Vandens augaluose chloro dioksido pašalinimo poveikis amoniako azotui žaliame vandenyje yra minimalus. Pagrindinė priežastis yra ta, kad chloro dioksido ir amoniako azoto reakcijos mechanizmas ir reakcijos sąlygos riboja jo pašalinimo efektyvumą. Toliau pateikiama konkreti analizė:
Reakcijos mechanizmo apribojimas
1. Chloro dioksidas (CLO₂) yra stiprus oksidantas, turintis stiprų oksidacijos sugebėjimą, tačiau pašalindamas amoniako azotą, jis daugiausia paverčia amoniako azotą (NH₃-N) į azoto (N₂) ar kitus azoto turinčius junginius oksidacijos metu. Tačiau chloro dioksido ir amoniako azoto reakcijos greitis yra lėtas, o reakcijos selektyvumas yra prastas. Dėl stiprios chloro dioksido oksiduojančios savybės jis pirmiausia reaguoja su organinėmis medžiagomis, kai stipresnės sumažėjimo savybės vandenyje (pvz., Fenoliai, sulfidai ir kt.), O ne amoniako azoto. Ypač tada, kai neapdoroto vandens menkė yra didelė, Clo₂ oksidacinis pajėgumas sunaudojamas dideliais kiekiais, kai skiedžiamos organinės medžiagos, todėl sumažėja tikslinė amoniako azoto gebėjimas. Priešingai, lūžio taško chlorinimo metodas (naudojant chlorą) gali veiksmingiau oksiduoti amoniako azotą iki azoto tinkamomis sąlygomis ir taip pasiekti didesnį pašalinimo greitį.
Reakcijos sąlygų apribojimai
PH vertės poveikis: Chloro dioksido oksidacijos pajėgumas skiriasi skirtingomis pH sąlygomis. Esant rūgščioms ar neutralioms sąlygoms, chloro dioksidas turi stiprų oksidacijos pajėgumą, tačiau faktiniame vandens valymo procese iš čiaupo naudojimo žaliavinio vandens pH vertė gali būti didelė, o tai sumažins chloro dioksido oksidacijos efektyvumą.
1. Nepakankama dozė: Jei chloro dioksido dozė yra nepakankama ir negali atitikti stechiometrinio santykio, reikalingo amoniako azoto oksidacijai, amoniako azoto pašalinimo poveikis bus labai sumažintas.
2. Nepakankamas reakcijos laikas: Chloro dioksido ir amoniako azoto reakcija užtrunka tam tikrą laiko. Jei vandens buvimo laikas yra trumpas, o vandens valymo proceso metu reakcija neišsami, tai taip pat sukels prastą amoniako azoto pašalinimo efektą.
3. Reakciją tarp Clo₂ ir amoniako azoto reikia atlikti tam tikrame pH diapazone (pvz., 8-9), o neapdoroto vandens pH paprastai yra artimas neutraliam (6. 5-7} 5), todėl sumažėja reakcijos greitis.
4. Nepakankamas hidraulinio sulaikymo laikas: reakcijai tarp Clo₂ ir amoniako azoto reikia pakankamai kontaktinio laiko, tačiau vandens augalo apdorojimo procesas paprastai siekia greitai valyti, o HRT yra trumpas (pvz., Tik kelios valandos įprastiems procesams), kuriam sunku patenkinti visus reakcijos reikalavimus.
Kitų veiksnių įtaka
1. Sudėtingos neapdorotos vandens kokybė: Neapdorote vandenyje gali būti kitų organinių medžiagų arba redukuojančių medžiagų, kurios konkuruos su chloro dioksidu ir sunaudos daug chloro dioksido, taip sumažinant chloro dioksido kiekį, skirtą oksiduoti amoniako azoto oksidaciją.
2. Biologinio poveikio apribojimas: Kai kuriais atvejais amoniako azotas neapdorotuose vandenyse gali būti paverčiamas azoto azoto per biologinį nitrifikaciją, tačiau chloro dioksidas turi ribotą poveikį biologinio nitrifikacijos procesui, taip pat esant dideliam amoniako azoto koncentracijai, taip pat gali būti slopinamas pats biologinis nitrifikacijos procesas.
3. Kartu egzistuojančių organinių medžiagų konkurencija: Jei žaliame vandenyje yra huminės rūgšties, aliejaus ir kitų medžiagų, jie apvynioja Clo₂ molekules arba reaguos su jomis, sumažins amoniako azoto oksidacijos efektyvumą.
4. Sunkiųjų metalų jonų slopinimas: kai kurie sunkieji metalai (pvz., Cu²⁺, Zn²⁺) gali katalizuoti Clo₂ skilimą arba sudaryti kompleksus su amoniako azotu, trukdančiu reakcijai.
Apibendrinant galima pasakyti, kad chloro dioksidas nėra veiksmingas pašalinant amoniako azotą iš neapdoroto vandens, daugiausia dėl jo reakcijos mechanizmo, reakcijos sąlygų ir sudėtingos neapdoroto vandens kokybės. Prastas chloro dioksido poveikis amoniako azoto pašalinimui iš neapdoroto vandens yra bendras cheminės reakcijos charakteristikų, proceso sąlygų ir vandens kokybės charakteristikų poveikis, o efektyvų denitrifikaciją reikia pasiekti koordinuojant daugelio technologijų optimizavimą. Priešingai, lūžio taško chlorinimo metodas ar kiti gilaus gydymo procesai (pvz., Ozonu aktyvuota anglies procesas) gali būti veiksmingesnis pašalinant amoniako azotą.
