În plantele de apă, efectul de îndepărtare a dioxidului de clor asupra azotului de amoniac în apa brută este minim. Motivul principal este că mecanismul de reacție și condițiile de reacție ale dioxidului de clor și a azotului de amoniac limitează eficiența eliminării acestuia. Următoarea este o analiză specifică:
Limitarea mecanismului de reacție
1.. Dioxidul de clor (CLO₂) este un oxidant puternic, cu o capacitate puternică de oxidare, dar atunci când îndepărtați azotul de amoniac, acesta transformă în principal amoniac azot (NH₃-N) în azot (N₂) sau alți compuși care conțin azot prin oxidare. Cu toate acestea, rata de reacție a dioxidului de clor și a azotului de amoniac este lentă, iar selectivitatea reacției este slabă. Proprietatea puternică de oxidare a dioxidului de clor îl face să reacționeze în mod preferențial cu materia organică, cu proprietăți de reducere mai puternice în apă (cum ar fi fenoli, sulfuri etc.), mai degrabă decât azot de amoniac. Mai ales atunci când codul în apa brută este ridicat, capacitatea de oxidare a CLO₂ este consumată în cantități mari în materie organică degradantă, ceea ce duce la o scădere a capacității de îndepărtare țintită a azotului de amoniac. În schimb, metoda de clorare a punctului de întrerupere (folosind clor) poate oxida mai eficient azotul de amoniac la azot în condiții adecvate, obținând astfel o rată de îndepărtare mai mare.
Limitări ale condițiilor de reacție
Efectul valorii pH -ului: Capacitatea de oxidare a dioxidului de clor variază în condiții diferite de pH. În condiții acide sau neutre, dioxidul de clor are o capacitate puternică de oxidare, dar în procesul real de tratare a apei de la robinet, valoarea pH -ului apei brute poate fi ridicată, ceea ce va reduce eficiența de oxidare a dioxidului de clor.
1. Doza insuficientă: Dacă doza de dioxid de clor este insuficientă și nu poate îndeplini raportul stoechiometric necesar pentru oxidarea azotului de amoniac, efectul de îndepărtare a azotului de amoniac va fi mult redus.
2. Timpul de reacție insuficient: reacția dioxidului de clor și a azotului de amoniac necesită o anumită perioadă de timp pentru a fi finalizată. Dacă timpul de ședere a apei este scurt și reacția este incompletă în timpul procesului de tratare a apei, aceasta va duce, de asemenea, la un efect slab de îndepărtare a azotului amoniacului.
3. Reacția dintre CLO₂ și amoniac azotul trebuie efectuat într -un interval de pH specific (cum ar fi 8-9), în timp ce pH -ul de apă brută este de obicei aproape de neutru (6. 5-7. 5), rezultând o rată de reacție redusă.
4. Timpul de retenție hidraulic insuficient: Reacția dintre CLO₂ și azotul de amoniac necesită un timp de contact suficient, dar procesul de tratare a instalației de apă urmărește de obicei la purificare rapidă, iar HRT este scurt (cum ar fi doar câteva ore pentru procesele convenționale), care este dificil de îndeplinit cerințele de reacție completă.
Influența altor factori
1. Calitatea complexă a apei brute: apa brută poate conține alte materii organice sau substanțe reductoare, care vor concura cu dioxidul de clor și vor consuma o cantitate mare de dioxid de clor, reducând astfel cantitatea de dioxid de clor disponibil pentru oxidarea azotului de amoniac.
2. Limitarea acțiunii biologice: În unele cazuri, azotul de amoniac în apa brută poate fi transformat în azot de nitrat prin nitrificare biologică, dar dioxidul de clor are un efect de promovare limitat asupra procesului de nitrificare biologică, iar la concentrații mari de azot de amoniac, procesul de nitrificare biologică în sine poate fi inhibat.
3. Concurența materiei organice coexistente: Dacă apa brută conține acid humic, ulei și alte substanțe, acestea vor înfășura moleculele clo₂ sau vor reacționa cu ele, reducând eficiența de oxidare a azotului de amoniac.
4. Inhibarea ionilor de metale grele: Unele metale grele (cum ar fi Cu²⁺, Zn²⁺) pot cataliza descompunerea CLO₂ sau pot forma complexe cu azot de amoniac, împiedicând reacția.
În rezumat, dioxidul de clor nu este eficient în eliminarea azotului de amoniac din apa brută, în principal datorită mecanismului de reacție, condițiilor de reacție și calității complexe a apei brute. Efectul slab al dioxidului de clor asupra îndepărtării azotului de amoniac din apa brută este rezultatul efectelor combinate ale caracteristicilor de reacție chimică, al condițiilor de proces și ale caracteristicilor calității apei, iar denitrificarea eficientă trebuie obținută prin optimizarea coordonată a multiplelor tehnologii. În schimb, metoda de clorare a punctului de întrerupere sau alte procese de tratament profund (cum ar fi procesul de carbon activat de ozon) pot fi mai eficiente în eliminarea azotului de amoniac.