Riolit filtrelerini Ammonia ve Livestock Atıksu'nda Nitrate Yok Ederek

Livestock Wastewater

Canlıcılık operasyonları, konsantre hayvan beslenme operasyonları (CAFOs) daha küçük süt ve kümes hayvanları çiftliklerine, büyük miktarda atık su miktarını üretir. Bu effluent, öncelikle su amonyaklarının susuzluğu olan yüzey sularının yoğunlaşması ve susuzluğu sağlayan organik madde ve patojenler ile birlikte, bu kirleticiler, Avrupa'nın çevresel baskısını sağlayan yüzeysel baskı ve atık su arıtma tesislerini teşvik eder.

Zeolitler Nedir?

Zeolitler doğal olarak meydana gelen veya sentetik aluminosilicate mineralleri son derece düzenli, kafes benzeri göz ardı edilebilir bir yapıdır. çerçeve, gram başına 3000 metre kare ve AlO4 birimlerinden oluşur ve ortak oksijen atomları ile bağlantılı bir ağ oluşturmak - tipik olarak 3 ila 10 angstroms. Bu eşsiz mimari çok yüksek bir yüzey alanı verir (gerekli kareler) ve ion değişimi için olağanüstü bir kapasite.

Şaşırtıcı güç, negatif lattice şarjında yatıyor, bu da kasvetli (tipik olarak sodyum, potasyum, kalsiyum veya magnezyum) tarafından, diğer kabuklar içeren bir çözümle temasa geçtiğinde - su için kullanılan siyonik formlar (NH4+), sönüllüveçsiz olarak, yumuşakçamlı ve küçük sönümler için yerel kabuklular, kireçmiş ve yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan ve yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde yapılır.

Zeolit Filtreleri Nasıl Amonya ve Nitrates

Ion Exchange Mechanism for Ammonia

Kanlı bir çözümde, amonyak, sendikalaşmış NH3 ile kinoptilolit için grama kadar olan bir pH bağımlısı var.En akrepsiz çözüm, NH4+ Aşağıda, çoğu amonyak NH4+ olarak mevcuttur, ki bu da olumlu bir şekilde şarj edilir. Zeolit'in eğitim değişimi kapasitesi (CEC) gram for clinoptilolit için 2.5 milis kadar yükselebilir.

[FONT=0)Zeolite-Na + NH4+ → Zeolit-NH4 + Na+).

Bu süreç, sodyum veya kalsiyum gibi rekabet eden kabuklar üzerinde oldukça seçicidir, büyük ölçüde hidratlanmış ammonium ion in the zeolitin pore structure. Örneğin, kinoptilolitin bir seçicilik serisi vardır: K+ NH4+ Na+ > Ca2+ > Mg2+, yani hayvanat atıksu diğer ortak iyonların varlığında bile tercih edilir.

Nitrate Removal – A Secondary Role

Zeolitler doğal olarak eğitim değişimci olduklarını ve doğrudan nitrat (NO3 –) gibi amonyakların çoğu NH4+'nın iyon değişimi ile meydana geldiğini unutmayın. Ancak, nitrat iki şekilde de dolaylı olarak kaldırılabilir:

Böylece, tek başına zeolit, bir biyolojik tedavi trenine uygun olarak entegre edildiğinde, geleneksel sistemlere kıyasla toplam azot geri yüklemesini önemli ölçüde artırabilir.

Canlı Operasyon Operasyonları için Zeolit Filtrelerinin Anahtar Faydaları

Canlı Bahçe Su Tedavisi Sistemlerinde Zeolit Filtreleri Uygulamayın

Yer ve Yapılandırma

Zeolit filtreler tipik bir hayvan atıksu tedavi treninde birkaç noktada entegre edilebilir:

En yaygın yapılandırma, 2-5 mm zeolit granülleri ile dolu dolu dolu dolu dolu dolu dolu dolu dolu bir sütun veya yatay akış kanalıdır. Atıksu, 15-60 dakika boyunca boş bir yatak temas süresi (EBCT) sağlarken, daha uzun süre başkent maliyetleri artırabilir.

Tedavi Koşulları

Livestock atıksu genellikle yüksek oranda askıya alınan sağlamlar (500-2000 mg/L) ve organik madde (COD 1000-5000 mg/L) Yeterli preted olmadan, bu sağlamlar hızla clog zeolit yataklarını azaltır ve sık sık yıkama gerektirir.

Yeniden nesil ve Bakım

Zeolit, ammonium ile doygun hale gelirken, geri dönüşüm verimliliği azalır. Kıygın eğriler, genellikle yükleme oranlarına bağlı olarak her 2-10 gün kullanılır.Rejenerasyon prosedürü:

  1. Bir katın çıkarılması için temiz su ile yatağı yıkamak.
  2. Bir akış hızında 1-2 saat boyunca bir akış hızı için 5-10% NaCl brine çözümü ile birlikte, ammonium'u tamamen yok etmek için yeterli.
  3. Hizmete dönmeden önce aşırı tuz çıkarmak için taze su ile Rinse.

harcanan tun ammonium yüksek konsantrasyonlar içerir ve doğru şekilde atılmalıdır. Seçenekleri toprak uygulamasını ayrı bir reaktörde veya biyolojik tedavi ile birlikte içerir. tun tasarruflarının çevresel etkisi ana operasyonel zorluklardan biridir.

Pratik Uygulamalar için meydan okumalar ve değerlendirmeler

Ions ve pH Etkileri

NH4+ için zeolitin seçimi, NH3+'nın yüksek konsantrasyonları tarafından azaltılabilir, özellikle de potasyum (K+) ve kalsiyum (Ca2+) Hayvan atıksularında, bu iyonlar orta miktarlarda mevcuttur, ancak bunlar tasarıma yakın olarak pH'ı dikkate almalıdır.

Sıcaklık Hassasiyeti

Ion exchange eski bir başkamiktir, yani daha yüksek sıcaklıklar daha hızlı kinetiği destekler, ancak aynı zamanda denge kapasitesi biraz azaltır. Çoğu veri, zeolit performansının tipik tarım işletim sıcaklıkları (5-35°C) arasında sağlam olduğunu gösterir, ancak kaldırma oranları çok düşük sıcaklıklardan düşer.

Saturated Zeolite

Yenilenme ile bile, zeolit sonunda bozuluyor veya geri dönüşümlü olarak organik veya metaller tarafından geri dönüşümlü olarak dağıtılıyor. Spent zeolit, çoğu yargıda bulunan, ancak azot içeriği (4-8%) her 2-5 yıl boyunca yeniden kullanılabilir.

Scalability and Capital Costs

Küçük çiftlikler için, zeolit filtreler yeniden amaçlı tanklardan inşa edilebilir ve bir sermaye maliyeti 5.000-000 $ 'lık bir maliyetle satın alınabilir. Geniş CAFO'lar otomatik kapak sistemleri ve brine yönetimi ile çok sayıda paralel sütunlar gerektirebilir, 100 $ veya daha fazlası. Ancak, membran biyoreactors veya amonyak şeritleme gibi gelişmiş teknolojilerle karşılaştırıldığında, zeolit filtrasyon, hayvanat sularında azot kontrolü için en uygun çözümlerden biri olarak kalır.

Vaka Çalışmaları ve Araştırma Yüksek Hafifleri

Birkaç pilot ve tam ölçekli uygulamalar, zeolit filtrelerin gerçek dünya değiştiricisini göstermektedir:

Bu örnekler, zeolit teknolojisinin, gümüş bir mermi olmasa da, multi- aşamalı bir tedavi treninin son derece etkili bir bileşeni olabilir.

Livestock Atıksu için Zeolit Teknolojisinde Future Developments in Zeolit

Kuolitler ile Tailored Selectivity

Araştırmacılar, özellikle ammonium yakalama için mühendisi olan porselen boyutlardaki sentetik zeolitler geliştiriyorlar.Savolit A ve ZSM-5 gibi malzemeler doğal klişelerden daha yüksek kapasiteler gösteriyor, ancak daha büyük üretim maliyeti ile yanlış olan temel malzemeler de toksik mineraller tarafından araştırılıyor.

Anaerobik Digestion ile entegrasyon

Anaerobik sindiriciler biyogaz üretimi için büyük çiftliklerde yaygındır, ancak effluent hala amonyak filtreyi sindirdikten sonra bir zeolit filtresini etkileyebilir ve geri dönüştürülmüştürken sindirim sürecini engellemeyi engelleyebilir.Son çalışmalar, zeolitin doğrudan ücretsiz amonyak toksisitesini azaltmaya eklendiğini gösteriyor, methane verimini %25'e kadar artırmak için metne ekleniyor.

Akıllı İzleme ve Otomasyon

Online amonyak sensörleri ve programlanabilir mantık kontrolörleri (PLC) gerçek zamanlı atılım algılama, kimyasal kullanımı optimize etmek ve tutarlı effluent kaliteli sağlamak için otomatik olarak yenileme döngülerine olanak sağlayabilir. Bazı ticari sistemler artık bulut tabanlı izleme sunar.

Nutrient Recovery

Sulfurik asitle şeritli olarak arayın (örneğin,) yoğun bir gübre olarak geri alınabilir. Pilot bitkiler, zeolit bazlı sistemlerin gerçek bir besin kurtarma birimleri olarak tasarlanabilir, bir atık yükümlülüğünü satışa dönüştürebileceğini göstermiştir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Zeolit filtreleri, amonyak ve nitrat seviyelerini hayvanat sularında azaltmak için pratik, verimli ve çevresel ses teknolojisini temsil eder.Sürekli atık sularında korumak için doğal iyon-exchange özelliklerini kullanarak, bu sistemler modern hayvan operasyonlarında giderek daha merkezi bir rol oynayabilir.

Daha fazla okuma için aşağıdaki kaynaklara bakınız: [FOA’nın tarımsal beslenme yönetimine rehberlik etmesi), [[ŞUygunluk performansı üzerinde yapılan inceleme).