آمونیاک در آب آشامیدنی :

آمونیاک در آب آشامیدنی که يكي از آلاينده هاي رايج در پسابهاي شهري، كشاورزي و صنعتي به شمار مي آيد. وجود آمونیاک در آب آشامیدنی مشكلات فراواني را ايجاد ميكند و به همين دليل حذف آمونياك از پساب امري ضروري به نظر ميرسد. افزايش ميزان اكسيژن مورد نياز آب هاي دريافت كننده ي پسابهاي آلوده به تركيبات نيتروژني، كاهش بازده عمليات ضد عفوني كردن با كلر، رشد بيش از حد جلبكها و ساير گياهان در منابع آبي و از بين رفتن برخي از آبزيان، بروز بيماريهايي همچون سرطان معده، فشار خون و … نمونههايي از اثرات نامطلوب تركيبات نيتروژندار ميباشد. براي حذف نيتروژن از فرآيندهاي مختلف فيزيكي، شيميايي و زيستي استفاده ميشود. به خاطر مؤثربودن و ارزانتر بودن فرآيندهاي زيستي نسبت به فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي معمولاً اين دسته از فرآيندهاي ترجيح داده ميشوند.

 آمونیاک در آب آشامیدنی آلودگي آب عبارت است از افزايش مقدار هر معرف اعم از فيزيكي، شيميايي، زيستي كه موجب تغييرخواص آب شده و مشكلاتي در مصرف آن ايجاد نمايد. تقريباً يك سوم جريان آبهاي جهان آلوده است و كيفيت مناسبي ندارد. يكي از مهمترين عوامل آلودگي منابع آبي آلاينده هاي نيتروژني هستند. آلاينده هاي نيتروژن موجود در پساب ها به چهار گروه جداگانه تقسيمبندي ميشوند: مواد آلي نيتروژن دار، نيتروژن آمونياك، يون نيترات و يون نيتريت كه اين چهار گروه قابل تبديل به هم نيز هستند؛ براي مثال در فرآيندهاي تصفيه ي زيستي پساب ها، غالباً مواد آلي نيتروژندار به نيتروژن آمونياك و نيتروژن آمونياكي در فرآيند حذف به يونهاي نيتريت و نيترات تبديل ميشوند؛ در ميان تركيبات نيتروژني مختلف، آمونیاک در آب آشامیدنی به دليل حضور در پسابهاي خانگي و صنعتي از اهميت بيشتري برخوردار است؛ به علاوه اوره و تركيبات آلي پيچيده، پروتئينها يا اسيدهاي چرب آزاد نيز به محض هيدروليز يا ديآمينه شدن آمونياك آزاد ميكنند.

آمونياك گازي بي رنگ با خاصيت قليايي و داراي بويي تند و زننده است. اين ماده ي معدني با جرم مولكولي 17.03 g.mol-1در دماي -78.8 ˚Cمنجمد و در دماي -33.35 ˚Cبه جوش مي آيد؛ همچنين از انحلال بالايي در آب برخوردار است.آمونياك از روش هاي مختلفي ميتواند وارد محيط زيست گردد. پسابهاي شهري، پسابهاي صنعتي، پساب كشاورزي و فرآيندهاي طبيعي از مهم ترين منابع نشر آمونياك به محيط زيست هستند؛ از منابع طبيعي آمونیاک در آب آشامیدنی مي توان به تجزيه و تفكيك پسابهاي آلي، تبادل گاز با اتمسفر، فضولات
حيوانات، فرآيند تثبيت نيتروژن، آتش گرفتن جنگل ها و بازدم انسان اشاره کرد.

اثرات مخرب تخليه ي پساب هاي آمونياكي براي محيط زيست و قوانين سختگيرانه ي سازمانهاي حمايت از محيط زيست سبب شده كه حذف آمونياك از پساب و رساندن آن به حد استاندارد امري ضروري و اجتنابناپذير به نظر برسد. با در نظر گرفتن ملاحظات فني و اقتصادي روش هاي فيزيكي و شيميايي مختلفي براي حذف آمونياك از پساب ارائه شده است. از جمله اين فرايندها ميتوان به عاريسازي، كلرزني تا نقطهي شكست، تبادل يوني، فرآيندهاي غشايي و … اشاره نمود. فرآيندهاي زيستي (نيتريفيكاسيون–دنيتريفيكاسيون) اغلب مواقع مهمترين و مؤثرترين فناوري حذف آمونياك از پساب شناخته ميشوند كه در اين پژوهش به تفصيل مورد بررسي قرار خواهند گرفت. از دلايل برتري روشهاي زيستي نسبت به ساير روشها ميتوان به هزينه ي عملياتي بالاتر، عملكرد ناهمگون و ناپايدار و مشكلات بهره برداري و نگهداري در روشهاي فيزيكي و شيميايي اشاره كرد .

لازم است قبل از اقدام به تصفيه ي آمونیاک در آب آشامیدنی و انتخاب فرآيند، درك كاملي از فرآيندهاي تصفيه ي پساب وجود داشته باشد. در بيشتر صنايع تعيين نادرست مشخصات پساب باعث ايجاد مشكلات بسياري در طرحهاي تصفيهي پساب شده است. صنايعي كه به صورت دورهاي فعاليت ميكنند و فرآيند تصفيه در آن به صورت ممتد انجام نميگيرد، اغلب بزرگترين منبع توليدكننده ي پساب ميباشند و بايد در طراحي واحدهاي تصفيه براي اين نوع پسابها دقت بسياري كرد. اغلب اوقات در اين گونه صنايع ابتدا حجم پساب را كاهش داده و سپس فرآيندهاي مختلف تصفيه خانه طراحي ميكنند؛ براي مثال در انتخاب روش زيستي نوع راكتور اهميت زيادي دارد. انتخاب نوع راكتور در فرآيندهاي زيستي با توجه به شرايط عملياتي و امكانات موجود صورت ميگيرد؛ به طور مثال براي پسابهاي با دبي كم تا متوسط ميتوان از راكتور ناپيوسته متوالي استفاده كرد.
با توجه به مزاياي ذكر شده نظير بازده بالا، عملكرد يكنواخت، آسانتر بودن نگهداري تجهيزات و … استفاده از فرآيندهاي زيستي در تصفيه ي آمونیاک در آب آشامیدنی نسبت به روشهاي فيزيكي و شيميايي در حال گسترش است؛ فرآيندهاي زيستي نوين نيز به دليل بازده بالاتر و هزينه هاي عملياتي كمتر بيشتر مورد توجه قرار گرفته اند. با توجه به شرايط عملياتي ميتوان از هر كدام از روشهاي نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون، سيستم تك راكتوري حذف آمونياك تا حد نيتريت (شارون)، اكسيداسيون بيهوازي آمونيوم (آناموكس)، نيتريفيكاسيون و دنيتريفيكاسيون همزمان، حذف كامل اتوتروفيك نيتروژن از نيتريت (كانون)، نيتريفيكاسيون-دنيتريفيكاسيون اتوتروفيك اكسيژن محدود (اولند) و … استفاده نمود.