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Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsverfahren in Verdunstungskondenswasser
Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsverfahren in Verdunstungskondenswasser
Bei Sunresin Technology leisten wir Pionierarbeit auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung mit unserem hochmodernen Ionenaustauschverfahren. Dieser innovative Ansatz ist entscheidend für unser Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsverfahren, das speziell für die effektive Beseitigung von Ammoniak aus Verdampfungskondenswasser entwickelt wurde – einem häufigen Nebenprodukt von Verdampfungsanlagen in verschiedenen Branchen.
Ein Verdampfer ist ein gängiges Gerät zur Umwandlung von Flüssigkeit in Gas. Verdampfungskondensat bezeichnet den Prozess, bei dem sich Wasser und Dampf in Dampferzeugern und Wärmetauschern vermischen und das Gemisch anschließend im Wärmetauscher abkühlt und wieder zu Wasser kondensiert.
Während des Verdampfungsprozesses steigt die Temperatur der Lösung, da sich die Mutterlauge im Verdampfer durch Verdunstung konzentriert. Aufgrund seiner Flüchtigkeit geht Ammoniakstickstoff zusammen mit dem Wasserdampf in den gasförmigen Zustand über. Beim Abkühlen kondensiert er wieder und ist im Wasser gelöst. Bei einem pH-Wert über 9 liegt der Ammoniakstickstoff im Wasser als NH₃ vor. Bei einem pH-Wert unter 9 liegt er überwiegend als NH₄⁺ vor. Die Behandlung von Verdampfungskondenswasser, das Ammoniakstickstoff enthält, stellt eine häufige Herausforderung in Branchen wie der Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie dar.
Abstreifmethode
Das Verfahren beinhaltet den Kontakt des Abwassers mit Luft als diskontinuierliche Phase. Durch Ausnutzung der Differenz zwischen der tatsächlichen Konzentration der Komponenten im Abwasser und ihren Gleichgewichtskonzentrationen wird Ammoniakstickstoff zur Entfernung von der flüssigen in die Gasphase überführt. Aufgrund der Löslichkeit von Ammoniakstickstoff ist es bei diesen Konzentrationen schwierig, seine Konzentration durch Strippen weiter zu senken. Die Strippung ist bei der Entfernung von Ammoniakstickstoff aus destilliertem Wasser wenig effektiv und kann zu einer Verschlechterung der Wasserqualität und einem deutlichen Anstieg der elektrischen Leitfähigkeit führen. Daher eignet sich dieses Verfahren zwar für Abwässer mit hoher Ammoniakstickstoffkonzentration, jedoch nicht zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondensat.
Der
biochemische Methode
Das Verfahren nutzt die Nitrifikations- und Denitrifikationsprozesse aerober und anaerober Bakterien, um Ammoniakstickstoff im Abwasser in Nitrat und anschließend in Stickstoffgas umzuwandeln und so den Ammoniakstickstoff zu entfernen. Allerdings weist dieses Verfahren Nachteile wie lange Prozesszeiten, großen Flächenbedarf, häufig die Notwendigkeit der Zugabe einer externen Kohlenstoffquelle, hohen Energieverbrauch und hohe Kosten auf.
Der
chemische Fällungsmethode
Ammoniakstickstoff wird durch Zugabe von Magnesiumverbindungen und Phosphorsäure oder Phosphaten entfernt. Dabei reagiert NH₄⁺ im Abwasser mit Mg²⁺ und PO₃⁻ in wässriger Lösung zu Ammoniummagnesiumphosphat-Niederschlag. Dieses Verfahren ist aufgrund des hohen Bedarfs an Phosphor- und Magnesiumsalzen und der damit verbundenen hohen Behandlungskosten im Inland weniger verbreitet.
Ionenaustauschverfahren zur Ammoniakstickstoffentfernung in Verdunstungskondensatwasser
Das Ammoniakstickstoff-Entfernungsverfahren in Verdampfungskondenswasser unter Anwendung des Ionenaustauschprinzips ermöglicht eine tiefe Entfernung von Ammoniakstickstoff und weist eine sehr gute Stabilität auf. Dadurch werden Probleme der bestehenden Technologie gelöst, wie z. B. die Schwierigkeit, Ammoniakstickstoff in niedrigen Konzentrationen zu reduzieren, überdimensionierte Ammoniakstickstoff-Entfernungsanlagen und hohe Betriebskosten.
Gleichzeitig bietet dieses Verfahren auch die Vorteile, dass keine toxischen und schädlichen Ionen in das produzierte Wasser eingebracht werden, eine hohe Behandlungseffizienz, Ungiftigkeit und sichere Anwendung gewährleistet sind; es benötigt nur eine sehr kleine Fläche, erfordert keine Infrastruktur und kann durch den Einsatz von Druckbehältern hervorragende Anwendungsergebnisse erzielen; und die bei der Ammoniakstickstoffentfernung gewonnene hochkonzentrierte Regenerationsflüssigkeit kann in das MVR-Verdampfungssystem zurückgeführt werden.
In Wasser liegt Ammoniak als Ammoniakhydrat vor. Unterhalb eines pH-Werts von 9 dissoziiert es in Ammoniumionen (NH₄⁺) und Hydroxidionen (OH⁻). Das Ammoniumion ist ein einwertiges Kation. Bei der Ammoniak-Stickstoff-Entfernung aus Verdampfungskondenswasser wird das Ammoniak-Stickstoff-selektive Harz Seplite verwendet.
®Es wird Ammoniakadsorptionsharz der XDA-Serie verwendet. Bei niedrigem pH-Wert und Vorliegen von Ammoniak als Ammoniumsalz wird die selektive Adsorption von Ammoniak durch das Harz begünstigt.
Anwendung von Ammoniakadsorptionsharzen der XDA-Serie
Seplit
®Die Harze der XDA-Serie finden breite Anwendung in der chemischen Industrie und verfügen über umfangreiche Branchenerfahrung in der Raffination organischer chemischer Produkte und der Abwasserbehandlung.
Die Seplite
®Die von Sunresin entwickelten Harze der XDA-Serie wurden speziell für die Behandlung von Ammoniakstickstoff in Abwässern aus der organischen Chemieproduktion konzipiert. Basierend auf langjähriger Forschung an makroporösen und gleichmäßig porösen Harzen hat Sunresin Technology ein Ionenaustauscherharz mit hoher Austauschkapazität entwickelt, das neben einer gleichmäßigen Porengröße Vorteile wie hohe Austauschkapazität, einfache Regenerierbarkeit und lange Lebensdauer bietet. Es wird hauptsächlich zur Behandlung von Abwässern aus der Farbstoff-, Pestizid-, Pharma- und Zwischenproduktproduktion eingesetzt. Darüber hinaus kann es zur Adsorption und Rückgewinnung von Phenolen, Aminen, organischen Säuren, Nitroverbindungen, halogenierten Kohlenwasserstoffen usw. verwendet werden. Die Anwendung von Seplite
®Die Harze der XDA-Serie bieten bei der Abwasserbehandlung aus der organischen Chemieproduktion erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile und zeichnen sich durch ein ausgereiftes und zuverlässiges Verfahren aus.
Funktionsprinzip des Ammoniak-Stickstoff-Adsorptionsharzes
Harzadsorption: In der Praxis werden ammoniakhaltige Substanzen (gelöste Stoffe) beim Durchfließen des Adsorptionsharzbetts durch Ionenaustausch an das Harz gebunden. Dadurch wird das ammoniumstickstofffreie Abwasser gereinigt.
Desorption: Die adsorbierten Stoffe (Ammoniakverbindungen) lassen sich mit einem geeigneten Verfahren vollständig abwaschen, sodass das Harz wiederverwendet werden kann. Im Allgemeinen wird verdünnte Lauge als Desorptionsmittel für saure Stoffe, verdünnte Säure für basische Stoffe und organische Lösungsmittel für neutrale Stoffe verwendet. Alternativ wird zur Regeneration Wasserdampf, abhängig vom Siedepunkt, eingesetzt.
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Sunresin ist der größte Hersteller von DLE-Lithiumsorbentien in China, die hauptsächlich zur hocheffizienten Extraktion von Lithium aus Salarsole und geothermischer Sole usw. verwendet werden.
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