آمونیاک محلول در آب :

آمونیاک محلول در آب يكي از آلاينده هاي رايج در پسابهاي شهري، كشاورزي و صنعتي به شمار مي آيد. آمونیاک محلول در آب 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 بيماري هايي همچون سرطان معده، فشار خون و … نمونه هايي از اثرات نامطلوب تركيبات نيتروژن دار ميباشد.

 براي حذف نيتروژن از فرآيندهاي مختلف فيزيكي، شيميايي و زيستي استفاده ميشود. به خاطر مؤثربودن و ارزان تر بودن فرآيندهاي زيستي نسبت به فرآيندهاي فيزيكي و شيميايي معمولاً اين دسته از فرآيندها ترجيح داده ميشوند.

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 پسابها به چهار گروه جداگانه تقسيم بندي 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 پسابها، 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، آمونياك 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-1 در دماي -78.8 ˚Cمنجمد و در دماي -33.35 ˚Cبه جوش ميآيد؛ همچنين از انحلال بالايي در آب برخوردار است ] .[2آمونياك 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 نشر آمونياك در محيط زيست 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 نمود.

اثرات مخرب تخليه ي آمونیاک محلول در آب در پساب هاي آمونياكي براي محيط زيست و قوانين سختگيرانه ي سازمان حفاظت از محيط زيست سبب شده كه حذف آمونياك از پساب و رساندن آن به حد استاندارد امري ضروري و اجتناب ناپذير 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 عاري سازي، كلرزني تا نقطه ي شكست، تبادل يوني، فرآيندهاي غشايي و … اشاره نمود. فرآيندهاي زيستي (نيتريفيكاسيون–دنيتريفيكاسيون) اغلب مواقع مهم ترين 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.

فرآيند زيستي سنتي مورد استفاده در تصفيه ي پساب به منظور دستيابي به حذف نيتروژن شامل مراحل جداگانه ي هوازي و بي هوازي هستند كه به طور كلي در بيوراكتورهاي جداگانه يا به وسيله ي فواصل مختلف هوادهي انجام مي شدند. نيتريفيكاسيون زيستي تبديل يا اكسيداسيون يون هاي آمونيوم به يونهاي نيتريت و سپس به يون هاي نيترات ميباشد. طي اكسيداسيون يون هاي آمونيوم و نيتريت، اكسيژن به همراه گروهي از باكتريها موسوم به باكتريهاي ازت خوار فعاليت دارند.واكنشهاي فرآيند نيتريفيكاسيون به صورت زير است :

اگرچه يون آمونيوم و آمونياك به فرمهايي از نيتروژن كاهش مييابند، آمونياك به اكسيژن وابسته نبوده و يون آمونيوم است كه طي نيتريفيكاسيون اكسيد ميشود؛ آمونياك طي اين فرآيند اكسيد نميشود. مقدار يون آمونيوم و آمونياك در مخزن هوادهي سيستمهاي لجن فعال به pHو دما بستگي دارد. در محدودهي دمايي 10تا 20˚Cو pHاز 7تا ،8.5 حدود 95درصد از فرم كاهش يافته نيتروژن به صورت يون آمونيوم حضور دارند. آمونياك يونيزه شده غير سمي است و به صورت مادهي مغذي نيتروژندار ارجح توسط باكتريها استفاده ميشود. در مقادير pHپايين تر از 9اغلب نيتروژن احيا شده به فرم آمونياك يونيزه شده است. افزايش دما و pHباعث افزايش غلظت آمونياك در سيستم مي شود.

فیلم روش آزمایش آمونیاک آب