landbouvelde herwin kan word.
Die enigste nadeel van hierdie proses is die hoë koste verbonde aan die regenerasie van kolomme en die wegdoening van gegenereerde afval.
Mikrobiese Versterking
Biologiese ammoniakverwydering in afvalwater is óf aërobies (nitrifiserende en denitrifiserende bakterieë) óf anaërobies (Anammox-organismes).
In die aërobiese prosesse skakel twee groepe bakterieë opeenvolgend ammoniak-/ammoniumione (NH4+) tot atmosferiese stikstof (N2).
Die eerste groep bakterieë word nitrifiserende bakterieë genoem en behels gewoonlik bakteriese spesies van Nitrosomonas spp., Nitrococcus spp. Ens
Hierdie bakterieë, met behulp van hul gevorderde ensiemmasjinerie, skakel die opgeloste ammoniumione om na nitriete (NO2), en later, nitriete (NO2) word omgeskakel na nitrate (NO3).
Die tweede groep bakterieë word denitrifiserende bakterieë genoem en behels bakteriese spesies van Micrococcus spp., Pseudomonas spp. ens..
Hierdie bakterieë omskep nitrate (NO3) tot atmosferiese stikstof (N2) onder lae suurstoftoestande.
Dus lei die gekoppelde werking van beide nitrifiserende en denitrifiserende bakterieë tot die volledige verwydering van ammoniak uit die afvalwater.
Anaërobiese ammoniakoksidasie (Anammox) is 'n proses waar ammoniese stikstof onder anaërobiese toestande in atmosferiese stikstof omgeskakel word.
Hierdie bakterieë is stadige groeiers met 'n generasietyd van 10 dae, en daarom word hulle gewoonlik in opeenvolgende batchreaktore gekweek.
Van die algemene voorbeelde van Anammox-bakterieë is Kuenenia stuttgartiensis, Anammoxoglobus spp..
Daarom bevoordeel mikrobiese vermeerdering beter doeltreffendheid van ammoniakverwydering in afvalwater.
Mikrobiese groei benut die inheemse organiese materiaal vir die ontwikkeling van biomassa, wat 'n dubbele voordeel bied van die verlaging van die COD- en ammoniumstikstofinhoud in die afvalwater.
Ten slotte, 'n mens kan baie metodes vind om die probleem van ammoniak in die uitvloeisel op te los, maar om resultate te verkry wat aan die behoefte van die uur kan voldoen, sal die beste opsie eerder mikrobiese toename wees.
Onlangse blogs
