አሞኒያ ናይትሮጅንን ከውሃ ውስጥ ለማስወገድ ኬሚካል እና ሂደት
1. አሞኒያ ናይትሮጅን ምንድን ነው?
አሞኒያ ናይትሮጅን የሚያመለክተው አሞኒያን (ወይም አዮኒክ ያልሆነ አሞኒያ፣ NH3) ወይም አዮኒክ አሞኒያ (NH4+) በሚል መልክ ነው። ከፍ ያለ ፒኤች እና ከፍ ያለ ነፃ አሞኒያ መጠን፤ በተቃራኒው የአሞኒያ ጨው መጠን ከፍተኛ ነው።
አሞኒያ ናይትሮጅን በውሃ ውስጥ የሚገኝ ንጥረ ነገር ሲሆን ይህም ወደ ውሃ ኢዩትሮፊኬሽን ሊያመራ ይችላል፣ እና በውሃ ውስጥ ዋናው ኦክስጅን የሚወስድ ብክለት ሲሆን ይህም ለዓሣ እና ለአንዳንድ የውሃ ውስጥ ፍጥረታት መርዛማ ነው።
የአሞኒያ ናይትሮጅን በውሃ ውስጥ ባሉ ፍጥረታት ላይ የሚያሳድረው ዋነኛው ጎጂ ውጤት ነፃ አሞኒያ ሲሆን መርዛማነቱ ከአሞኒየም ጨው በደርዘን እጥፍ የሚበልጥ ሲሆን የአልካላይነት መጨመር ሲጨምር ይጨምራል። የአሞኒያ ናይትሮጅን መርዛማነት ከመዋኛ ውሃው የፒኤች እሴት እና የውሃ ሙቀት ጋር በቅርበት የተቆራኘ ነው፣ በአጠቃላይ የፒኤች ዋጋ እና የውሃ ሙቀት ከፍ ባለ መጠን መርዛማነቱ እየጠነከረ ይሄዳል።
አሞኒያን ለመለየት በተለምዶ ጥቅም ላይ የሚውሉ ሁለት ግምታዊ ስሜታዊነት የቀለም ዘዴዎች ክላሲካል ኔስለር ሪአጀንት ዘዴ እና የፌኖል-ሃይፖክሎራይት ዘዴ ናቸው። ቲትራቲንግ እና የኤሌክትሪክ ዘዴዎች አሞኒያን ለመለየት በተለምዶ ጥቅም ላይ ይውላሉ፤ የአሞኒያ ናይትሮጅን ይዘት ከፍተኛ ሲሆን የዲስቴሽን ቲትራቲንግ ዘዴም ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። (ብሔራዊ መመዘኛዎች የናት ሪአጀንት ዘዴ፣ የሳሊሲሊክ አሲድ ስፔክትሮፎቶሜትሪ፣ የዲስቴሽን - ቲትራቲሽን ዘዴን ያካትታሉ)
2. አካላዊ እና ኬሚካላዊ ናይትሮጅን የማስወገድ ሂደት
① የኬሚካል ዝናብ ዘዴ
የኬሚካል ዝናብ ዘዴ፣ እንዲሁም የMAP ዝናብ ዘዴ በመባልም የሚታወቀው፣ ማግኒዚየም እና ፎስፈረስ አሲድ ወይም ሃይድሮጂን ፎስፌት በአሞኒያ ናይትሮጅን ውስጥ ባለው የቆሻሻ ውሃ ውስጥ መጨመር ሲሆን፣ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው NH4+ ከMg+ እና PO4- ጋር በውሃ መፍትሄ ውስጥ አሞኒየም ማግኒዚየም ፎስፌት ዝናብ እንዲፈጠር ያደርጋል። የሞለኪውላዊው ፎርሙላ MgNH4P04.6H20 ሲሆን ይህም የአሞኒያ ናይትሮጅንን የማስወገድ ዓላማን ለማሳካት ነው። በተለምዶ ስትሩቪት በመባል የሚታወቀው ማግኒዚየም አሞኒየም ፎስፌት፣ ለመዋቅራዊ ምርቶች ግንባታ እንደ ማዳበሪያ፣ የአፈር ተጨማሪ ወይም የእሳት መከላከያ ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። የምላሽ እኩልታው እንደሚከተለው ነው፡
ኤምጂ++ ኤንኤች4 + + PO4 – = ኤምጂኤንኤች4ፒ04
የኬሚካል ዝናብን የሕክምና ውጤት የሚነኩ ዋና ዋና ምክንያቶች የፒኤች እሴት፣ የሙቀት መጠን፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት እና የሞላር ጥምርታ (n(Mg+): n(NH4+): n(P04-)) ናቸው። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የፒኤች ዋጋ 10 ሲሆን የማግኒዚየም፣ የናይትሮጅን እና የፎስፈረስ ሞላር ጥምርታ 1.2:1:1.2 ሲሆን የሕክምናው ውጤት የተሻለ ይሆናል።
ማግኒዚየም ክሎራይድ እና ዳይሶዲየም ሃይድሮጂን ፎስፌት እንደ ማነቃቂያ ወኪሎች በመጠቀም፣ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የፒኤች ዋጋ 9.5 ሲሆን የማግኒዚየም፣ የናይትሮጅን እና የፎስፈረስ ሞላር ጥምርታ 1.2:1:1 ሲሆን የሕክምናው ውጤት የተሻለ ነው።
ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት MgC12+Na3PO4.12H20 ከሌሎች የዝናብ ወኪሎች ጥምረት የላቀ ነው። የፒኤች ዋጋ 10.0 ሲሆን የሙቀት መጠኑ 30℃፣ n(Mg+) : n(NH4+) : n(P04-)= 1:1:1 ሲሆን፣ ለ30 ደቂቃ ከተቀላቀለ በኋላ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የጅምላ ክምችት ከህክምናው በፊት ከ222mg/L ወደ 17mg/L ይቀንሳል፣ የማስወገጃ መጠኑም 92.3% ነው።
ከፍተኛ ክምችት ላለው የኢንዱስትሪ አሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም የኬሚካል ዝናብ ዘዴ እና የፈሳሽ ሽፋን ዘዴ ተጣምረዋል። የዝናብ ሂደቱን በማመቻቸት ሁኔታዎች ውስጥ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን 98.1% ደርሷል፣ ከዚያም በፈሳሽ ፊልም ዘዴ ተጨማሪ ሕክምና የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ወደ 0.005 ግ/ሊ በመቀነስ ብሔራዊ የመጀመሪያ ደረጃ ልቀት ደረጃ ላይ ደርሷል።
ከMg+ ውጪ የዲቫለንት የብረት አየኖች (Ni+፣ Mn+፣ Zn+፣ Cu+፣ Fe+) በፎስፌት ተግባር ስር በአሞኒያ ናይትሮጅን ላይ የማስወገድ ውጤት ተመርምሯል። ለአሞኒየም ሰልፌት ቆሻሻ ውሃ አዲስ የCaSO4 precipitation-MAP precipitation ሂደት ቀርቧል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ባህላዊው የNaOH ተቆጣጣሪ በኖራ ሊተካ ይችላል።
የኬሚካል ዝናብ ዘዴ ጠቀሜታ የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ክምችት ከፍተኛ ሲሆን ሌሎች ዘዴዎች አጠቃቀም ውስን ነው፣ ለምሳሌ ባዮሎጂካል ዘዴ፣ የብሬክ ነጥብ ክሎሪንያ ዘዴ፣ የሜምብሬን መለያየት ዘዴ፣ የአዮን ልውውጥ ዘዴ፣ ወዘተ። በዚህ ጊዜ የኬሚካል ዝናብ ዘዴ ለቅድመ-ህክምና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። የኬሚካል ዝናብ ዘዴ የማስወገድ ውጤታማነት የተሻለ ነው፣ እና በሙቀት አይገደብም፣ እና አሠራሩ ቀላል ነው። ማግኒዚየም አሞኒየም ፎስፌት የያዘው የተቀዳ ዝቃጭ የቆሻሻ አጠቃቀምን ለማሳካት እንደ የተቀናጀ ማዳበሪያ ሊያገለግል ይችላል፣ በዚህም የወጪውን ክፍል ይካሳል፤ የፎስፌት ቆሻሻ ውሃ ከሚያመርቱ አንዳንድ የኢንዱስትሪ ድርጅቶች እና የጨው ጨዎችን ከሚያመርቱ ድርጅቶች ጋር ሊጣመር ከቻለ የመድኃኒት ወጪዎችን ይቆጥባል እና ሰፊ አተገባበርን ያመቻቻል።
የኬሚካል ዝናብ ዘዴ ጉዳቱ የአሞኒየም ማግኒዚየም ፎስፌት የመሟሟት ምርት በመገደብ ምክንያት፣ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የተወሰነ ክምችት ላይ ከደረሰ በኋላ የማስወገጃው ውጤት ግልጽ አይደለም እና የግብዓት ወጪው በእጅጉ ይጨምራል። ስለዚህ፣ የኬሚካል ዝናብ ዘዴ ለላቀ ህክምና ተስማሚ ከሆኑ ሌሎች ዘዴዎች ጋር በጥምረት ጥቅም ላይ መዋል አለበት። ጥቅም ላይ የዋለው የሪአጀንት መጠን ትልቅ ነው፣ የሚመረተው ዝቃጭ ትልቅ ነው፣ እና የሕክምና ወጪው ከፍተኛ ነው። በኬሚካሎች መጠን ወቅት የክሎራይድ አየኖች እና የተረፈ ፎስፈረስ ማስገባት በቀላሉ ሁለተኛ ደረጃ ብክለት ሊያስከትል ይችላል።
የጅምላ አልሙኒየም ሰልፌት አምራች እና አቅራቢ | ኤቨርብራይት (cnchemist.com)
የጅምላ ዲባሲክ ሶዲየም ፎስፌት አምራች እና አቅራቢ | ኤቨርብራይት (cnchemist.com)
②የማጥፋት ዘዴ
የአሞኒያ ናይትሮጅንን በነፋስ ዘዴ ማስወገድ የፒኤች እሴቱን ወደ አልካላይን ማስተካከል ሲሆን ይህም በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ አዮን ወደ አሞኒያ እንዲቀየር፣ በዚህም በዋናነት በነፃ አሞኒያ መልክ እንዲኖር ማድረግ ነው፣ ከዚያም ነፃው አሞኒያ ከአጓጓዥ ጋዝ በኩል ከቆሻሻ ውሃው ውስጥ እንዲወጣ ይደረጋል፣ በዚህም የአሞኒያ ናይትሮጅንን የማስወገድ ዓላማ ለማሳካት። የመነፋትን ውጤታማነት የሚነኩ ዋና ዋና ምክንያቶች የፒኤች እሴት፣ የሙቀት መጠን፣ የጋዝ-ፈሳሽ ጥምርታ፣ የጋዝ ፍሰት መጠን፣ የመጀመሪያ ክምችት እና የመሳሰሉት ናቸው። በአሁኑ ጊዜ የመነፋት ዘዴው ከፍተኛ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ባለው የቆሻሻ ውሃ አያያዝ ውስጥ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።
የአሞኒያ ናይትሮጅን ከቆሻሻ ፍሳሽ ማስወገጃ ዘዴ በነፋስ-ኦፍ ዘዴ ማስወገድ ጥናት ተደርጎበታል። የፍሰት-ኦፍ ውጤታማነትን የሚቆጣጠሩት ቁልፍ ነገሮች የሙቀት መጠን፣ የጋዝ-ፈሳሽ ጥምርታ እና የፒኤች እሴት እንደሆኑ ታውቋል። የውሃው ሙቀት ከ2590 በላይ ሲሆን የጋዝ-ፈሳሽ ጥምርታ 3500 አካባቢ ሲሆን እና ፒኤች 10.5 አካባቢ ሲሆን፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት እስከ 2000-4000 ሚ.ግ/ሊ የሚደርስ የቆሻሻ ፍሳሽ ማስወገጃ መጠን ከ90% በላይ ሊደርስ ይችላል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ፒኤች = 11.5 ሲሆን የመፍታት ሙቀት 80cC ሲሆን የመፍታት ጊዜ 120 ደቂቃ ሲሆን፣ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን 99.2% ሊደርስ ይችላል።
ከፍተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የመፍሰስ ቅልጥፍና የተከናወነው በተቃራኒ-ጅረት የመፍሰስ ማማ ነው። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የመፍሰስ ቅልጥፍናው የፒኤች እሴት ሲጨምር ጨምሯል። የጋዝ-ፈሳሽ ጥምርታ በጨመረ ቁጥር የአሞኒያ የመፍሰስ የጅምላ ዝውውር የማንቀሳቀሻ ኃይል ይጨምራል፣ እና የመፍሰስ ቅልጥፍናም ይጨምራል።
የአሞኒያ ናይትሮጅን በነፋስ ዘዴ ማስወገድ ውጤታማ፣ ለመስራት ቀላል እና ለመቆጣጠር ቀላል ነው። የተነፋው የአሞኒያ ናይትሮጅን ከሰልፈሪክ አሲድ ጋር እንደ መምጠጥ ሊያገለግል ይችላል፣ እና የተፈጠረው የሰልፈሪክ አሲድ ገንዘብ እንደ ማዳበሪያ ሊያገለግል ይችላል። የነፋስ ማጥፊያ ዘዴ በአሁኑ ጊዜ ለአካላዊ እና ለኬሚካል ናይትሮጅን ማስወገጃ በተለምዶ የሚያገለግል ቴክኖሎጂ ነው። ሆኖም፣ የነፋስ ማስወገጃ ዘዴው አንዳንድ ጉዳቶች አሉት፣ ለምሳሌ በነፋስ ማማ ውስጥ ተደጋጋሚ መለካት፣ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ ውጤታማነት እና በነፋስ ጋዝ ምክንያት የሚከሰት ሁለተኛ ደረጃ ብክለት። የነፋስ ማስወገጃ ዘዴ በአጠቃላይ ከሌሎች የአሞኒያ ናይትሮጅን የቆሻሻ ውሃ ማከሚያ ዘዴዎች ጋር ተጣምሮ ከፍተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የቆሻሻ ውሃ አስቀድሞ ለማከም ይውላል።
③የብሬክ ነጥብ ክሎሪን
የአሞኒያን የብሬክ ነጥብ ክሎሪን በማጣራት የማስወገድ ዘዴ ክሎሪን ጋዝ ከአሞኒያ ጋር በመገናኘት ምንም ጉዳት የሌለው ናይትሮጅን ጋዝ ያመነጫል፣ እና N2 ወደ ከባቢ አየር ይወጣል፣ ይህም የምላሽ ምንጩን ወደ ቀኝ እንዲቀጥል ያደርገዋል። የምላሽ ፎርሙላው፡
HOCl NH4 + + 1.5 – > 0.5 N2 H20 H++ Cl – 1.5 + 2.5 + 1.5)
የክሎሪን ጋዝ ወደ ቆሻሻ ውሃ ወደተወሰነ ቦታ ሲተላለፍ፣ በውሃ ውስጥ ያለው የነጻ ክሎሪን ይዘት ዝቅተኛ ሲሆን የአሞኒያ ክምችት ደግሞ ዜሮ ነው። የክሎሪን ጋዝ መጠን ነጥቡን ሲያልፍ፣ በውሃ ውስጥ ያለው የነጻ ክሎሪን መጠን ይጨምራል፣ ስለዚህ ነጥቡ የብሬክ ነጥቡ ይባላል፣ እና በዚህ ሁኔታ ውስጥ ያለው ክሎሪን የብሬክ ነጥቡ ክሎሪን ይባላል።
የመፍቻ ነጥብ ክሎሪን የማቅለጫ ዘዴ የአሞኒያ ናይትሮጅን ከተነፈሰ በኋላ የቆሻሻ ውሃ ለማከም ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና የሕክምናው ውጤት በቀጥታ በአሞኒያ ናይትሮጅን የመፍጨት ሂደት ቅድመ-ህክምና ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። በቆሻሻ ውሃ ውስጥ 70% የሚሆነው የአሞኒያ ናይትሮጅን በነፋስ ሂደት ሲወገድ እና ከዚያም በብሬክ ነጥብ ክሎሪን ማከም ሲቻል፣ በቆሻሻ ፍሳሽ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የጅምላ ክምችት ከ15 ሚ.ግ/ሊ ያነሰ ነው። ዣንግ ሼንጊሊ እና ሌሎችም እንደ የምርምር ዓላማ 100 ሚ.ግ/ሊ የጅምላ ክምችት ያለው የተመሰለ የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ወስደዋል፣ እና የምርምር ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በሶዲየም ሃይፖክሎራይት ኦክሳይድ አማካኝነት የአሞኒያ ናይትሮጅን መወገድን የሚነኩ ዋና ዋና እና ሁለተኛ ደረጃ ምክንያቶች የክሎሪን እና የአሞኒያ ናይትሮጅን የብዛት ጥምርታ፣ የምላሽ ጊዜ እና የፒኤች እሴት ናቸው።
የፍሬን ነጥቡ ክሎሪን የማጣራት ዘዴ ከፍተኛ የናይትሮጅን ማስወገጃ ውጤታማነት አለው፣ የማስወገጃ መጠኑ 100% ሊደርስ ይችላል፣ እና በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ክምችት ወደ ዜሮ ሊቀንስ ይችላል። ውጤቱ የተረጋጋ እና በሙቀት አይነካም፤ አነስተኛ የኢንቨስትመንት መሳሪያዎች፣ ፈጣን እና የተሟላ ምላሽ፤ በውሃ አካል ላይ የማምከን እና የመበከል ውጤት አለው። የፍሬን ነጥቡ ክሎሪን የማጣራት ዘዴ አተገባበር ወሰን የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ክምችት ከ40 ሚ.ግ/ሊ በታች ስለሆነ የፍሬን ነጥቡ ክሎሪን የማጣራት ዘዴ በአብዛኛው ለአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የላቀ ህክምና ይውላል። ደህንነቱ የተጠበቀ አጠቃቀም እና ማከማቻ አስፈላጊነት ከፍተኛ ነው፣ የሕክምናው ዋጋ ከፍተኛ ነው፣ እና ተረፈ ምርቶች ክሎራሚኖች እና ክሎሪን የተባሉ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ሁለተኛ ደረጃ ብክለት ያስከትላሉ።
④ካታሊቲክ ኦክሳይድ ዘዴ
የካታሊቲክ ኦክሳይድ ዘዴ በተወሰነ የሙቀት መጠን እና ግፊት ስር በአየር ኦክሳይድ አማካኝነት በቆሻሻ ውስጥ ያሉ ኦርጋኒክ ቁሶች እና አሞኒያ ኦክሳይድ ተደርገው እንደ CO2፣ N2 እና H2O ያሉ ምንም ጉዳት የሌላቸው ንጥረ ነገሮች ሆነው ሊበሰብሱ እና ሊበሰብሱ ይችላሉ፣ ይህም የማጽዳት ዓላማን ለማሳካት ነው።
የካታሊቲክ ኦክሳይድ ተጽእኖ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩት ምክንያቶች የማጣሪያ ባህሪያት፣ የሙቀት መጠን፣ የምላሽ ጊዜ፣ የፒኤች እሴት፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት፣ ግፊት፣ የማነቃቂያ ጥንካሬ እና የመሳሰሉት ናቸው።
የኦዞናይዝድ አሞኒያ ናይትሮጅን የመበላሸት ሂደት ጥናት ተደርጎበታል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የፒኤች እሴት ሲጨምር ጠንካራ የኦክሳይድ ችሎታ ያለው የHO2 ራዲካል አይነት ተፈጥሯል፣ እና የኦክሳይድ መጠኑ በከፍተኛ ሁኔታ ተፋጥኗል። ጥናቶች እንደሚያሳዩት ኦዞን የአሞኒያ ናይትሮጅንን ወደ ናይትሬት እና ናይትሬትን ወደ ናይትሬት ሊያመነጭ ይችላል። በውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት በጊዜ መጨመር ይቀንሳል፣ እና የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን ወደ 82% ነው። CuO-Mn02-Ce02 የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም እንደ የተቀናጀ ማነቃቂያ ጥቅም ላይ ውሏል። የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት አዲስ የተዘጋጀው የተቀናጀ ማነቃቂያ የኦክሳይድ እንቅስቃሴ በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽሏል፣ እና ተስማሚ የሂደት ሁኔታዎች 255℃፣ 4.2MPa እና pH=10.8 ናቸው። የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የመጀመሪያ ክምችት 1023mg/L ባለው ህክምና፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገጃ መጠን በ150 ደቂቃ ውስጥ 98% ሊደርስ ይችላል፣ ይህም ወደ ብሔራዊ ሁለተኛ ደረጃ (50mg/L) የመልቀቂያ ደረጃ ይደርሳል።
የዜኦላይት የተደገፈው የቲኦ2 ፎቶካታሊስት ካታሊቲክ አፈጻጸም በሰልፈሪክ አሲድ መፍትሄ ውስጥ የአሞኒያ ናይትሮጅን የመበላሸት መጠንን በማጥናት ተመረመረ። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የቲ02/ዜኦላይት ፎቶካታሊስት ምርጥ መጠን 1.5 ግ/ሊ ሲሆን የምላሽ ጊዜው ደግሞ በአልትራቫዮሌት ጨረር ስር ለ4 ሰዓታት ነው። የአሞኒያ ናይትሮጅን ከቆሻሻ ውሃ የማስወገድ መጠን 98.92% ሊደርስ ይችላል። በአልትራቫዮሌት ብርሃን ስር ከፍተኛ ብረት እና ናኖ-ቺን ዳይኦክሳይድ በፊኖል እና በአሞኒያ ናይትሮጅን ላይ የማስወገድ ውጤት ጥናት ተደርጓል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ፒኤች=9.0 በአሞኒያ ናይትሮጅን መፍትሄ ላይ ሲተገበር የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን 97.5% ሲሆን ይህም ከፍተኛ ብረት ወይም ቺን ዳይኦክሳይድ ብቻ ከ 7.8% እና 22.5% ከፍ ያለ ነው።
የካታሊቲክ ኦክሲዴሽን ዘዴ ከፍተኛ የማጥራት ቅልጥፍና፣ ቀላል ሂደት፣ ትንሽ የታችኛው ክፍል ወዘተ ጥቅሞች ያሉት ሲሆን ብዙ ጊዜ ከፍተኛ ክምችት ያለውን የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም ያገለግላል። የአጠቃቀም አስቸጋሪነቱ የመሳሪያዎችን የማነቃቂያ መጥፋት እና የዝገት መከላከያ እንዴት መከላከል እንደሚቻል ነው።
⑤ኤሌክትሮኬሚካል ኦክሳይድ ዘዴ
የኤሌክትሮኬሚካል ኦክሳይድ ዘዴ የሚያመለክተው ኤሌክትሮኦክሳይድን ከካታሊቲክ እንቅስቃሴ ጋር በመጠቀም በውሃ ውስጥ ያሉትን ብክለቶች የማስወገድ ዘዴን ነው። ተጽዕኖ ፈጣሪ ምክንያቶች የአሁኑ ጥግግት፣ የመግቢያ ፍሰት መጠን፣ የውጪ ጊዜ እና የነጥብ መፍትሄ ጊዜ ናቸው።
በሚዘዋወር ፍሰት ኤሌክትሮላይቲክ ሴል ውስጥ የአሞኒያ-ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ኤሌክትሮኬሚካል ኦክሳይድ ጥናት ተደርጎበታል፣ አወንታዊው የቲ/ሩ02-ቲኦ2-Ir02-SnO2 የኔትወርክ ኤሌክትሪክ ሲሆን አሉታዊው ደግሞ የቲ ኔትወርክ ኤሌክትሪክ ነው። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የክሎራይድ አዮን ክምችት 400 ሚ.ግ./ሊ ሲሆን የመጀመሪያው የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት 40 ሚ.ግ./ሊ ሲሆን፣ የኢንፍላውንት ፍሰት መጠን 600 ሚ.ሊ/ደቂቃ፣ የአሁኑ ጥግግት 20 ሚ.ሜ/ሴሜ ሲሆን፣ የኤሌክትሮላይቲክ ጊዜ ደግሞ 90 ደቂቃ ሲሆን፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን ማስወገጃ መጠን 99.37% ነው። ይህም የአሞኒያ-ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ኤሌክትሮላይቲክ ኦክሳይድ ጥሩ የአጠቃቀም ተስፋ እንዳለው ያሳያል።
3. ባዮኬሚካል ናይትሮጅን የማስወገድ ሂደት
①ሙሉው ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን
ሙሉ ሂደት ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን በአሁኑ ጊዜ ለረጅም ጊዜ በስፋት ጥቅም ላይ የዋለ የባዮሎጂካል ዘዴ ነው። የቆሻሻ ውሃ አያያዝን ዓላማ ለማሳካት እንደ ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን ባሉ ተከታታይ ግብረመልሶች አማካኝነት በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለውን አሞኒያ ናይትሮጅን ወደ ናይትሮጅን ይለውጠዋል፣ ይህም የተለያዩ ረቂቅ ተሕዋስያንን በመጠቀም ነው። የአሞኒያ ናይትሮጅንን ለማስወገድ የናይትሪፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን ሂደት በሁለት ደረጃዎች ማለፍ አለበት፡
የናይትሪፊኬሽን ምላሽ፡ የናይትሪፊኬሽን ምላሽ የሚጠናቀቀው በኤሮቢክ አውቶትሮፊክ ማይክሮባዮኖች ነው። በኤሮቢክ ሁኔታ፣ ኦርጋኒክ ያልሆነ ናይትሮጅን NH4+ን ወደ NO2- ለመቀየር እንደ ናይትሮጅን ምንጭ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ከዚያም ወደ NO3- ኦክሳይድ ይደረጋል። የናይትሪፊኬሽን ሂደቱ በሁለት ደረጃዎች ሊከፈል ይችላል። በሁለተኛው ደረጃ፣ ናይትራይት በናይትሪፊኬሽን ባክቴሪያ ወደ ናይትራይት (NO3-) ይቀየራል፣ እና ናይትራይት በናይትሪፊኬሽን ባክቴሪያ ወደ ናይትራይት (NO3-) ይቀየራል።
የዲኒትሪፊኬሽን ምላሽ፡ የዲኒትሪፊኬሽን ምላሽ ማለት ዲኒትሪፊኬሽን ባክቴሪያዎች ሃይፖክሲያ ባለበት ሁኔታ ናይትራይት ናይትሮጅን እና ናይትሬት ናይትሮጅን ወደ ጋዝ ናይትሮጅን (N2) የሚቀንሱበት ሂደት ነው። ዲኒትሪፊኬሽን ባክቴሪያዎች ሄትሮትሮፊክ ማይክሮባኒዎች ሲሆኑ አብዛኛዎቹ የአምፊክቲክ ባክቴሪያ ናቸው። ሃይፖክሲያ ባለበት ሁኔታ፣ በናይትሬት ውስጥ ያለውን ኦክስጅን እንደ ኤሌክትሮን ተቀባይ እና ኦርጋኒክ ቁስ (በፍሳሽ ውስጥ ያለው የBOD አካል) እንደ ኤሌክትሮን ለጋሽ ኃይል ለማቅረብ እና ኦክሳይድ እና መረጋጋት ለማግኘት ይጠቀማሉ።
የኒትሪፊኬሽን እና የዲኒትሪፊኬሽን ምህንድስና አፕሊኬሽኖች በዋናነት AO፣ A2O፣ የኦክሳይድ ዲች፣ ወዘተ ያካትታሉ፣ ይህም በባዮሎጂካል ናይትሮጅን ማስወገጃ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል የበለጠ የበሰለ ዘዴ ነው።
የናይትሪፊኬሽን እና የዲኒትሪፊኬሽን ዘዴው በሙሉ የተረጋጋ ውጤት፣ ቀላል አሰራር፣ ሁለተኛ ደረጃ ብክለት እና ዝቅተኛ ዋጋ ጥቅሞች አሉት። ይህ ዘዴ አንዳንድ ጉዳቶችም አሉት፤ ለምሳሌ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው የC/N ጥምርታ ዝቅተኛ ሲሆን፣ የሙቀት መጠኑ በአንጻራዊነት ጥብቅ ሲሆን፣ ቅልጥፍናው ዝቅተኛ ሲሆን፣ አካባቢው ትልቅ ሲሆን፣ የኦክስጅን ፍላጎት ትልቅ ሲሆን፣ እና እንደ ከባድ የብረት አየኖች ያሉ አንዳንድ ጎጂ ንጥረ ነገሮች ባዮሎጂያዊ ዘዴው ከመከናወኑ በፊት መወገድ ያለባቸው ረቂቅ ተሕዋስያን ላይ ከፍተኛ ተጽዕኖ ያሳድራሉ። በተጨማሪም፣ በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያለው ከፍተኛ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት በናይትሪፊኬሽን ሂደቱ ላይ የመከላከል ውጤት አለው። ስለዚህ፣ ከፍተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ከመታከሙ በፊት ቅድመ-ህክምና መደረግ አለበት፣ ይህም የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ክምችት ከ500 ሚ.ግ/ሊ በታች እንዲሆን ነው። ባህላዊው ባዮሎጂካል ዘዴ እንደ የቤት ውስጥ ፍሳሽ፣ የኬሚካል ቆሻሻ ውሃ፣ ወዘተ ያሉ ዝቅተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም ተስማሚ ነው።
②በተመሳሳይ ጊዜ ናይትራይፊኬሽን እና ዴኒትራይፊኬሽን (SND)
ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን በተመሳሳይ ሬአክተር ውስጥ አንድ ላይ ሲከናወኑ፣ በተመሳሳይ ጊዜ የምግብ መፈጨት ዲኒትሪፊኬሽን (SND) ይባላል። በቆሻሻ ውሃ ውስጥ የሚሟሟው ኦክስጅን በማሰራጨት መጠን የተገደበ ሲሆን በማይክሮባላዊ ፍሎክ ወይም ባዮፊልም ላይ በማይክሮባላዊ አካባቢ ውስጥ የሟሟ ኦክስጅን ቅልመት ይፈጥራል፣ ይህም በማይክሮባላዊ ፍሎክ ወይም ባዮፊልም ውጫዊ ገጽ ላይ የሟሟ ኦክስጅን ቅልመትን ለኤሮቢክ ናይትራይፊኬሽን ባክቴሪያዎች እና አሞኒያቲንግ ባክቴሪያዎች እድገት እና ስርጭት ምቹ ያደርገዋል። ወደ ፍሎክ ወይም ሽፋን ውስጥ ጠልቆ በገባ ቁጥር የሟሟ ኦክስጅን ክምችት ይቀንሳል፣ ይህም የዲኒትሪፊኬሽን ባክቴሪያዎች የሚቆጣጠሩበት አኖክሲክ ዞን ያስከትላል። በዚህም በተመሳሳይ ጊዜ የምግብ መፈጨት እና የዲኒትሪፊኬሽን ሂደት ይፈጥራሉ። በተመሳሳይ ጊዜ የምግብ መፈጨት እና የዲኒትሪፊኬሽን ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩት ምክንያቶች የፒኤች እሴት፣ የሙቀት መጠን፣ የአልካላይነት፣ የኦርጋኒክ የካርቦን ምንጭ፣ የሟሟ ኦክስጅን እና የዝቃጭ ዕድሜ ናቸው።
በተመሳሳይ ጊዜ ናይትራይፊኬሽን/ዲኒትሪፊኬሽን በካሮሴል ኦክሲዴሽን ጉድጓድ ውስጥ ነበር፣ እና በካሮሴል ኦክሲዴሽን ጉድጓድ ውስጥ ባለው አየር በተሞላው ኢምፔለር መካከል ያለው የሟሟ ኦክስጅን ክምችት ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል፣ እና በካሮሴል ኦክሲዴሽን ጉድጓድ የታችኛው ክፍል ውስጥ ያለው የሟሟ ኦክስጅን ከላይኛው ክፍል ካለው ያነሰ ነበር። በእያንዳንዱ የቻናል ክፍል ውስጥ የናይትሬት ናይትሮጅን ምስረታ እና የፍጆታ መጠን ከሞላ ጎደል እኩል ነው፣ እና በቻናል ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ሁልጊዜ በጣም ዝቅተኛ ነው፣ ይህም የናይትሪፊኬሽን እና የዲኒትሪፊኬሽን ግብረመልሶች በካሮሴል ኦክሲዴሽን ቻናል ውስጥ በአንድ ጊዜ እንደሚከሰቱ ያሳያል።
የቤት ውስጥ የፍሳሽ ማስወገጃ ሕክምናን በተመለከተ የተደረገው ጥናት እንደሚያሳየው CODCr ከፍ ባለ መጠን፣ ዲኒትሪፊኬሽኑ የበለጠ የተሟላ እና የTN ማስወገጃው የተሻለ ነው። የሟሟ ኦክስጅን በአንድ ጊዜ ናይትሪፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን ላይ ያለው ተጽእኖ በጣም ጥሩ ነው። የሟሟ ኦክስጅን በ0.5~2mg/L ቁጥጥር ሲደረግበት፣ አጠቃላይ የናይትሮጅን ማስወገጃ ውጤት ጥሩ ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ የናይትሪፊኬሽን እና የዲኒትሪፊኬሽን ዘዴ ሪአክተሩን ይቆጥባል፣ የምላሽ ጊዜውን ያሳጥራል፣ ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ አለው፣ ኢንቨስትመንትን ይቆጥባል እና የፒኤች እሴት የተረጋጋ እንዲሆን ለማድረግ ቀላል ነው።
③የአጭር ጊዜ የምግብ መፈጨት እና የዴንቲራይዜሽን
በተመሳሳይ ሬአክተር ውስጥ፣ አሞኒያ ኦክሳይድ የሚያደርጉ ባክቴሪያዎች በኤሮቢክ ሁኔታዎች ውስጥ አሞኒያን ወደ ናይትሬት ለማቃጠል ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ ከዚያም ናይትሬት በቀጥታ ኦርጋኒክ ቁስ ወይም ውጫዊ የካርቦን ምንጭ ያለው ናይትሮጅን ለማምረት ይዘጋጃል፣ ይህም በሃይፖክሲያ ሁኔታዎች ውስጥ እንደ ኤሌክትሮን ለጋሽ ሆኖ ያገለግላል። የአጭር ክልል ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን ተጽዕኖ ምክንያቶች የሙቀት መጠን፣ ነፃ አሞኒያ፣ የፒኤች እሴት እና የሟሟ ኦክስጅን ናቸው።
የሙቀት መጠኑ የባህር ውሃ በሌለበት የማዘጋጃ ቤት ፍሳሽ እና 30% የባህር ውሃ ባለው የማዘጋጃ ቤት ፍሳሽ ላይ ያለው ተጽእኖ። የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት፡- የባህር ውሃ በሌለበት የማዘጋጃ ቤት ፍሳሽ፣ የሙቀት መጠኑን መጨመር የአጭር ጊዜ ናይትራይፊኬሽን ለማሳካት ምቹ ነው። በቤት ውስጥ የፍሳሽ ማስወገጃ ውስጥ ያለው የባህር ውሃ መጠን 30% ሲሆን፣ የአጭር ጊዜ ናይትራይፊኬሽን በመካከለኛ የሙቀት ሁኔታዎች ውስጥ በተሻለ ሁኔታ ሊከናወን ይችላል። የዴልፍት የቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ የSHARON ሂደትን አዘጋጅቷል፣ ከፍተኛ ሙቀት (ከ30-4090 አካባቢ) መጠቀም የናይትሬት ባክቴሪያዎችን መስፋፋትን ያበረታታል፣ ስለዚህም የናይትሬት ባክቴሪያዎች ውድድርን ያጣሉ፣ የናይትሬት ባክቴሪያዎችን ለማስወገድ የናይትሬት ባክቴሪያዎችን ዕድሜ በመቆጣጠር የናይትሬት ባክቴሪያዎችን ዕድሜ በመቆጣጠር።
የጄንት ማይክሮቢያል ኢኮሎጂ ላቦራቶሪ የናይትሬት ባክቴሪያዎችን ለማስወገድ የሟሟ ኦክስጅንን በመቆጣጠር የናይትሬት ናይትሮጅን ክምችት ለማግኘት የኦላንድ ሂደትን አዘጋጅቷል።
የኮኪንግ ቆሻሻ ውሃ በአጭር ርቀት ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን በማከም የተደረገው የሙከራ ምርመራ ውጤቶች እንደሚያሳዩት ተፅዕኖ ፈጣሪው COD፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን፣ የTN እና የፌኖል ክምችት 1201.6,510.4,540.1 እና 110.4mg/L ሲሆኑ፣ አማካይ የ COD፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን፣ የTN እና የፌኖል ክምችት በቅደም ተከተል 197.1,14.2,181.5 እና 0.4mg/L ነው። ተጓዳኝ የማስወገጃ መጠኖች በቅደም ተከተል 83.6%፣ 97.2%፣ 66.4% እና 99.6% ነበሩ።
የአጭር ርቀት ናይትራይፊኬሽን እና የዲኒትሪፊኬሽን ሂደት በናይትሬጅ ደረጃ ውስጥ አያልፍም፣ ይህም ለባዮሎጂካል ናይትሮጅን ማስወገጃ የሚያስፈልገውን የካርቦን ምንጭ ይቆጥባል። ዝቅተኛ የC/N ጥምርታ ላለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የተወሰኑ ጥቅሞች አሉት። የአጭር ክልል ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን አነስተኛ ዝቃጭ፣ የአጭር ጊዜ ምላሽ እና የሬአክተር መጠንን የመቆጠብ ጥቅሞች አሉት። ሆኖም፣ የአጭር ክልል ናይትራይፊኬሽን እና ዲኒትሪፊኬሽን የተረጋጋ እና ዘላቂ የናይትሬት ክምችት ያስፈልጋቸዋል፣ ስለዚህ የናይትራይፊኬሽን ባክቴሪያዎችን እንቅስቃሴ ውጤታማ በሆነ መንገድ እንዴት መግታት እንደሚቻል ቁልፉ ይሆናል።
④ አናሮቢክ አሞኒያ ኦክሳይድ
አናይሮቢክ አምሞክሳይዴሽን በአዮቶትሮፊክ ባክቴሪያዎች አማካኝነት በአሞኒያ ናይትሮጅን ወደ ናይትሮጅን በቀጥታ ኦክሳይድ የሚደረግበት ሂደት ሲሆን ናይትረስ ናይትሮጅን ወይም ናይትረስ ናይትሮጅን እንደ ኤሌክትሮን ተቀባይ ሆኖ ያገለግላል።
የሙቀት መጠን እና የፒኤች (PH) በአናሞኤክስ ባዮሎጂካል እንቅስቃሴ ላይ ያላቸው ተጽእኖ ጥናት ተደርጎበታል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በጣም ጥሩው የምላሽ ሙቀት 30℃ እና የፒኤች ዋጋ 7.8 ነበር። ከፍተኛ የጨው መጠን እና ከፍተኛ ክምችት ያለው የናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም የአናይሮቢክ አሞኤክስ ሪአክተር አዋጭነት ጥናት ተደርጎበታል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት ከፍተኛ የጨው መጠን የአናሞኤክስ እንቅስቃሴን በእጅጉ እንደከለከለ እና ይህ መከልከል ሊቀለበስ የሚችል ነበር። ያልተቀላቀለው ዝቃጭ የአናይሮቢክ አሞኤክስ እንቅስቃሴ በ30 ግራም L-1 (NaC1) ጨዋማነት ስር ካለው የቁጥጥር ዝቃጭ በ67.5% ያነሰ ነበር። የተቀላቀለው ዝቃጭ የአናሞኤክስ እንቅስቃሴ ከቁጥጥሩ በ45.1% ያነሰ ነበር። የተቀላቀለው ዝቃጭ ከከፍተኛ የጨው መጠን ወደ ዝቅተኛ የጨው መጠን አካባቢ (ጨው የሌለው) ሲተላለፍ የአናይሮቢክ አሞኤክስ እንቅስቃሴ በ43.1% ጨምሯል። ይሁን እንጂ፣ ሬአክተሩ ለረጅም ጊዜ ከፍተኛ የጨው መጠን ሲኖረው የተግባር ፍጥነቱ ይቀንሳል።
ከባህላዊው ባዮሎጂካል ሂደት ጋር ሲነጻጸር፣ አናኢሮቢክ አምሞኤክስ ተጨማሪ የካርቦን ምንጭ፣ ዝቅተኛ የኦክስጅን ፍላጎት፣ ሬጀንቶችን ለማርገብ አያስፈልግም እና የጭቃ ምርትን አነስተኛ የሚያደርግ የበለጠ ኢኮኖሚያዊ ባዮሎጂካል ናይትሮጅን የማስወገድ ቴክኖሎጂ ነው። የአናኢሮቢክ አምሞክስ ጉዳቶች የምላሽ ፍጥነቱ ቀርፋፋ፣ የሬአክተሩ መጠን ትልቅ መሆኑ እና የካርቦን ምንጩ ለአናኢሮቢክ አምሞኤክስ የማይስማማ መሆኑ ሲሆን ይህም ደካማ ባዮዲግሬዳላይዜሽን ያለውን የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለመፍታት ተግባራዊ ጠቀሜታ አለው።
4.የመለያየት እና የመምጠጥ ናይትሮጅን ማስወገጃ ሂደት
① የሜምብሬን መለያየት ዘዴ
የሜምብራን መለያየት ዘዴ የአሞኒያ ናይትሮጅን ማስወገድ ዓላማን ለማሳካት የሜምብራውን መራጭ ፐርሚቴሬሽን በመጠቀም በፈሳሽ ውስጥ ያሉትን ክፍሎች በምርጫ መለየት ነው። የተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ፣ ናኖፊልትሬሽን፣ ዲአሞኒያቲንግ ሜምብራ እና ኤሌክትሮዳያሊሲስን ጨምሮ። የሜምብራን መለያየትን የሚነኩ ምክንያቶች የሜምብራን ባህሪያት፣ ግፊት ወይም ቮልቴጅ፣ የፒኤች እሴት፣ የሙቀት መጠን እና የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ናቸው።
ብርቅዬ የምድር ማቅለጫ የሚለቀቀውን የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የውሃ ጥራት መሰረት በማድረግ፣ የተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ ሙከራ የተካሄደው በNH4C1 እና በNaCI የተመሰለ የቆሻሻ ውሃ ነው። በተመሳሳይ ሁኔታዎች፣ የተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ ከፍተኛ የNaCI ማስወገጃ መጠን እንዳለው ተረጋግጧል፣ NHCl ደግሞ ከፍተኛ የውሃ ምርት መጠን አለው። የተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ ሕክምና ከተደረገ በኋላ የNH4C1 የማስወገጃ መጠን 77.3% ሲሆን ይህም የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ቅድመ-ህክምና ሆኖ ሊያገለግል ይችላል። የተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ ቴክኖሎጂ ኃይልን መቆጠብ፣ ጥሩ የሙቀት መረጋጋትን ሊቆጥብ ይችላል፣ ነገር ግን የክሎሪን መቋቋም እና የብክለት መቋቋም ደካማ ነው።
የቆሻሻ መጣያውን ፈሳሽ ለማከም የባዮኬሚካል ናኖፊልትሬሽን ሜምብሬን መለየት ሂደት ጥቅም ላይ ውሏል፣ በዚህም ምክንያት 85% ~ 90% የሚሆነው የሚፈሰው ፈሳሽ በመደበኛው መሰረት እንዲለቀቅ እና ከተከማቸው የፍሳሽ ፈሳሽ እና ጭቃ ውስጥ 0% ~ 15% ብቻ ወደ ቆሻሻ ማጠራቀሚያ እንዲመለስ ተደርጓል። ኦዝቱርኪ እና ሌሎችም በቱርክ የሚገኘውን የኦዳየሪን ቆሻሻ መጣያ በናኖፊልትሬሽን ሜምብሬን አስተናግደዋል፣ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን ደግሞ 72% ያህል ነበር። ናኖፊልትሬሽን ሜምብሬን ከተገላቢጦሽ ኦስሞሲስ ሜምብሬን ያነሰ ግፊት ይፈልጋል፣ ለመስራትም ቀላል ነው።
የአሞኒያ ማስወገጃ ሽፋን ስርዓት በአጠቃላይ ከፍተኛ የአሞኒያ ናይትሮጅን ባለው የቆሻሻ ውሃ አያያዝ ላይ ጥቅም ላይ ይውላል። በውሃ ውስጥ ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን የሚከተለው ሚዛን አለው፡ NH4- +OH-= NH3+H2O በስራ ላይ እያለ፣ አሞኒያ የያዘው የቆሻሻ ውሃ በሜምብለር ሞጁል ቅርፊት ውስጥ ይፈስሳል፣ እና አሲድ የሚይዘው ፈሳሽ በሜምብለር ሞጁል ቧንቧ ውስጥ ይፈስሳል። የቆሻሻ ውሃው PH ሲጨምር ወይም የሙቀት መጠኑ ሲጨምር፣ ሚዛኑ ወደ ቀኝ ይቀየራል፣ እና አሞኒየም አዮን NH4- ነፃ ጋዝ NH3 ይሆናል። በዚህ ጊዜ፣ ጋዝ NH3 በቅርፊቱ ውስጥ ካለው የቆሻሻ ውሃ ምዕራፍ በቧንቧው ውስጥ ካለው የቆሻሻ ውሃ ምዕራፍ ወደ አሲድ መምጠጥ ፈሳሽ ምዕራፍ ውስጥ መግባት ይችላል፣ ይህም በአሲድ መፍትሄው ውስጥ የሚዋጥ እና ወዲያውኑ ionic NH4- ይሆናል። የቆሻሻ ውሃውን PH ከ10 በላይ እና የሙቀት መጠኑ ከ35°ሴ (ከ50°ሴ በታች) በላይ ያድርጉት፣ ስለዚህ በቆሻሻ ውሃ ደረጃ ውስጥ ያለው NH4 ያለማቋረጥ ወደ መምጠጥ ፈሳሽ ደረጃ ፍልሰት NH3 ይሆናል። በዚህም ምክንያት በቆሻሻ ውሃ ውስጥ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ያለማቋረጥ ቀንሷል። የአሲድ መምጠጥ ፈሳሽ ደረጃ፣ አሲድ እና NH4- ብቻ ስላሉ፣ በጣም ንፁህ የአሞኒየም ጨው ይፈጥራል፣ እና ከተከታታይ ዝውውር በኋላ የተወሰነ ክምችት ይደርሳል፣ ይህም እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። በአንድ በኩል፣ የዚህ ቴክኖሎጂ አጠቃቀም በቆሻሻ ውሃ ውስጥ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠንን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል፣ በሌላ በኩል ደግሞ የቆሻሻ ውሃ ማከሚያ ስርዓትን አጠቃላይ የአሠራር ወጪ ሊቀንስ ይችላል።
②ኤሌክትሮዳያሊስስ ዘዴ
ኤሌክትሮዳያሊሲስ የሟሟ ጠጣሮችን ከውሃ መፍትሄዎች ውስጥ በማስወገድ በሜምብሬን ጥንዶች መካከል ቮልቴጅ በመተግበር የማስወገድ ዘዴ ነው። በቮልቴጅ ተግባር ስር፣ በአሞኒያ-ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ውስጥ ያሉ የአሞኒያ አየኖች እና ሌሎች አየኖች በአሞኒያ በተከማቸ ውሃ ውስጥ ባለው ሽፋን በኩል ይበለጽጋሉ፣ ይህም የማስወገድ ዓላማን ለማሳካት ነው።
የኤሌክትሮዳያሊሲስ ዘዴ ከፍተኛ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ባለው ኦርጋኒክ ያልሆነ ቆሻሻ ውሃ ለማከም ጥቅም ላይ ውሏል እና ጥሩ ውጤቶችን አስገኝቷል። ለ2000-3000 ሚ.ግ./ሊትር የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የአሞኒያ ናይትሮጅን ማስወገጃ መጠን ከ85% በላይ ሊሆን ይችላል፣ እና የተከማቸ የአሞኒያ ውሃ በ8.9% ሊገኝ ይችላል። በኤሌክትሮዳያሊሲስ ሂደት ወቅት የሚፈጀው የኤሌክትሪክ መጠን በቆሻሻ ውሃ ውስጥ ካለው የአሞኒያ ናይትሮጅን መጠን ጋር ተመጣጣኝ ነው። የቆሻሻ ውሃ ኤሌክትሮዳያሊሲስ ሕክምና በፒኤች እሴት፣ በሙቀት እና በግፊት የተገደበ አይደለም፣ እና ለመስራት ቀላል ነው።
የሜምብሬን መለያየት ጥቅሞች የአሞኒያ ናይትሮጅን ከፍተኛ መልሶ ማግኘት፣ ቀላል አሠራር፣ የተረጋጋ የሕክምና ውጤት እና ሁለተኛ ደረጃ ብክለት አለመኖር ናቸው። ሆኖም፣ ከፍተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ሕክምና ውስጥ፣ ከተበተነው ሽፋን በስተቀር፣ ሌሎች ሽፋኖች ለመጠን ቀላል እና ለመዘጋት ቀላል ናቸው፣ እና እንደገና ማደስ እና የኋላ ማጠቢያ በተደጋጋሚ ስለሚሆኑ የሕክምና ወጪን ይጨምራሉ። ስለዚህ፣ ይህ ዘዴ ለቅድመ-ህክምና ወይም ዝቅተኛ ክምችት ላለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ የበለጠ ተስማሚ ነው።
③ የአዮን ልውውጥ ዘዴ
የአዮን ልውውጥ ዘዴ የአሞኒያ አየኖች ጠንካራ የምርጫ መምጠጥ ያላቸውን ቁሳቁሶች በመጠቀም የአሞኒያ ናይትሮጅንን ከቆሻሻ ውሃ ውስጥ ለማስወገድ የሚያስችል ዘዴ ነው። በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት የመምጠጥ ቁሳቁሶች ገቢር ካርቦን፣ ዜኦላይት፣ ሞንትሞሪሎን እና የልውውጥ ሙጫ ናቸው። ዜኦላይት ባለ ሶስት አቅጣጫዊ የቦታ መዋቅር፣ መደበኛ የቀዳዳ መዋቅር እና ቀዳዳዎች ያሉት የሲሊኮ-አሉሚኔት አይነት ሲሆን ከእነዚህም ውስጥ ክሊኖፒቲሎላይት ለአሞኒያ አየኖች ጠንካራ የምርጫ መምጠጥ አቅም እና ዝቅተኛ ዋጋ ስላለው በተለምዶ በምህንድስና ውስጥ ለአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ እንደ መምጠጥ ቁሳቁስ ሆኖ ያገለግላል። የክሊኖፒቲሎላይት የሕክምና ውጤት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩት ምክንያቶች የቅንጣት መጠን፣ ተጽዕኖ ፈጣሪ የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት፣ የመገናኛ ጊዜ፣ የፒኤች ዋጋ እና የመሳሰሉትን ያካትታሉ።
የዜኦላይት በአሞኒያ ናይትሮጅን ላይ ያለው የመምጠጥ ውጤት ግልጽ ሲሆን ራኒት ይከተላል፣ የአፈር እና የሴራሚሳይት ተጽእኖ ደካማ ነው። አሞኒያ ናይትሮጅንን ከዜኦላይት ለማስወገድ ዋናው መንገድ የአዮን ልውውጥ ሲሆን አካላዊ የመምጠጥ ውጤቱም በጣም ትንሽ ነው። የሴራሚት፣ የአፈር እና የራኒት የአዮን ልውውጥ ውጤት ከአካላዊ የመምጠጥ ውጤት ጋር ተመሳሳይ ነው። የአራቱ ሙሌቶች የመምጠጥ አቅም ከ15-35℃ ክልል ውስጥ ባለው የሙቀት መጠን ሲጨምር ቀንሷል፣ እና በ3-9 ክልል ውስጥ የፒኤች እሴት ሲጨምር ጨምሯል። የመምጠጥ ሚዛን ከ6 ሰዓታት ንዝረት በኋላ ደርሷል።
የአሞኒያ ናይትሮጅን ከቆሻሻ ማጠራቀሚያ ፈሳሽ በዜኦላይት መምጠጥ የማስወገድ አዋጭነት ጥናት ተደርጎበታል። የሙከራ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት እያንዳንዱ ግራም የዜኦላይት 15.5 ሚ.ግ የአሞኒያ ናይትሮጅን ውስን የመምጠጥ አቅም አለው፣ የዜኦላይት ቅንጣት መጠን 30-16 ሜሽ ሲሆን የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን 78.5% ይደርሳል፣ እና በተመሳሳይ የመምጠጥ ጊዜ፣ መጠን እና የዜኦላይት ቅንጣት መጠን፣ የሚነካው የአሞኒያ ናይትሮጅን ክምችት ከፍ ባለ መጠን የመምጠጥ መጠን ይጨምራል፣ እና ዜኦላይት እንደ መምጠጥ አሞኒያ ናይትሮጅን ከፈሳሹ ማስወገድ የሚቻል ነው። በተመሳሳይ ጊዜ፣ በዜኦላይት የሚመነጨው የአሞኒያ ናይትሮጅን የመምጠጥ መጠን ዝቅተኛ እንደሆነ እና በተግባራዊ አሠራር ውስጥ የሙሌት መምጠጥ አቅም ላይ ለመድረስ ለዜኦላይት አስቸጋሪ እንደሆነ ተጠቁሟል።
ባዮሎጂካል ዜኦላይት አልጋ በናይትሮጅን፣ በCOD እና በሌሎች ብክለቶች ላይ በተመሰለው የመንደር ፍሳሽ ላይ የሚያሳድረው ተጽዕኖ ጥናት ተደርጎበታል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት በባዮሎጂካል ዜኦላይት አልጋ የአሞኒያ ናይትሮጅን የማስወገድ መጠን ከ95% በላይ ሲሆን የናይትሬት ናይትሮጅን መወገድ ደግሞ በሃይድሮሊክ የመኖሪያ ጊዜ በእጅጉ ይነካል።
የአዮን ልውውጥ ዘዴ አነስተኛ ኢንቨስትመንት፣ ቀላል ሂደት፣ ምቹ አሠራር፣ ለመርዝ እና ለሙቀት አለመተማመን እና እንደገና በመልሶ ማቋቋም የዜኦላይትን እንደገና ጥቅም ላይ ማዋል ጥቅሞች አሉት። ሆኖም፣ ከፍተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ሲያክም፣ መልሶ ማደስ በተደጋጋሚ የሚከሰት ሲሆን ይህም ለቀዶ ጥገናው ችግር ያስከትላል፣ ስለዚህ ከሌሎች የአሞኒያ ናይትሮጅን ሕክምና ዘዴዎች ጋር መቀላቀል ወይም ዝቅተኛ ክምችት ያለው የአሞኒያ ናይትሮጅን ቆሻሻ ውሃ ለማከም ጥቅም ላይ መዋል አለበት።