Su bitkilerinde, klor dioksitin ham sudaki amonyak azotu üzerindeki çıkarma etkisi minimaldir. Bunun ana nedeni, klor dioksit ve amonyak azotunun reaksiyon mekanizması ve reaksiyon koşullarının çıkarma etkinliğini sınırlamasıdır. Aşağıdakiler belirli bir analizdir:
Reaksiyon mekanizmasının sınırlandırılması
1. Klor dioksit (CLO₂), güçlü oksitleme kabiliyetine sahip güçlü bir oksidandır, ancak amonyak azotunu çıkarırken, esas olarak amonyak azotuna (NH₃-N) oksidasyon yoluyla azota (N₂) veya diğer azot içeren bileşiklere dönüştürür. Bununla birlikte, klor dioksit ve amonyak azotunun reaksiyon oranı yavaştır ve reaksiyonun seçiciliği zayıftır. Klor dioksitin güçlü oksitleyici özelliği, amonyak azottan ziyade sudaki (fenoller, sülfürler, vb.) Daha güçlü azaltma özelliklerine sahip organik madde ile tercihen reaksiyona girmesini sağlar. Özellikle çiğ sudaki morina yüksek olduğunda, clo₂'un oksitleyici kapasitesi, organik maddenin bozulmasında büyük miktarlarda tüketilir, bu da amonyak azotunun hedeflenen çıkarma kabiliyetinde bir azalmaya neden olur. Buna karşılık, kesme noktası klorlama yöntemi (klor kullanılarak) amonyak azotunu uygun koşullar altında azota daha etkili bir şekilde oksitleyebilir, böylece daha yüksek bir çıkarma oranı elde edebilir.
Reaksiyon Koşulları Sınırlamaları
PH değerinin etkisi: Klor dioksitin oksidasyon kapasitesi farklı pH koşulları altında değişir. Asidik veya nötr koşullar altında, klor dioksit güçlü bir oksidasyon kapasitesine sahiptir, ancak gerçek musluk suyu arıtma işleminde, ham suyun pH değeri yüksek olabilir, bu da klor dioksitin oksidasyon verimliliğini azaltacaktır.
1. Yetersiz dozaj: Klor dioksit dozu yetersizse ve amonyak azotunun oksidasyonu için gereken stokiyometrik oranı karşılayamazsa, amonyak azotunun uzaklaştırma etkisi büyük ölçüde azalacaktır.
2. Yetersiz reaksiyon süresi: Klor dioksit ve amonyak azotunun reaksiyonunun tamamlanması belirli bir zaman alır. Su kalma süresi kısadır ve su arıtma işlemi sırasında reaksiyon eksikse, aynı zamanda zayıf amonyak azot giderme etkisine yol açacaktır.
3. CLO₂ ve amonyak azotu arasındaki reaksiyonun belirli bir pH aralığında (8-9}}), çiğ suyun pH'sı genellikle nötr (6. 5-7. 5) içinde gerçekleştirilmelidir, bu da azalmış bir reaksiyon hızına neden olur.
4. Yetersiz hidrolik tutma süresi: CLO₂ ve amonyak azotu arasındaki reaksiyon yeterli temas süresi gerektirir, ancak su tesisinin tedavi süreci genellikle hızlı saflaştırmayı amaçlamaktadır ve HRT'nin tam reaksiyon gereksinimlerini karşılaması zor olan (geleneksel işlemler için sadece birkaç saat gibi).
Diğer faktörlerin etkisi
1. Karmaşık çiğ su kalitesi: Çiğ su, klor dioksit ile rekabet edecek ve büyük miktarda klor dioksit tüketecek, böylece amonyak azotunun oksidasyonu için mevcut klor dioksit miktarını azaltan başka organik madde veya azaltıcı maddeler içerebilir.
2. Biyolojik etkinin sınırlandırılması: Bazı durumlarda, ham sudaki amonyak azotu biyolojik nitrifikasyon yoluyla nitrat azotuna dönüştürülebilir, ancak klor dioksit biyolojik nitrifikasyon süreci üzerinde sınırlı bir etkiye sahiptir ve yüksek amonyak azot konsantrasyonlarında biyolojik nitrifikasyon sürecinin kendisi de inhibe edilebilir.
3. Birlikte var olan Organik Madde Rekabet: Ham su hümik asit, yağ ve diğer maddeler içeriyorsa, clo₂ moleküllerini sarar veya bunlarla reaksiyona girer ve amonyak azotunun oksidasyon etkinliğini azaltır.
4. Ağır metal iyonu inhibisyonu: Bazı ağır metaller (Cu²⁺, Zn²⁺ gibi), reaksiyonu engelleyen clo₂ veya amonyak azotlu kompleksler oluşturabilir.
Özetle, klor dioksit, esas olarak reaksiyon mekanizması, reaksiyon koşulları ve karmaşık ham su kalitesi nedeniyle amonyak azotunun çiğ sudan çıkarılmasında etkili değildir. Klor dioksitin amonyak azotunun çiğ sudan çıkarılması üzerindeki zayıf etkisi, kimyasal reaksiyon özelliklerinin, süreç koşullarının ve su kalitesi özelliklerinin birleşik etkilerinin sonucudur ve çoklu teknolojilerin koordineli optimizasyonu yoluyla etkili denitrifikasyon elde edilmelidir. Buna karşılık, kesme noktası klorlama yöntemi veya diğer derin tedavi süreçleri (ozon ile aktive edilen karbon işlemi gibi) amonyak azotunun çıkarılmasında daha etkili olabilir.