1. Avantatges i inconvenients de la separació d'aire
Avantatges: l'eliminació d'aire és eficaç per tractar aigües residuals de nitrogen amoníac d'alta concentració-a causa del seu procés senzill, efecte de tractament estable i baixos costos d'infraestructura i operació, cosa que el fa molt pràctic.
Inconvenients: L'afluent i l'efluent requereixen un ajust de pH; sense absorció d'àcids, el gas d'amoníac despullat entra a l'atmosfera amb l'aire, provocant una contaminació secundària; i les aigües residuals d'alta -duresa pateixen una escalada severa.
2. Factors que afecten la separació d'aire
1) pH
El nitrogen amoníac de l'aigua es troba principalment en equilibri entre els ions d'amoníac (NH4+) i l'amoníac lliure (NH3). La relació d'equilibri és la següent:
NH4+ + OH- → NH3 + H2O (1)
L'equació (1) es veu afectada pel pH. Quan el pH és alt, l'equilibri es desplaça cap a la dreta, donant lloc a una proporció més gran d'amoníac lliure. Quan el pH és d'11, l'amoníac lliure representa aproximadament el 90%.
2) Temperatura
La distribució percentual entre amoníac i ions amoníac es pot calcular mitjançant la fórmula següent:
Ka=Kw / Kb=(CNH3·CH+) / CNH4+ (2)
Com es pot veure a la fórmula (2), el pH és un dels principals factors que afecten el percentatge d'amoníac lliure a l'aigua. A més, la temperatura també afecta l'equilibri de la reacció (1); a mesura que augmenta la temperatura, l'equilibri es desplaça cap a la dreta. Les dades rellevants mostren que quan el pH és superior a 10, la taxa de dissociació és superior al 80%, i quan el pH arriba a 11, la taxa de dissociació és tan alta com el 98%, amb un efecte mínim de la temperatura.
3) Relació de líquids-gas:
La proporció de gas-líquid es refereix a la relació de volum de l'aire (vapor) a l'objectiu d'eliminació (aigües residuals que conté amoníac-).
Dos factors afecten la transferència d'amoníac de l'aigua a l'atmosfera: un és la tensió superficial a la interfície aigua-aire; l'altra és que la tensió superficial a la diferència de concentració d'amoníac a la interfície és la més petita, donant lloc a l'alliberament més gran d'amoníac gasós. Si es formen gotes d'aigua, l'augment de la quantitat d'amoníac gasós transferit serà molt petit. Per tant, la formació repetida de gotes d'aigua ajuda a eliminar l'amoníac. La diferència de concentració de nitrogen amoníac a l'aigua i a l'atmosfera és la força motriu per a la transferència d'amoníac gasós. Per minimitzar la concentració de nitrogen amoníac al voltant de les gotes d'aigua, l'aire ha de circular ràpidament. Agitar les gotes d'aigua amb aire que conté una baixa concentració d'amoníac gasós ajuda a accelerar l'alliberament d'amoníac.
Per a un volum d'aigua residual determinat, augmentar el volum de gas augmenta la força motriu de transferència de massa, que és beneficiosa per a l'eliminació del nitrogen d'amoníac. Tanmateix, els volums i les velocitats de gas excessivament grans dificulten el flux normal d'aigües residuals al llarg del material d'embalatge, o fins i tot impediran que flueixi cap avall, provocant inundacions. Per tant, per a un volum d'aigua residual donat, la relació mínima de líquid-a-gas està controlada per la velocitat del gas d'inundació; tanmateix, quan el volum d'influent és petit, consumeix una gran quantitat d'energia, de manera que els processos d'eliminació de nitrogen d'amoníac controlen generalment la proporció de gas-a-líquid al voltant de 3000.