Applicazione di resina specializzata per il trattamento dell'azoto ammoniacale nell'acqua di condensa evaporativa
Comprensione dell'acqua di condensa evaporativa
Un evaporatore è un dispositivo comunemente utilizzato per convertire i liquidi in gas. L'acqua di condensa evaporativa si forma nei generatori di vapore e negli scambiatori di calore quando acqua e vapore si mescolano, per poi raffreddarsi e condensarsi nuovamente in liquido attraverso lo scambio termico.
Durante il processo di evaporazione, man mano che il liquido madre aumenta la concentrazione nell'evaporatore, la temperatura della soluzione aumenta. A causa della natura volatile dell'azoto ammoniacale (NH₃-N), esso passa allo stato gassoso insieme al vapore acqueo. Una volta raffreddato, condensa di nuovo in forma liquida e rimane nell'acqua. Quando il pH è superiore a 9, l'azoto ammoniacale esiste principalmente sotto forma di NH₃. Al di sotto di pH 9, esiste prevalentemente come NH₄⁺ (ione ammonio).
Il trattamento dell'azoto ammoniacale nell'acqua di condensa evaporativa rappresenta una sfida comune per settori quali quello farmaceutico, chimico e della lavorazione alimentare.
Tecnologia per la rimozione dell'azoto ammoniacale dall'acqua di condensa evaporativa
Metodo di spogliatura: Il metodo di stripping prevede il contatto delle acque reflue con l'aria, consentendo all'azoto ammoniacale di passare dalla fase liquida a quella gassosa a causa della differenza tra la concentrazione effettiva nelle acque reflue e la sua concentrazione di equilibrio. Tuttavia, a causa della solubilità dell'azoto ammoniacale, è difficile ridurne ulteriormente la concentrazione mediante il solo stripping. L'applicazione dello stripping per la rimozione dell'azoto ammoniacale dall'acqua distillata è inefficace e può persino portare a un deterioramento della qualità dell'acqua, aumentandone significativamente la conduttività. Pertanto, questo metodo è più adatto per acque reflue ad alta concentrazione di azoto ammoniacale, ma non è ideale per il trattamento dell'acqua di condensa evaporativa.
Trattamento biologico:
Il trattamento biologico sfrutta i processi di nitrificazione e denitrificazione di batteri aerobici e anaerobici per convertire l'azoto ammoniacale presente nelle acque reflue in nitrato, che viene poi convertito in azoto gassoso e rimosso. Tuttavia, questo metodo presenta diversi svantaggi, tra cui la lunga durata del processo, l'ampia superficie richiesta, la necessità di fonti di carbonio aggiuntive, l'elevato consumo energetico e gli elevati costi operativi.
Metodo di precipitazione chimica:
Il metodo di precipitazione chimica rimuove l'azoto ammoniacale aggiungendo composti di magnesio e fosfato o sali di fosfato alle acque reflue, provocando la reazione di NH₄⁺, Mg²⁺ e PO₄³⁻ con formazione di un precipitato di fosfato di magnesio e ammonio (MAP). Tuttavia, l'elevato costo del fosforo e dei sali di magnesio rende questo metodo costoso, limitandone l'applicazione in Cina.
Metodo di scambio ionico per la rimozione dell'azoto ammoniacale dall'acqua di condensa evaporativa
Il metodo dello scambio ionico è altamente efficace per la rimozione profonda dell'azoto ammoniacale dall'acqua di condensa evaporativa. Offre un'eccellente stabilità e risolve problemi comuni nelle tecnologie esistenti, come la difficoltà di ridurre l'azoto ammoniacale a bassa concentrazione, le grandi dimensioni delle apparecchiature e gli elevati costi operativi.
Inoltre, questo metodo non introduce ioni tossici o nocivi nell'acqua trattata. È altamente efficiente, atossico e sicuro da usare. Richiede uno spazio minimo e offre il vantaggio di recuperare liquido di rigenerazione ad alta concentrazione, che può essere reimmesso nel sistema di evaporazione MVR (Mechanical Vapor Recompression) per il riutilizzo.
Applicazione di SEPLITE
® Resine per l'adsorbimento di azoto ammoniacale serie MC
Sunresin produce un'ampia gamma di resine ampiamente utilizzate nell'industria chimica, in particolare nella raffinazione di prodotti chimici organici e nel trattamento delle acque reflue. Grazie alla sua vasta esperienza nel settore, Sunresin ha sviluppato resine specializzate per il trattamento dell'azoto ammoniacale, destinate al trattamento delle acque reflue chimiche organiche.
Il SEPLITE
®Le resine della serie MC sono specificamente progettate da Sunresin per la rimozione dell'azoto ammoniacale dalle acque reflue derivanti dalla produzione di prodotti chimici organici. Queste resine a scambio ionico ad alta capacità si basano su un'ampia ricerca e sviluppo nel campo delle resine macroporose e a pori uniformi. Offrono vantaggi quali elevata capacità di scambio, facile rigenerazione e lunga durata.
Queste resine sono utilizzate principalmente per il trattamento delle acque reflue provenienti da industrie come coloranti, pesticidi, prodotti farmaceutici e loro intermedi. Possono anche essere utilizzate per l'adsorbimento e il recupero di fenoli, ammine, acidi organici, composti nitro e idrocarburi alogenati. L'uso di SEPLITE
® Le resine della serie MC per il trattamento delle acque reflue derivanti dalla produzione di prodotti chimici organici offrono notevoli vantaggi economici e sociali, con un processo maturo e affidabile.
Principio di funzionamento delle resine di adsorbimento dell'azoto ammoniacale
Adsorbimento della resina:
Durante l'applicazione vera e propria, le sostanze contenenti ammoniaca presenti nelle acque reflue passano attraverso il letto di resina, dove subiscono uno scambio ionico e vengono adsorbite sulla resina, purificando efficacemente le acque reflue.
Desorbimento:
Le sostanze ammoniacali adsorbite possono essere completamente eluite utilizzando un metodo appropriato, consentendo il riutilizzo della resina. Generalmente, i soluti acidi vengono desorbiti utilizzando una soluzione alcalina diluita, i soluti basici utilizzando una soluzione acida diluita e i soluti neutri utilizzando un solvente organico o la rigenerazione a vapore in base alla selezione del punto di ebollizione.
Caso del cliente: rimozione dell'azoto ammoniacale dall'acqua di condensa evaporativa
Diagramma di flusso del processo
Processo complessivo
Nel caso di un cliente, il sistema di trattamento delle acque reflue è stato progettato per una portata di 10 m³/h utilizzando una modalità di funzionamento a colonna singola.
In questo progetto, il volume d'acqua operativo previsto è di 10 metri cubi/ora, il contenuto di azoto ammoniacale in ingresso è di circa 500 mg/l e il pH è compreso tra 7 e 7,5. Dopo il trattamento con resina, il contenuto di azoto ammoniacale in uscita è inferiore a 5 mg/l e il pH è compreso tra 5 e 5,5, il che soddisfa pienamente i requisiti del cliente.
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