Verdunstungskondensat verstehen
Ein Verdampfer ist ein gängiges Gerät zur Umwandlung von Flüssigkeiten in Gase. Verdunstungskondensat entsteht in Dampferzeugern und Wärmetauschern, wenn sich Wasser und Dampf vermischen, abkühlen und durch Wärmeaustausch wieder zu Flüssigkeit kondensieren.
Während des Verdampfungsprozesses steigt die Lösungstemperatur mit zunehmender Konzentration der Mutterlauge im Verdampfer. Aufgrund seiner Flüchtigkeit geht Ammoniakstickstoff (NH₂-N₃) zusammen mit Wasserdampf in den gasförmigen Zustand über. Nach dem Abkühlen kondensiert er wieder und verbleibt im Wasser. Bei einem pH-Wert über 9 liegt Ammoniakstickstoff hauptsächlich als NH₂ vor. Unter pH 9 liegt er überwiegend als NH₂-N₃ (Ammoniumion) vor.
Die Behandlung von Ammoniakstickstoff in Verdunstungskondensatwasser ist eine häufige Herausforderung für Branchen wie die Pharma-, Chemie- und Lebensmittelverarbeitung.
Technologie zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondensatwasser
Abisoliermethode:
Beim Strippverfahren wird Abwasser mit Luft in Kontakt gebracht, wodurch Ammoniakstickstoff aufgrund der Differenz zwischen der tatsächlichen Konzentration im Abwasser und seiner Gleichgewichtskonzentration von der Flüssig- in die Gasphase übergeht. Aufgrund der Löslichkeit von Ammoniakstickstoff ist es jedoch schwierig, seine Konzentration allein durch Strippung weiter zu reduzieren. Die Anwendung von Strippung zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus destilliertem Wasser ist ineffektiv und kann sogar zu einer Verschlechterung der Wasserqualität führen, da die Leitfähigkeit deutlich erhöht wird. Daher eignet sich dieses Verfahren besser für Abwasser mit hochkonzentriertem Ammoniakstickstoff, ist jedoch nicht ideal für die Behandlung von Verdunstungskondensat.
Biologische Behandlung:
Bei der biologischen Behandlung werden die Nitrifikations- und Denitrifikationsprozesse aerober und anaerober Bakterien genutzt, um Ammoniakstickstoff im Abwasser in Nitrat umzuwandeln, das anschließend in Stickstoffgas umgewandelt und entfernt wird. Dieses Verfahren hat jedoch mehrere Nachteile, darunter eine lange Prozessdauer, einen großen Flächenbedarf, den Bedarf an zusätzlichen Kohlenstoffquellen, einen hohen Energieverbrauch und hohe Betriebskosten.
Chemische Fällungsmethode:
Das chemische Niederschlagsverfahren entfernt Ammoniakstickstoff durch Zugabe von Magnesiumverbindungen und Phosphat bzw. Phosphatsalzen zum Abwasser. Dadurch reagieren NH₂, Mg₂ und PO₂ und bilden Magnesiumammoniumphosphat (MAP). Die hohen Kosten für Phosphor- und Magnesiumsalze machen dieses Verfahren jedoch teuer und beschränken seine Anwendung in China.
Ionenaustauschverfahren zur Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondensatwasser
Das Ionenaustauschverfahren ist hochwirksam für die gründliche Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondensat. Es bietet hervorragende Stabilität und löst häufige Probleme bestehender Technologien, wie z. B. die Schwierigkeit, niedrig konzentrierten Ammoniakstickstoff zu reduzieren, den großen Gerätebedarf und die hohen Betriebskosten.
Darüber hinaus gelangen bei dieser Methode keine giftigen oder schädlichen Ionen in das aufbereitete Wasser. Sie ist hocheffizient, ungiftig und sicher in der Anwendung. Sie benötigt nur minimalen Platz und bietet den Vorteil, hochkonzentrierte Regenerationsflüssigkeit zurückzugewinnen, die zur Wiederverwendung in das MVR-Verdampfungssystem (Mechanical Vapor Recompression) zurückgeführt werden kann.
Anwendung von SEPLITE
® Ammoniak-Stickstoff-Adsorptionsharze der MC-Serie
Sunresin produziert eine breite Palette von Harzen, die in der chemischen Industrie, insbesondere bei der Raffination organischer chemischer Produkte und der Abwasserbehandlung, weit verbreitet sind. Dank umfassender Branchenerfahrung hat Sunresin spezielle Ammoniak-Stickstoff-Behandlungsharze für die Behandlung organischer chemischer Abwässer entwickelt.
Der SEPLITE
®Die Harze der MC-Serie wurden von Sunresin speziell für die Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Abwässern der organischen Chemieproduktion entwickelt. Diese hochleistungsfähigen Ionenaustauscherharze basieren auf umfangreicher Forschung und Entwicklung im Bereich makroporöser und gleichmäßig poriger Harze. Sie bieten Vorteile wie hohe Austauschkapazität, einfache Regeneration und lange Lebensdauer.
Diese Harze werden hauptsächlich zur Behandlung von Abwässern aus der Farbstoff-, Pestizid-, Pharma- und deren Zwischenprodukten eingesetzt. Sie können auch zur Adsorption und Rückgewinnung von Phenolen, Aminen, organischen Säuren, Nitroverbindungen und halogenierten Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden. Der Einsatz von SEPLITE
® Harze der MC-Serie zur Behandlung von Abwässern aus der organischen Chemieproduktion bieten mit einem ausgereiften und zuverlässigen Verfahren erhebliche wirtschaftliche und soziale Vorteile.
Funktionsprinzip von Ammoniak-Stickstoff-Adsorptionsharzen
Harzadsorption:
Bei der eigentlichen Anwendung passieren ammoniakhaltige Substanzen im Abwasser das Harzbett, wo sie einem Ionenaustausch unterzogen und am Harz adsorbiert werden, wodurch das Abwasser effektiv gereinigt wird.
Desorption:
Die adsorbierten Ammoniaksubstanzen können mit einer geeigneten Methode vollständig eluiert werden, sodass das Harz wiederverwendet werden kann. Im Allgemeinen werden saure gelöste Stoffe mit einer verdünnten alkalischen Lösung, basische gelöste Stoffe mit einer verdünnten Säurelösung und neutrale gelöste Stoffe mit einem organischen Lösungsmittel oder durch Dampfregeneration, basierend auf der Wahl des Siedepunkts, desorbiert.
Kundenfall: Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Verdunstungskondensatwasser
Prozessablaufdiagramm
Gesamtprozess
In einem Kundenfall wurde das Abwasserbehandlungssystem für eine Durchflussrate von 10 m³/h im Einsäulenbetrieb ausgelegt.
In diesem Projekt beträgt die geplante Betriebswassermenge 10 Kubikmeter/Stunde, der Ammoniakstickstoffgehalt im Zulauf liegt bei ca. 500 mg/l und der pH-Wert bei ca. 7–7,5. Nach der Harzbehandlung beträgt der Ammoniakstickstoffgehalt im Ablauf weniger als 5 mg/l und der pH-Wert ca. 5–5,5, was den Kundenanforderungen voll entspricht.