Amonio jonų koncentracijos tirpaluose mažinimas filtruojant per ceolito užpildus
Vandentvarkos katedra |
Į aplinką patekęs amonio azotas turi neigiamą poveikį aplinkai, pagreitina vandens telkinių eutrofikaciją ir yra toksiškas gyviems organizmams. Nuotekų dumblo sausinimo centrifugose, sausinant pūdytą dumblą, susidaro fugatas, kuris yra grąžinamas į pagrindinį valomų nuotekų srautą. Yra žinoma, jog fugate dažnai būna didelės amoniako koncentracijos, kurios gali padindinti viso nuotekų srauto bendrojo azoto koncentraciją iki 20 %. Esamuose nuotekų valyklose įrengus dumblo pūdymo grandį, dėl grąžinamo fugato išauga valymo įrenginių apkrova azoto junginiais, o esami įrenginiai dažniausiai nebesugeba biologiškai pašalinti padidėjusio azoto kiekio iš nuotekų, todėl ieškoma naujų būdų, kurie padėtu sumažinti fugate esančią amonio jonų koncentraciją. Šio darbo tikslas buvo nustatyti skirtingų ceolito frakcijų efektyvumą šalinant amonį iš dirbtinio amonio chlorido tirpalo, bei ištirtos amonio šalinimo iš fugato, naudojant ceolito užpildus, galimybės. Tyrimo metu naudoto dirbtinio amonio chlorido tirpalo koncentracija - 1500 mg/l. Tyrimų metu taip pat buvo ištirta ceolito užpildo jonų mainų geba ir nustatyta riba, kai filtro užpildas sugeria tiek daug amonio jonų, jog tampa nebetinkamas tolimesniam filtravimui. Atlikus bandymus buvo nustatyta, kad naudojant naturalų ceolitą iš Ukrainos (Sokimickio radimvietės), jo amonio sugėrimo geba dėl sorbcijos ir jonų mainų reakcijų siekia 21,2 mgNH4/g ceolito (kai ceolito frakcija 1,0-1,6 mm) ir 19,5 mgNH+4/g ceolito (kai ceolito frakcija 2,0-2,5 mm). Amonio šalinimo iš fugato tyrimai parodė, jog stambesnės frakcijos ceolitas yra tinkamesnis, nes smulkių frakcijų ceolito filtrai greitai užsikemša dėl didelės skendinčių medžiagų koncentracijos dumblo fugate.Darbą sudaro penkios pagrindinės dalys: įvadas, literatūros apžvalga, eksperimentinis tyrimas, galutinės išvados bei naudotos literatūros sąrašas.Darbo apimtis: 58 p. teksto be priedų, 17 paveikslai, 11 lentelių,. Cituojamos literatūros sąrašą sudaro 52 literatūros šaltiniai.
Ammonium nitrogen, released into the surroundings, has a negative impact on environment, accelerates the eutrophication process of water bodies and is toxic to living organisms. When digested sewage sludge is dewatered in centrifuges, leachate water (fugate) is generated. This fugate is usually returned to the main inflow of wastewater treatment plant. It is known that fugate often has high concentrations of ammonia, which can increase the total nitrogen concentration in raw wastewater by 20 %. If sludge digestion facility is installed in an existing wastewater treatment plant, the increase in total nitrogen resulting from fugate is too big, and the existing facility is not able to biologically remove the excess nitrogen. Because of this, new ways to reduce ammonia concentrations in fugate are being researched. The aim of this study was to determine the effectiveness of ammonia removal from ammonium chloride solution by the use of zeolite with different particle sizes. Another goal was to research the ability to use natural zeolite to remove ammonia from digested sludge fugate. Ammonium chloride solution with ammonium concentration of 1500 mg/l was used in the study. Experiments have also been carried to investigate total ion exchange capacity (IEC) of zeolite filter media and to clarify the break point of zeolite, to find the threshold when the filter stops working. It was found that the IEC of natural zeolite from Ukraine (Sokimicky quarry) is 21.2 mgNH4+/ g zeolite (zeolite particle size range 1.0-1.6 mm) and 19,5 mgNH4+/g zeolite (zeolite particle size range 2.0-2.5 mm). The studies of ammonnia removal from sludge fugate have shown that the coarse fraction zeolite is more suitable to be used as a filter media for fugate because fine zeolite filters clogged quickly due to the high concentrations of suspended solids in sludge fugate.This work consists of five main parts : introduction , literature review, experimental study , final conclusions and references.Scope of work: 58 pages of text, 17 figures, 11 tables. The reference list includes 52 references