1. Ưu điểm và nhược điểm của việc tước khí
Ưu điểm: Tách khí có hiệu quả trong việc xử lý nước thải nitơ amoniac có nồng độ-cao do quy trình đơn giản, hiệu quả xử lý ổn định cũng như cơ sở hạ tầng và chi phí vận hành thấp nên tính thực tế cao.
Nhược điểm: Nước thải đầu vào và nước thải cần điều chỉnh độ pH; không hấp thụ axit, khí amoniac bị loại bỏ đi vào khí quyển cùng với không khí, gây ô nhiễm thứ cấp; và nước thải có độ cứng-cao phải chịu sự đóng cặn nghiêm trọng.
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc tước khí
1) độ pH
Nitơ amoniac trong nước hầu hết tồn tại ở trạng thái cân bằng giữa các ion amoniac (NH4+) và amoniac tự do (NH3). Mối quan hệ cân bằng như sau:
NH4+ + OH- → NH3 + H2O (1)
Phương trình (1) bị ảnh hưởng bởi độ pH. Khi độ pH cao, trạng thái cân bằng chuyển dịch sang phải, dẫn đến tỷ lệ amoniac tự do lớn hơn. Khi độ pH ở khoảng 11, amoniac tự do chiếm khoảng 90%.
2) Nhiệt độ
Sự phân bố phần trăm giữa các ion amoniac và amoniac có thể được tính bằng công thức sau:
Ka=Kw / Kb=(CNH3·CH+) / CNH4+ (2)
Như có thể thấy từ công thức (2), pH là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến tỷ lệ amoniac tự do trong nước. Ngoài ra, nhiệt độ còn ảnh hưởng tới sự cân bằng của phản ứng (1); khi nhiệt độ tăng thì cân bằng chuyển dịch sang phải. Dữ liệu liên quan cho thấy rằng khi độ pH lớn hơn 10, tốc độ phân ly cao hơn 80% và khi độ pH đạt đến 11, tốc độ phân ly cao tới 98%, với ảnh hưởng tối thiểu từ nhiệt độ.
3) Tỷ lệ khí{1}}lỏng:
Tỷ lệ khí-lỏng đề cập đến tỷ lệ thể tích của không khí (hơi nước) so với mục tiêu loại bỏ (nước thải-có chứa amoniac).
Hai yếu tố ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển amoniac từ nước vào khí quyển: một là sức căng bề mặt tại bề mặt tiếp xúc giữa nước{0}}không khí; thứ hai là sức căng bề mặt ở chênh lệch nồng độ amoniac ở bề mặt phân cách là nhỏ nhất, dẫn đến sự giải phóng khí amoniac lớn nhất. Nếu hình thành các giọt nước thì lượng khí amoniac được vận chuyển sẽ tăng lên rất nhỏ. Do đó, việc hình thành các giọt nước liên tục sẽ giúp loại bỏ amoniac. Sự chênh lệch nồng độ của nitơ amoniac trong nước và khí quyển là động lực cho việc vận chuyển khí amoniac. Để giảm thiểu nồng độ nitơ amoniac xung quanh các giọt nước, không khí phải được lưu thông nhanh chóng. Khuấy các giọt nước bằng không khí chứa nồng độ khí amoniac thấp giúp đẩy nhanh quá trình giải phóng amoniac.
Đối với một lượng nước thải nhất định, việc tăng thể tích khí sẽ làm tăng động lực truyền khối, điều này có lợi cho việc loại bỏ nitơ amoniac. Tuy nhiên, thể tích và vận tốc khí quá lớn sẽ cản trở dòng nước thải bình thường dọc theo vật liệu đóng gói, thậm chí ngăn không cho nước thải chảy xuống dẫn đến ngập lụt. Do đó, đối với một lượng nước thải nhất định, tỷ lệ chất lỏng-trên-khí tối thiểu được kiểm soát bởi vận tốc khí ngập; tuy nhiên, khi thể tích dòng chảy vào nhỏ, nó sẽ tiêu thụ một lượng lớn năng lượng, do đó, quá trình loại bỏ nitơ amoniac thường kiểm soát tỷ lệ khí-to-lỏng ở khoảng 3000.
