Удаление ионов аммония из сточной воды путем биохимического окисления
В этом процессе биохимического преобразования аммонийного азота принимают участие два вида особых нитрифицирующих бактерий, являющихся автотрофами, то есть использующих для синтеза биомассы и других процессов только неорганические вещества.
1. Первый из них использует энергию окисления аммонийного азота до нитритного на синтез биомассы из углекислого газа и ионов гидрокарбоната.
2. Второй вид нитрифицирующих бактерий окисляет ионы нитритов до нитратов.
1. Оптимальный диапазон протекания реакции нитрификации лежит в пределах от 15 до 37 градусов Цельсия, так как именно в этом диапазоне температур находится равновесное соотношение между кинетикой процесса и растворимостью кислорода в воде.
2. Что же касается уровня рН среды, то оптимальным для жизнедеятельности нитрифицирующих бактерий считается диапазон от 7,2 до 8,6, с предельными значениями от 5,6 до 10,3.
Поэтому чем больше в сточной воде растворено органических веществ, тем активнее идет их бактериальное окисление и меньшее количество кислорода остается на долю нитрифицирующих бактерий. Поэтому интенсивное развитие нитрификаторов возможно только лишь после практически полной минерализации растворенных в воде органических веществ.
применяя в качестве источника энергии азот, входящий в состав аммония и аминогрупп. Органические остатки в качестве субстрата нитрификаторы не используют.
— либо использованием механических мешалок,
— либо системами, сочетающими мелкопузырчатую и крупнопузырчатую аэрацию,
как, например, в установке аэробной биологической очистки Биоктор С, производимой компанией Nijhuis Water Technology.
Химическая формула катиона аммония NH4+. В соединениях проявляет свойства металла, образуя соли аммония, при растворении которых в воде образуется аммоний-ион. Большинство солей хорошо растворяются в воде, при нагревании разлагаются с выделением аммиака. Ионы аммония в естественных природных водах содержатся в небольших количествах, накапливаются при растворении в воде аммиака (NH3), и появляются, в первую очередь, вследствие разложения живых организмов и их продуктов жизнедеятельности. В основном, аммоний поступает в водные объекты со сточными водами животноводческих ферм, хозяйственно-бытовыми стоками, поверхностными стоками с полей, обработанными азотными удобрениями. Аммоний может содержаться в стоках предприятий пищевой и химической промышленности. Во избежание отравления водоемов аммиаком и аммонийными солями, действующее законодательство предусматривает требования к очистке сточных вод. В настоящее время большое количество предприятий сбрасывают недостаточно-очищенные от аммоний-иона сточные воды. Для удаления аммония из сточных вод применяются различные способы, в т.ч. реагентный, аэрацией в щелочной среде, ионо-обменный, биохимический, обратного осмоса. При реагентном способе очистки можно применять окисление гипохлоритами щелочноземельных и щелочных металлов (например, NaClO или Ca(ClO)2), хлором или озоном, азотной кислотой. При хлорировании удельный расход хлора составляет 6-15мг/л. Наиболее целесообразно применение гипохлоритов, поскольку эта технология позволяет достичь качественной очистки, проста и безопасна. Химические реакции процесса:
В конце декабря 2020 года жители Донецкой области начали массово жаловаться на качество воды из крана.
Наша компания решила поддержать жителей пострадавших территорий. Мы готовы предоставить скидку 10% и бесплатно доставить любое фильтрационное оборудование на Ваш выбор.
Для Бесплатной консультации пишите на адрес эл. почты: info@kr-company.ru
Аммоний представляет собой соединение атомов азота и водорода. В природных водах источником накопления вещества служат продукты разложения и жизнедеятельности различных организмов. Однако большая часть ионов аммония попадает в воду со стоками животноводческих ферм, сельскохозяйственных полей, промышленных предприятий. Высокая плотность содержания аммония может быть в водоёмах, находящихся вблизи от коммунальных очистных сооружений, канализации и выгребных ям.
Продуктом распада аммония является аммиак. В воде он связывается с другими элементами и может создавать очень токсичные соединения. По данным СанПин концентрация аммонийного азота не должна превышать показатель 2 мг/л.
Превышение нормы содержания аммония и аммиака могут придавать воде очень неприятный запах и привкус. А длительное употребление такой воды приводит к нарушению кислотно-щелочного баланса в организме. К тому же аммиак способен вызвать серьёзные поражения конъюнктивы глаз и слизистых оболочек. Ионы аммония защелачивают плазму крови, что может привести к гипоксии клеток. Отёк тканей, тошнота, тремор, приступы удушья, спутанность сознания – всё это далеко не полный список проблем, вызываемых избытком аммония и аммиака в воде.
Загрязнённая азотными соединениями вода наносит существенный вред ведению рыбного хозяйства и любителям аквариумов. В таком растворе рыбы начинают задыхаться и погибать.
Необходимо очищать воду от ионов аммония, как в домашних условиях, так и на производстве. В паровых установках это вещество катализирует процесс коррозии медесодержащих сплавов и конструкций теплообменников, что негативно влияет на стабильность их работы.
Для определения концентрации аммония в воде, необходимо провести химический анализ воды. Для устранения повышенного содержания аммония в воде, используют фильтры комплексной очистки воды и фильтры с промывными титановыми мембранами.
Как получить бесплатное технико-коммерческое предложение
Оставьте свой номер телефона и мы бесплатно перезвоним Вам
Очистка воды от аммония, который является показателем бактериального загрязнения
В воде могут находиться азотные соединения в двух формах – аммиак и аммоний. А общая сумма концентраций аммония и аммиака называется общим аммонийным азотом. Источником аммония в воде являются соли и растворенный аммиак, также азотсодержащие вещества образующиеся в результате разложения белковых соединений. Очистка воды от аммония необходима и на производстве и в домашних условиях. Необходимость в проведении данной процедуры обусловлена тем, что при наличии избытка этого вещества в паре в присутствии кислорода усиливают коррозию медесодержащих сплавов конструкций теплообменников, что может отрицательно влиять на их исправное функционирование. Содержание аммония в питьевой воде строго регламентируется нормами. Повышенное же его содержание в воде свидетельствует о наличии бактериального заражения и придает питьевой воде неприятный запах и привкус. Постоянное употребление воды содержащей избыток аммония вызывает нарушение кислотно-щелочного баланса в организме.
Очистка воды от аммония обязательно требуется, когда в непосредственной близости находятся:
Водоочистка от аммония имеет очень важное значение для экологии, потому что при повышенном его содержании снижается способность гемоглобина у рыб связывать кислород, что приводит к сокращению их численности. В такой воде рыбы мечутся и выпрыгивают на поверхность. Грунтовые воды с избыточным содержанием аммония абсолютно непригодны для питья.
Существует несколько методов очистки от аммония:
Выбор метода очистки воды от аммония зависит от разных факторов: производительности системы водоочистки, исходного содержания примеси, наличие других примесей, требуемая степень очистка, мощность фильтра, эксплуатационные затраты, финансовые возможности.
Использование окислителей, например активного хлора не всегда применимо, а другие окислители, такие как озон, хлорамин, перманганат калия для удаления аммония неэффективны.
Процесс окисления с помощью бактерий это аэрация. Метод аэрации применяется также для освобождения от марганца, метана, сероводорода и других газообразных веществ, растворенных в воде. Процесс осуществляется с применением фильтров загруженными гранулированными материалами, благоприятными для закрепления и развития бактерий. Поддерживать жизнедеятельность нужных бактерий на таких фильтрах могут только высококвалифицированные обученные специалисты, поэтому метод считается дорогим.
Очистка воды от аммония при помощи обратноосмотического метода легко автоматизируется. Одновременно с удалением ионов аммония происходит удаление и других примесей, а также частичное умягчение и обессоливание воды. Метод обратноосмотической очистки следует применять для вод, которые помимо аммония имеют повышенные концентрации лития, натрия, сульфатов, бора и другие. Фильтры обратного осмоса шестиступенчатой системы очистки воды с минерализатором, который добавляет оптимизированный набор минералов, необходимых для нормального функционирования организма, очень удобны для домашнего использования.
Эффективность ионообменного умягчения воды и очистка от аммония на сильнокислотных катионообменных смолах сильно зависит от состава исходной воды, концентрации в ней натрия и калия.
Более эффективным методом очистки воды от аммония считается сорбция на неорганических сорбентах, при этом происходит одновременно обезжелезивание воды, деманганация, умягчение воды вследствие ионного обмена.
Очистка воды от аммония на природном цеолите (клиноптилолите) получила широкое применение для небольших систем вследствие низких капитальных затрат и простой автоматизации процесса. Сорбционная емкость по аммонию в сравнении с синтетическими цеолитами невелика и зависит от месторождения клиноптилолита и проведения процессов регенерации.
Аммонийный азот с химической формулой (NH4)+ относится к биогенным элементам, участвующим в процессах биогидроценоза. Вещество содержится в большинстве водоемов, однако его содержание колеблется в зависимости от сезона и окружающей обстановки, связанной с деятельностью предприятий. Так, весной его концентрация уменьшается, летом – увеличивается.
В первую очередь это происходит из-за бактериального разложения органических веществ. При повышенном содержании аммония санитарное состояние водоема резко ухудшается. В связи с этим необходимо контролировать показатель для отслеживания состояния водной экосистемы. Для этого требуется периодически проводить анализ воды на содержание аммония.
Каким образом азот аммонийный попадает в воду?
Азот аммонийный может попадать в окружающую среду, в том числе в водоемы, несколькими путями. Среди них выделяется три источника, которые разграничиваются по степени влияния на экологическую обстановку.
Несмотря на то, что в России существует ряд законодательных ограничений, касающихся максимальной концентрации азота аммонийного, случаи нарушений встречаются достаточно часто. Это, в свою очередь, не только вредит окружающей среде, но и приводит к многочисленным штрафам. Чтобы этого избежать, при обнаружении повышенного уровня аммония в воде следует заняться вопросом оптимизации установленных систем водоочистки, в том числе за счет монтажа более эффективных.
Азот в сточных водах
Азот, который находится в сточных водах в растворенном состоянии, чаще всего представлен ионами аммония. Они образуются посредством присоединения к молекулам аммиака ионов водорода. Этому может способствовать несколько факторов, включая растворение аммиака, гидролиз его солей, а также процесс разложения и дальнейшего окисления органики.
Основные источники загрязнения аммонийным азотом:
С учетом того, что сточные воды могут оказывать непосредственное влияние на качество грунтовых и, как следствие, воду в скважинах и колодцах, СанПиН устанавливает жесткое ограничение, которое касается предельно допустимой концентрации. Так, для азота аммонийного показатель не должен превышать 1,5 мг/л.
Воздействие аммония на организм
Известно, что аммиак, находясь в организме человека, может вступать в реакцию с белками, вследствие чего развивается денатурация. Из-за продолжительного воздействия вещества на организм нарушается дыхание клеток и тканей, а также происходит поражение центральной нервной системы, печени и органов дыхания. Страдает и пищеварительная система. Известны случаи проблем с сосудами, а также развития онкологических заболеваний. Это происходит при регулярном потреблении воды с уровнем аммония выше 1,5-2 мг/л.
Определение азота аммонийного
С целью определения аммонийного и других видов азота в воде чаще всего используется визуальная и фотометрическая колориметрия. Фотометрия предоставляет более точные данные за счет развития технологий и использования электронных устройства, таких как спектрофотометр. С их помощью можно более точно и быстро выявить искомые показатели, так как процесс сравнения окраски пробы воды из колбы с реактивом осуществляется автоматически. Также для измерения азота в природных и сточных водах задействуют ионоселективные электроды, которые входят в состав многопараметрических датчиков.
Способ очистки сточных вод
Для удаления аммонийного азота из воды может использоваться несколько способов. Оптимальный выбирается в зависимости от степени загрязнения, типа водоисточника, производительности водоочистной системы. Среди наиболее часто используемых выделяют биологическую фильтрацию, аэрацию, обратный осмос, а также флотацию и восстановление аммония посредством металлического магния.
С помощью обратного осмоса можно избавиться не только от аммонийного азота, но и других примесей, добившись дополнительного смягчения. Обратноосмотический метод эффективен для воды, в которой вместе с аммонием также содержится больше количество натрия и сульфатов. К популярным методам очистки от аммонийного азота относится сорбция. Данный процесс сочетает сразу несколько реакций, включая обезжелезивание и деманганацию. Очистка воды должна проводиться, если источник располагается рядом с:
Своевременная водоочистка, проведенная правильным образом, играет важную роль для экологии. Чрезмерная концентрация аммония приводит к снижению способности гемоглобина у рыб реагировать на кислород, из-за чего сокращается их численность. Грунтовые же воды с уровнем аммонийного азота, превышающим ПДК, становятся непригодными к использованию в быту. Это касается непосредственно питья и применения с целью приготовления пищи.
Проверка воды на аммоний в лаборатории «НОРТЕСТ»
Чтобы рассчитывать на получение точного результата, который предоставит всю необходимую информацию о текущем состоянии воды в источнике, важно обратиться в правильную лабораторию. Испытательный центр «НОРТЕСТ» оснащен всем необходимым для проведения исследований воды на наличие аммонийного азота из разных источников. Применяя эффективные методики, мы можем гарантировать точность анализов и их быстрое проведение.
Являясь аккредитованным центром, мы выдаем заключения, которые имеют юридическую силу и могут служить доказательством некачественной работы очистных систем. Особенность предоставляемой информации зависит от каждого конкретного случая – прежде всего это касается вида анализов. Обращение в лабораторию «НОРТЕСТ» поможет своевременно отреагировать на нарушения и заняться поиском решений, которые способствуют улучшению ситуации в долгосрочной перспективе.
