Anwendung eines speziellen Ammoniak-Stickstoff-Behandlungsharzes in Verdunstungskondenswasser
Verdunstungskondensat verstehen
Ein Verdampfer ist ein gängiges Gerät zur Umwandlung von Flüssigkeiten in Gase. Verdampfungskondenswasser entsteht in Dampferzeugern und Wärmetauschern, wenn sich Wasser und Dampf vermischen, und kondensiert anschließend durch Wärmeaustausch wieder zu Flüssigkeit.
Während des Verdampfungsprozesses steigt die Temperatur der Lösung, wenn sich die Mutterlauge im Verdampfer konzentriert. Aufgrund der Flüchtigkeit des Ammoniakstickstoffs (NH₃-N) geht dieser zusammen mit dem Wasserdampf in den gasförmigen Zustand über. Nach dem Abkühlen kondensiert er wieder zu Flüssigkeit und verbleibt im Wasser. Bei einem pH-Wert über 9 liegt Ammoniakstickstoff hauptsächlich als NH₃ vor. Unterhalb von pH 9 liegt er überwiegend als NH₄⁺ (Ammonium-Ion) vor.
Die Behandlung von Ammoniakstickstoff im Verdunstungskondensat stellt eine häufige Herausforderung für Branchen wie die Pharma-, Chemie- und Lebensmittelindustrie dar.
Technologie zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondenswasser
Abstreifmethode: Das Stripping-Verfahren beruht darauf, Abwasser mit Luft in Kontakt zu bringen, wodurch Ammoniakstickstoff aufgrund der Konzentrationsdifferenz zwischen Abwasser und Gleichgewichtskonzentration von der flüssigen in die gasförmige Phase übergeht. Aufgrund der hohen Löslichkeit von Ammoniakstickstoff lässt sich dessen Konzentration jedoch durch Stripping allein nur schwer weiter reduzieren. Die Anwendung des Strippings zur Ammoniakstickstoffentfernung aus destilliertem Wasser ist ineffektiv und kann sogar zu einer Verschlechterung der Wasserqualität und einem deutlichen Anstieg der Leitfähigkeit führen. Daher eignet sich dieses Verfahren eher für Abwässer mit hoher Ammoniakstickstoffkonzentration, ist aber für die Behandlung von Verdunstungskondenswasser nicht optimal.
Biologische Behandlung:
Die biologische Abwasserbehandlung nutzt die Nitrifikation und Denitrifikation durch aerobe und anaerobe Bakterien, um Ammoniakstickstoff im Abwasser in Nitrat umzuwandeln. Dieses wird anschließend in Stickstoffgas umgewandelt und abgeführt. Allerdings weist dieses Verfahren mehrere Nachteile auf, darunter lange Prozessdauer, großer Flächenbedarf, die Notwendigkeit zusätzlicher Kohlenstoffquellen, hoher Energieverbrauch und hohe Betriebskosten.
Chemische Fällungsmethode:
Das chemische Fällungsverfahren entfernt Ammoniakstickstoff durch Zugabe von Magnesiumverbindungen und Phosphat oder Phosphatsalzen zum Abwasser. Dabei reagieren NH₄⁺, Mg²⁺ und PO₄³⁻ und bilden Magnesiumammoniumphosphat (MAP). Die hohen Kosten für Phosphor- und Magnesiumsalze machen dieses Verfahren jedoch teuer und schränken seine Anwendung in China ein.
Ionenaustauschverfahren zur Ammoniakstickstoffentfernung aus Verdampfungskondensatwasser
Das Ionenaustauschverfahren ist hochwirksam zur gründlichen Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdampfungskondensat. Es bietet ausgezeichnete Stabilität und löst gängige Probleme bestehender Technologien, wie die Schwierigkeit der Reduzierung von Ammoniakstickstoff in niedrigen Konzentrationen, den großen Anlagenbedarf und die hohen Betriebskosten.
Darüber hinaus werden bei diesem Verfahren keine toxischen oder schädlichen Ionen in das aufbereitete Wasser eingebracht. Es ist hocheffizient, ungiftig und sicher in der Anwendung. Es benötigt nur minimalen Platz und bietet den Vorteil, hochkonzentrierte Regenerationsflüssigkeit zurückzugewinnen, die dem MVR-Verdampfungssystem (Mechanische Dampfkompression) zur Wiederverwendung zugeführt werden kann.
Anwendung von SEPLITE
®Ammoniak-Stickstoff-Adsorptionsharze der MC-Serie
Sunresin produziert ein breites Sortiment an Harzen, die in der chemischen Industrie, insbesondere bei der Raffination organischer Chemikalien und der Abwasserbehandlung, weit verbreitet sind. Dank langjähriger Branchenerfahrung hat Sunresin spezielle Ammoniak-Stickstoff-Behandlungsharze für die Abwasserbehandlung organischer Chemikalien entwickelt.
SEPLITE
®Die Harze der MC-Serie wurden von Sunresin speziell für die Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Abwässern der organischen Chemieproduktion entwickelt. Diese Hochleistungs-Ionenaustauscherharze basieren auf umfangreicher Forschung und Entwicklung im Bereich makroporöser und gleichmäßig poröser Harze. Sie bieten Vorteile wie hohe Austauschkapazität, einfache Regeneration und lange Lebensdauer.
Diese Harze werden hauptsächlich zur Abwasserbehandlung von Industrien wie der Farbstoff-, Pestizid- und Pharmaindustrie sowie deren Zwischenprodukten eingesetzt. Sie können auch zur Adsorption und Rückgewinnung von Phenolen, Aminen, organischen Säuren, Nitroverbindungen und halogenierten Kohlenwasserstoffen verwendet werden. Die Verwendung von SEPLITE
®Die Harze der MC-Serie zur Behandlung von Abwässern aus der organischen chemischen Produktion bieten erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile und basieren auf einem ausgereiften und zuverlässigen Verfahren.
Funktionsprinzip von Ammoniak-Stickstoff-Adsorptionsharzen
Harzadsorption:
Bei der eigentlichen Anwendung passieren ammoniakhaltige Substanzen im Abwasser das Harzbett, wo sie einem Ionenaustausch unterliegen und an das Harz adsorbiert werden, wodurch das Abwasser effektiv gereinigt wird.
Desorption:
Die adsorbierten Ammoniakverbindungen lassen sich mit einem geeigneten Verfahren vollständig eluieren, sodass das Harz wiederverwendet werden kann. Im Allgemeinen werden saure Stoffe mit einer verdünnten alkalischen Lösung, basische Stoffe mit einer verdünnten sauren Lösung und neutrale Stoffe mit einem organischen Lösungsmittel oder durch Dampfregeneration, abhängig vom Siedepunkt, desorbiert.
Kundenfall: Ammoniak-Stickstoff-Entfernung aus Verdunstungskondenswasser
Prozessablaufdiagramm
Gesamtprozess
In einem Kundenfall wurde die Abwasserbehandlungsanlage für eine Durchflussrate von 10 m³/h im Einkolonnenbetrieb ausgelegt.
In diesem Projekt beträgt das geplante Betriebswasservolumen 10 Kubikmeter/Stunde, der Ammoniakstickstoffgehalt im Zulauf liegt bei etwa 500 mg/l und der pH-Wert bei etwa 7–7,5. Nach der Harzbehandlung liegt der Ammoniakstickstoffgehalt im Ablauf unter 5 mg/l und der pH-Wert bei etwa 5–5,5, womit die Kundenanforderungen voll erfüllt werden.
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