05 января 2017
Сточные Воды
Борьба с аммиаком в сточных водах
В последнее время из-за ограниченности водных ресурсов и быстрой индустриализации становится обязательным сохранение качества воды.
Аммиак является одним из наиболее распространенных загрязняющих веществ, наблюдаемых в промышленных и сельскохозяйственных стоках.
Его используют в качестве отбеливателя в химической промышленности, а также при производстве удобрений, пластмасс и взрывчатых веществ.
В сточных водах аммиак находится в равновесии с ионами аммония.
Концентрация газообразного аммиака увеличивается с ростом pH и температуры.
При нейтральном pH большая часть аммиака существует в виде растворенных ионов аммония, но при повышении pH до 12 в сточных водах сосуществуют как ионы аммония, так и газообразный аммиак.
Оценка содержания аммиака в сточных водах обычно проводится по методу Несслера и определяется как аммонийный азот (NH3-N) в ppm.
Хотя аммиак является природным соединением и важным макроэлементом для роста растений, в более высоких концентрациях он также токсичен для водных организмов.
Присутствие газообразного аммиака в сточных водах может привести к коррозии инженерных коммуникаций и появлению неприятного, едкого запаха в непосредственной близости.
В связи с этим регулирующие органы по всему миру выразили обеспокоенность относительно опасности неконтролируемого сброса сточных вод с высоким содержанием аммиака.
Поэтому крайне важно решить эту проблему до наступления экологического кризиса.
Наиболее распространенными методами очистки являются физический (удаление аммиака), химический (окислители), ионный обмен и биологический. (Нитрозомонады/Нитробактер).
Очистка от аммиака
Очистка сточных вод от аммиака осуществляется в модифицированной градирне.
Уровень pH очищенной воды поддерживается на уровне выше 9, и она пропускается через насадочную колонну, снабженную барботером.
Через колонну постоянно продувается воздух под высоким давлением, а температура поддерживается на уровне 120°F.
Газообразный аммиак выводится из сточной системы посредством образующегося воздушного потока.
Эффективность процесса сильно зависит от температуры системы и требует больших экономических затрат на обслуживание инженерных сетей.
Окисляющие агенты
Удаление аммиака путем обработки окислителями также включено в поствторичную очистку отстойника.
Гипохлорит натрия — один из наиболее распространенных реагентов, используемых для окисления аммиака в сточных водах.
Однако необходим строгий контроль за применением ввиду присущей этим реагентам токсичности.
Ионообменная хроматография
Ионообменная хроматография для удаления аммиака подразумевает пропускание элюата через колонки, заполненные цеолитом.
Колонка, содержащая клиноптилолит (разновидность цеолита), имеет высокое сродство к ионам NH4+ и способна улавливать все следы загрязняющих веществ в сточных водах.
Продуктом восстановления, полученным после очистки, является сульфат аммония, который можно использовать в качестве химического удобрения, а очищенную воду можно повторно использовать для орошения сельскохозяйственных полей.
Единственным недостатком этого процесса являются высокие затраты на регенерацию колонн и утилизацию образующихся остаточных отходов.
Микробное увеличение
Биологическое удаление аммиака из сточных вод осуществляется либо аэробным путем (нитрифицирующие и денитрифицирующие бактерии), либо анаэробным путем (организмы Anammox).
В аэробных процессах две группы бактерий последовательно преобразуют аммиак/ионы аммония (NH4+) к атмосферному азоту (N2).
Первая группа бактерий называется нитрифицирующими бактериями и обычно включает в себя виды бактерий Nitrosomonas spp, Nitrococcus spp. И т.д.
Эти бактерии, используя свой развитый ферментный аппарат, преобразуют растворенные ионы аммония в нитриты (NO2), а позднее и нитриты (NO2) преобразуются в нитраты (NO3).
Вторая группа бактерий называется денитрифицирующими бактериями и включает в себя виды бактерий Micrococcus spp., Pseudomonas spp. и т.д..
Эти бактерии преобразуют нитраты (NO3) до атмосферного азота (N2) в условиях низкого содержания кислорода.
Таким образом, совместное действие нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий приводит к полному удалению аммиака из сточных вод.
Анаэробное окисление аммиака (Anammox) — это процесс, при котором аммонийный азот преобразуется в атмосферный азот в анаэробных условиях.
Эти бактерии растут медленно, время генерации составляет 10 дней, поэтому их обычно культивируют в последовательных реакторах периодического действия.
Некоторые из распространенных примеров бактерий Anammox: Куенения штутгартская, Anammoxoglobus spp.
Таким образом, микробное увеличение способствует более эффективному удалению аммиака из сточных вод.
Микробный рост использует местные органические вещества для развития биомассы, тем самым обеспечивая двойное преимущество: снижение ХПК и содержания аммонийного азота в сточных водах.
Подводя итог, можно сказать, что существует множество методов решения проблемы аммиака в сточных водах, но для получения результатов, которые могут удовлетворить потребности настоящего времени, лучшим вариантом будет микробное усиление.
Последние блоги
