1. مزايا وعيوب تجريد الهواء
المزايا: يعد التنقية بالهواء فعالاً في معالجة المياه العادمة ذات التركيز العالي من نيتروجين الأمونيا-نظرًا لعمليتها البسيطة، وتأثير المعالجة المستقر، وانخفاض تكاليف البنية التحتية والتشغيل، مما يجعلها عملية للغاية.
العيوب: تتطلب المياه المتدفقة والنفايات السائلة تعديل الرقم الهيدروجيني؛ وبدون امتصاص الحمض، يدخل غاز الأمونيا المجرد إلى الغلاف الجوي مع الهواء، مما يسبب تلوثًا ثانويًا؛ وتعاني مياه الصرف الصحي-عالية الصلابة من التقشر الشديد.
2. العوامل المؤثرة على تجريد الهواء
1) الرقم الهيدروجيني
يوجد نيتروجين الأمونيا في الماء في الغالب في حالة توازن بين أيونات الأمونيا (NH4+) والأمونيا الحرة (NH3). العلاقة التوازنية هي كما يلي:
NH4+ + أوه- → NH3 + H2O (1)
تتأثر المعادلة (1) بالرقم الهيدروجيني. عندما يكون الرقم الهيدروجيني مرتفعًا، ينتقل التوازن إلى اليمين، مما يؤدي إلى زيادة نسبة الأمونيا الحرة. عندما يكون الرقم الهيدروجيني حوالي 11، تمثل الأمونيا الحرة حوالي 90٪.
2) درجة الحرارة
يمكن حساب النسبة المئوية للتوزيع بين أيونات الأمونيا والأمونيا باستخدام الصيغة التالية:
Ka=Kw / Kb=(CNH3·CH+) / CNH4+ (2)
وكما يتبين من الصيغة (2)، فإن الرقم الهيدروجيني هو أحد العوامل الرئيسية التي تؤثر على نسبة الأمونيا الحرة في الماء. بالإضافة إلى ذلك، تؤثر درجة الحرارة أيضًا على توازن التفاعل (1)؛ ومع زيادة درجة الحرارة، ينتقل التوازن إلى اليمين. تشير البيانات ذات الصلة إلى أنه عندما يكون الرقم الهيدروجيني أكبر من 10، يكون معدل التفكك أعلى من 80%، وعندما يصل الرقم الهيدروجيني إلى 11، يصل معدل التفكك إلى 98%، مع تأثير ضئيل من درجة الحرارة.
3) نسبة الغاز - إلى السائل:
تشير نسبة الغاز-السائلة إلى نسبة حجم الهواء (البخار) إلى هدف التجريد (الأمونيا-التي تحتوي على مياه الصرف الصحي).
هناك عاملان يؤثران على نقل الأمونيا من الماء إلى الغلاف الجوي: أحدهما هو التوتر السطحي عند واجهة الماء-الهواء؛ والآخر هو أن التوتر السطحي عند فرق تركيز الأمونيا عند السطح البيني هو الأصغر، مما يؤدي إلى أكبر إطلاق للأمونيا الغازية. وإذا تشكلت قطرات الماء فإن الزيادة في كمية الأمونيا الغازية المنقولة ستكون قليلة جداً. ولذلك، فإن تكوين قطرات الماء بشكل متكرر يساعد في تجريد الأمونيا. إن اختلاف تركيز نيتروجين الأمونيا في الماء والجو هو القوة الدافعة لانتقال الأمونيا الغازية. لتقليل تركيز نيتروجين الأمونيا حول قطرات الماء، يجب تدوير الهواء بسرعة. يساعد تحريك قطرات الماء بالهواء الذي يحتوي على تركيز منخفض من الأمونيا الغازية على تسريع إطلاق الأمونيا.
بالنسبة لحجم معين من مياه الصرف الصحي، فإن زيادة حجم الغاز يزيد من القوة الدافعة لنقل الكتلة، وهو أمر مفيد لتجريد نيتروجين الأمونيا. ومع ذلك، فإن أحجام وسرعات الغاز الكبيرة جدًا ستعيق التدفق الطبيعي لمياه الصرف الصحي على طول مواد التعبئة، أو حتى تمنعها من التدفق إلى الأسفل، مما يؤدي إلى حدوث فيضانات. لذلك، بالنسبة لحجم معين من مياه الصرف الصحي، يتم التحكم في الحد الأدنى لنسبة السائل - إلى - الغاز من خلال سرعة غاز الفيضان؛ ومع ذلك، عندما يكون حجم التدفق صغيرًا، فإنه يستهلك كمية كبيرة من الطاقة، لذا فإن عمليات تجريد نيتروجين الأمونيا تتحكم بشكل عام في نسبة الغاز-إلى-السائل عند حوالي 3000.