มุมมอง: 222 ผู้แต่ง: Carie Publish Time: 2025-04-16 Origin: เว็บไซต์
เมนูเนื้อหา
ทำความเข้าใจกับแอมโมเนียในการบำบัดน้ำเสีย
แหล่งที่มาและผลกระทบของแอมโมเนีย
- แหล่งที่มาของแอมโมเนียในน้ำเสีย
- ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและกฎระเบียบ
วิธีการทางชีวภาพสำหรับการกำจัดแอมโมเนีย
- กระบวนการไนตริฟิเคชันและ denitrification
วิธีการทางเคมีสำหรับการกำจัดแอมโมเนีย
วิธีการทางกายภาพสำหรับการกำจัดแอมโมเนีย
- การจัดการและการเติมอากาศในทะเลสาบ
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและการอัพเกรดพืช
- การเบี่ยงเบนความสนใจของการชลประทาน
- วิดีโอ
- 1. แหล่งสำคัญของแอมโมเนียในโรงบำบัดน้ำเสียคืออะไร?
- 2. ทำไมการกำจัดแอมโมเนียจึงมีความสำคัญในการบำบัดน้ำเสีย?
- 3. วิธีการทางชีววิทยาที่มีประสิทธิภาพที่สุดสำหรับการกำจัดแอมโมเนียคืออะไร?
- 4. แอมโมเนียปอกทำงานอย่างไรและใช้เมื่อไหร่?
- 5. โรงบำบัดน้ำเสียขนาดเล็กสามารถบรรลุระดับแอมโมเนียต่ำได้หรือไม่?
แอมโมเนียเป็นมลพิษที่สำคัญในน้ำเสียวางความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและความท้าทายด้านกฎระเบียบสำหรับโรงบำบัดน้ำเสีย (STPs) ระดับแอมโมเนียที่สูงขึ้นอาจเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางน้ำออกซิเจนหมดและนำไปสู่การไม่ปฏิบัติตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อม ลดแอมโมเนียอย่างมีประสิทธิภาพ การบำบัดน้ำเสีย เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปกป้องคุณภาพน้ำและสร้างความมั่นใจในการดำเนินงานที่ยั่งยืน คู่มือที่ครอบคลุมนี้นำเสนอต้นกำเนิดของแอมโมเนียในน้ำเสียผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด - ชีววิทยาเคมีและกายภาพ - สำหรับการกำจัดแอมโมเนีย บทความนี้รวมถึงการอ้างอิงภาพและวิดีโอเพื่อเพิ่มความเข้าใจตามด้วยส่วนคำถามที่พบบ่อยโดยละเอียด
แอมโมเนียในน้ำเสียส่วนใหญ่เกิดจากการสลายของสารอินทรีย์ไนโตรเจนเช่นโปรตีนยูเรียและสารประกอบที่อุดมด้วยไนโตรเจนอื่น ๆ ที่พบในของเสียจากมนุษย์และน้ำทิ้งอุตสาหกรรม ในสภาพแวดล้อมน้ำเสียแอมโมเนียมีอยู่สองรูปแบบ:
- แอมโมเนียฟรี (NH 3): เป็นพิษต่อชีวิตสัตว์น้ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ค่า pH และอุณหภูมิที่สูงขึ้น
- แอมโมเนียมไอออน (NH 4+ ): สารพิษน้อยลงโดดเด่นในระดับ pH ต่ำกว่า
ความสมดุลระหว่างทั้งสองรูปแบบนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นค่า pH อุณหภูมิและความแข็งแรงของไอออนิก ในระหว่างการบำบัดน้ำเสียเป้าหมายคือการแปลงแอมโมเนียเป็นก๊าซไนโตรเจนที่ไม่เป็นอันตราย (N 2) ผ่านกระบวนการทางชีวภาพหรือกำจัดมันทางร่างกายหรือทางเคมีก่อนที่จะปล่อย
- น้ำเสียในประเทศ: ปัสสาวะและอุจจาระเป็นแหล่งหลักปล่อยแอมโมเนียอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างการสลายตัว
- น้ำทิ้งอุตสาหกรรม: การผลิตปุ๋ยพลาสติกวัตถุระเบิดและอุตสาหกรรมอื่น ๆ ที่ปล่อยของเสียที่อุดมด้วยไนโตรเจน
- การย่อยกากตะกอน: ในระหว่างการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนแอมโมเนียจะถูกปล่อยออกมาจากการสลายตัวของไนโตรเจนอินทรีย์
- ลำธารรีไซเคิล: น้ำทิ้งจากการแยกตะกอนและความหนาอาจมีแอมโมเนียเข้มข้น
- ความเป็นพิษทางน้ำ: แอมโมเนียเป็นพิษอย่างมากต่อปลาและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำซึ่งมีผลต่อการสืบพันธุ์และการอยู่รอด
- การพร่องออกซิเจน: แอมโมเนียผ่านไนตริฟิเคชันการบริโภคออกซิเจนและทำให้ขาดออกซิเจนในการรับน้ำ
- Eutrophication: แอมโมเนียส่วนเกินนำไปสู่การทำงานของสารอาหารมากเกินไปการส่งเสริมบุปผาสาหร่ายที่ทำให้ออกซิเจนและระบบนิเวศที่เป็นอันตราย
- การไม่ปฏิบัติตามกฎระเบียบ: เขตอำนาจศาลหลายแห่งกำหนดข้อ จำกัด ที่เข้มงวดเกี่ยวกับความเข้มข้นของแอมโมเนียในน้ำทิ้งซึ่งจำเป็นต้องมีกลยุทธ์การกำจัดที่มีประสิทธิภาพ
การรักษาทางชีวภาพยังคงเป็นวิธีการที่ยั่งยืนและคุ้มค่าที่สุดสำหรับการกำจัดแอมโมเนียใช้ประโยชน์จากแบคทีเรียที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพื่อออกซิไดซ์แอมโมเนียในรูปแบบที่เป็นอันตรายน้อยกว่า
การกำจัดแอมโมเนียทางชีวภาพเกี่ยวข้องกับสองขั้นตอนสำคัญ:
1. ไนตริฟิเคชัน:
แอมโมเนีย-ออกซิไดซ์แบคทีเรีย (AOB) เช่น nitrosomonas เปลี่ยนแอมโมเนียเป็นไนไตรต์ (NO 2-) ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์ต่อไปเป็นไนเตรต (NO 3-) โดยแบคทีเรียไนไตรออกซิไดซ์ (NOB) เช่น nitrobacter
ปฏิกิริยา:
NH 4+ + 1.5 O 2 → NO 2- + 2H + + H 2O
ไม่ 2- + 0.5 o 2 →ไม่3-
2. Denitrification:
ภายใต้สภาวะ anoxic แบคทีเรีย denitrifying ลดไนเตรตไปยังก๊าซไนโตรเจน ($$ n_2 $$) ซึ่งหลบหนีเข้าไปในชั้นบรรยากาศกำจัดไนโตรเจนออกจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ปฏิกิริยา:
2 NO 3- + 10 E - + 12 H + → N 2 + 6 H 2O
กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งาน:
นี่เป็นวิธีการทางชีวภาพที่พบบ่อยที่สุดที่การเติมอากาศให้ออกซิเจนสำหรับ nitrifiers และโซน anoxic ช่วยให้ denitrification
- การเพิ่มประสิทธิภาพออกซิเจนละลาย (DO): การรักษาระดับ DO ที่สูงกว่า 2 mg/L เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการไนตริฟิเคชัน
- การควบคุมอุณหภูมิ: ไนตริฟิเคชั่นมีความไวต่ออุณหภูมิโดยมีกิจกรรมที่ดีที่สุดระหว่าง 15 ° C และ 35 ° C
- อายุกากตะกอนและเวลาเก็บรักษา: อายุกากตะกอนที่ยาวนานกว่านั้นเป็นประโยชน์ต่อการเติบโตของไนตริฟเออร์การปรับปรุงการเปลี่ยนแอมโมเนีย
- การปรับค่า pH: การรักษาค่า pH ประมาณ 7.5–8.5 ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของไนตริฟิเคชัน
สื่อฟิล์มคงที่เช่นลูกบอลชีวภาพหรือสื่อพลาสติกจัดเตรียมพื้นผิวสำหรับแบคทีเรียไนเตรทเพิ่มความสามารถในชีวมวลและไนตริฟิเคชันโดยเฉพาะอย่างยิ่งในทะเลสาบหรือพืชกระจายอำนาจ
เมื่อวิธีการทางชีวภาพไม่เพียงพอหรือไม่สามารถใช้งานได้เทคนิคทางเคมีจะให้ทางเลือกหรือโซลูชั่นเสริม
แอมโมเนียปอกเป็นกระบวนการทางกายภาพที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่มค่า pH เพื่อเปลี่ยนแอมโมเนียมไอออนให้เป็นก๊าซแอมโมเนียอิสระซึ่งจะถูกระเหยและจับได้
ประมวลผลภาพรวม:
- เพิ่มอัลคาไล (มะนาวหรือโซเดียมไฮดรอกไซด์) เพื่อเพิ่มค่า pH สูงกว่า 10.5
- ให้ความร้อนหรือให้ความร้อนน้ำเสียเพื่อส่งเสริมการระเหยของแอมโมเนีย
- จับก๊าซแอมโมเนียโดยใช้เครื่องขัดสีที่มีกรดซัลฟิวริกสร้างแอมโมเนียมซัลเฟตซึ่งเป็นปุ๋ยที่มีประโยชน์
ข้อดี:
- ประสิทธิภาพการกำจัดสูง (> 90%) สำหรับลำธารของเสียแอมโมเนียที่มีความแข็งแรงสูง
- เหมาะสำหรับการรักษาสตรีมด้านข้าง
ข้อ จำกัด :
- การใช้พลังงานสูงเนื่องจากการเติมอากาศและความร้อน
- ต้นทุนทางเคมีและการจัดการขยะรอง
เรซินแลกเปลี่ยนไอออนหรือซีโอไลต์เลือกแอมโมเนียมไอออนที่เลือกสรรให้ขั้นตอนการขัดสำหรับน้ำทิ้ง
ประโยชน์:
- การเลือกและความสามารถสูง
- สื่อใหม่ที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
ข้อเสีย:
- การจัดการของเสียจากเรซินและการฟื้นฟูของเสีย
- ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับวิธีการทางชีวภาพ
ระบบ degassing เมมเบรนใช้เมมเบรนที่ซึมผ่านก๊าซเพื่อถ่ายโอนแอมโมเนียจากน้ำเสียไปสู่เฟสก๊าซซึ่งสามารถจับหรือแปลงได้
คุณสมบัติ:
- กะทัดรัดและโมดูลาร์
- เหมาะสำหรับการรักษาหรือขัดเงาด้านข้าง
ความท้าทาย:
- เมมเบรนเปรอะเปื้อน
- ต้นทุนเงินทุนและการบำรุงรักษา
- การเติมอากาศทะเลสาบที่ได้รับการปรับปรุง: การใช้ล้อพายหรือการเติมอากาศแบบกระจายเพื่อส่งเสริมไนตริฟิเคชัน
- การจัดการ supernatant: การเบี่ยงเบนความสนใจสูง supernatant สำหรับการใช้ทางเลือกอื่นเช่นการชลประทานลดภาระในกระบวนการรักษาหลัก
- เพิ่มการเติมอากาศ: การสร้างความมั่นใจว่าการจัดหาออกซิเจนที่เพียงพอช่วยเพิ่มไนตริฟิเคชัน
- ขยายเวลาการเก็บรักษา: อายุกากตะกอนที่ยาวนานขึ้นช่วยให้ nitrifiers สามารถพัฒนาและปรับปรุงการกำจัดแอมโมเนีย
- การควบคุมค่า pH และอุณหภูมิ: การรักษาค่า pH และอุณหภูมิที่ดีที่สุดจะช่วยเพิ่มกิจกรรมทางชีวภาพ
- การรีไซเคิลกากตะกอน: การรีไซเคิลตะกอนไนตริฟต์เพิ่มความสามารถในการสร้างชีวมวลและไนตริฟิเคชัน
- การเพิ่มสื่อฟิล์มคงที่: การติดตั้งผู้ให้บริการฟิล์มชีวภาพในทะเลสาบหรือเครื่องปฏิกรณ์
- การใช้งาน Batch Reactors (SBRS): การจัดหาสภาพแวดล้อมที่ควบคุมสำหรับการทำให้เป็นไนตริฟิเคชั่นและ denitrification
-หน่วยบำบัดสตรีมด้านข้าง: การติดตั้งแอมโมเนียปอกหอคอยหรือหน่วยแลกเปลี่ยนไอออนสำหรับลำธารของเสียที่มีความแข็งแรงสูง
ในระบบทะเลสาบเทศบาลการติดตั้งสื่อฟิล์มชีวภาพพลาสติกเพิ่มอัตราการเกิดไนตริฟิเคชันทำให้การกำจัดแอมโมเนียสูงถึง 98% ในช่วงฤดูร้อน สื่อให้พื้นผิวสำหรับ nitrifiers โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเดือนที่อากาศหนาวเย็นเมื่อกิจกรรมทางชีวภาพช้าลง
โรงบำบัดน้ำเสียเบี่ยงเบนความสนใจของน้ำเสียที่มีแอมโมเนียสูงไปยังทุ่งเกษตรโดยใช้เป็นปุ๋ย สิ่งนี้ไม่เพียง แต่ลดภาระของแอมโมเนียในกระบวนการรักษาหลักเท่านั้น แต่ยังให้แหล่งสารอาหารที่ยั่งยืนสำหรับพืช
พืชกระจายอำนาจขนาดเล็กต้องเผชิญกับความท้าทายตามมาตรฐานแอมโมเนีย การอัพเกรดรวมถึงการขยายระยะเวลาการเติมอากาศการติดตั้งสื่อฟิล์มคงที่และการเพิ่มหน่วยแอมโมเนียด้านข้างส่งผลให้สอดคล้องกับขีด จำกัด การปล่อย
การลดแอมโมเนียในโรงบำบัดน้ำเสียเป็นความท้าทายหลายแง่มุมที่ต้องใช้การผสมผสานระหว่างกลยุทธ์ทางชีวภาพเคมีและทางกายภาพที่ปรับให้เข้ากับสภาพพืชที่เฉพาะเจาะจง การทำให้เป็นไนตริฟิเคชันทางชีวภาพยังคงเป็นวิธีที่ยั่งยืนและคุ้มค่าที่สุดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับการปรับให้เหมาะสมผ่านการควบคุมกระบวนการและการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐาน วิธีการทางเคมีเช่นแอมโมเนียการลอกและการแลกเปลี่ยนไอออนทำหน้าที่เป็นส่วนเสริมที่มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับลำธารของเสียที่มีความแข็งแรงสูงหรือการขัดเงา วิธีการทางกายภาพรวมถึงเมมเบรน degassing และการเติมอากาศ Lagoon ให้ตัวเลือกเพิ่มเติมสำหรับแอปพลิเคชันพิเศษ
บรรลุการปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยแอมโมเนียไม่เพียง แต่ปกป้องระบบนิเวศทางน้ำ แต่ยังช่วยเพิ่มความยั่งยืนและชื่อเสียงของสิ่งอำนวยความสะดวกการบำบัดน้ำเสีย นวัตกรรมอย่างต่อเนื่องการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและการจัดการแบบปรับตัวเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาระดับแอมโมเนียต่ำและสร้างความมั่นใจในการดูแลสิ่งแวดล้อม
แอมโมเนียส่วนใหญ่มีต้นกำเนิดมาจากของเสียของมนุษย์ (ปัสสาวะและอุจจาระ) น้ำทิ้งอุตสาหกรรมที่อุดมไปด้วยสารประกอบไนโตรเจนและกระบวนการย่อยอาหารตะกอน การรีไซเคิลสตรีมจากการแยกน้ำกากตะกอนยังสามารถมีส่วนร่วมในการโหลดแอมโมเนียอย่างมีนัยสำคัญ
แอมโมเนียเป็นพิษต่อชีวิตในน้ำทำให้เกิดการสูญเสียออกซิเจนผ่านไนตริฟิเคชันและสามารถนำไปสู่การเกิดยูโทรฟิเคชั่น หน่วยงานกำกับดูแลกำหนดขีด จำกัด ที่เข้มงวดเกี่ยวกับแอมโมเนียในน้ำทิ้งเพื่อปกป้องแหล่งน้ำ
กระบวนการกากตะกอนที่เปิดใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อได้รับการกำหนดค่าสำหรับการทำให้เป็นไนตริฟิเคชัน-การกำหนดค่าเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและมีประสิทธิภาพมากที่สุด ระบบฟิล์มคงที่และเครื่องปฏิกรณ์แบบลำดับ (SBRS) ยังให้ประสิทธิภาพในการกำจัดสูง
แอมโมเนียการปอกเกี่ยวข้องกับการเพิ่มค่า pH และน้ำเสียในการเติมอากาศเพื่อระเหยก๊าซแอมโมเนียซึ่งจะถูกจับในเครื่องขัดผิว เหมาะสำหรับการรักษาลำธารแอมโมเนียที่มีความแข็งแรงสูงหรือเป็นกระบวนการสตรีมด้านข้าง
ใช่ผ่านการปรับการปฏิบัติงานเช่นการเติมอากาศแบบขยายการอัพเกรดกระบวนการเช่นการเพิ่มสื่อฟิล์มคงที่และการรักษาแบบสตรีมด้านข้างเช่นการปอกแอมโมเนียพืชขนาดเล็กสามารถปฏิบัติตามมาตรฐานการกำกับดูแลได้
[1] https://www.waterworld.com/wastewater-treatment/article/16200638/tackling-ammonia-at-the-wastewater-treatment-plant
[2] https://www.linkedin.com/pulse/importance-ammonia-removal-sewage-treatment-pvbcf
[3] https://www.waterworld.com/home/article/16194158/addressing-the-challenge-of-removing-ammonia-from-wastewater
[4] https://www.canada.ca/content/dam/eccc/migration/main/eu-ww/5a71856b-688f-4a15-84e7-0f79773712a
[5] https://cdn.thomasnet.com/ccp/30674085/169814.pdf
[6] https://www.owp.csus.edu/research/papers/wastewater/ssb-lit-review-final.pdf
[7] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1155/2018/3181087
[8] https://www.academia.edu/34687841/upgrading_of_small_sewage_treatment_plants_for_ammonia_removal_case_of_a_university_campus
