1. Vantagens e desvantagens da decapagem de ar
Vantagens: A purificação do ar é eficaz no tratamento de águas residuais com alta-concentração de nitrogênio amoniacal devido ao seu processo simples, efeito de tratamento estável e baixos custos operacionais e de infraestrutura, o que o torna altamente prático.
Desvantagens: O afluente e o efluente necessitam de ajuste de pH; sem absorção de ácido, o gás amônia extraído entra na atmosfera com o ar, causando poluição secundária; e águas residuais de alta{0}dureza sofrem de incrustações severas.
2. Fatores que afetam a remoção de ar
1) pH
O nitrogênio amoniacal na água existe principalmente em equilíbrio entre íons de amônia (NH4+) e amônia livre (NH3). A relação de equilíbrio é a seguinte:
NH4+ + OH- → NH3 + H2O (1)
A equação (1) é afetada pelo pH. Quando o pH está alto, o equilíbrio se desloca para a direita, resultando em uma proporção maior de amônia livre. Quando o pH está em torno de 11, a amônia livre representa aproximadamente 90%.
2) Temperatura
A distribuição percentual entre amônia e íons de amônia pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Ka=Kw / Kb=(CNH3·CH+) / CNH4+ (2)
Como pode ser visto na fórmula (2), o pH é um dos principais fatores que afetam a porcentagem de amônia livre na água. Além disso, a temperatura também afecta o equilíbrio da reacção (1); à medida que a temperatura aumenta, o equilíbrio se desloca para a direita. Dados relevantes mostram que quando o pH é superior a 10, a taxa de dissociação é superior a 80%, e quando o pH atinge 11, a taxa de dissociação chega a 98%, com efeito mínimo da temperatura.
3) Proporção de gás-líquido:
A proporção de gás-líquido refere-se à proporção de volume de ar (vapor) para o alvo de extração (amônia-contendo águas residuais).
Dois fatores afetam a transferência de amônia da água para a atmosfera: um é a tensão superficial na interface água-ar; a outra é que a tensão superficial na diferença de concentração de amônia na interface é a menor, resultando na maior liberação de amônia gasosa. Se forem formadas gotículas de água, o aumento na quantidade de amônia gasosa transferida será muito pequeno. Portanto, a formação repetida de gotículas de água ajuda na remoção da amônia. A diferença de concentração de nitrogênio amoniacal na água e na atmosfera é a força motriz para a transferência de amônia gasosa. Para minimizar a concentração de nitrogênio amoniacal em torno das gotículas de água, o ar deve circular rapidamente. Agitar as gotas de água com ar contendo uma baixa concentração de amônia gasosa ajuda a acelerar a liberação de amônia.
Para um determinado volume de águas residuais, aumentar o volume de gás aumenta a força motriz de transferência de massa, o que é benéfico para a remoção de nitrogênio amoniacal. No entanto, volumes e velocidades de gás excessivamente grandes dificultarão o fluxo normal de águas residuais ao longo do material de embalagem, ou mesmo impedirão que este flua para baixo, levando a inundações. Portanto, para um determinado volume de águas residuais, a proporção mínima de líquido-para-gás é controlada pela velocidade do gás de inundação; no entanto, quando o volume influente é pequeno, ele consome uma grande quantidade de energia, portanto, os processos de remoção de nitrogênio amoniacal geralmente controlam a proporção de gás-para{5}}líquido em torno de 3.000.
