1. Переваги та недоліки зачистки повітря
Переваги: очищення стічних вод із високою-концентрацією аміачного азоту завдяки простому процесу, стабільному ефекту очищення та низьким витратам на інфраструктуру та експлуатацію, що робить його дуже практичним, є перевагами.
Недоліки: Потік і стічні води вимагають регулювання pH; без поглинання кислоти відпарений газоподібний аміак потрапляє в атмосферу разом з повітрям, викликаючи вторинне забруднення; а стічні води високої-жорсткості страждають від сильного утворення накипу.
2. Фактори, що впливають на очищення повітря
1) pH
Аміачний азот у воді існує переважно в рівновазі між іонами аміаку (NH4+) і вільним аміаком (NH3). Співвідношення рівноваги таке:
NH4+ + OH- → NH3 + H2O (1)
На рівняння (1) впливає pH. Коли pH високий, рівновага зміщується вправо, що призводить до більшої частки вільного аміаку. Коли рН близько 11, вільний аміак становить приблизно 90%.
2) Температура
Відсотковий розподіл між аміаком та іонами аміаку можна розрахувати за такою формулою:
Ka=Kw / Kb=(CNH3·CH+) / CNH4+ (2)
Як видно з формули (2), pH є одним з основних факторів, що впливають на відсоток вільного аміаку у воді. Крім того, температура також впливає на рівновагу реакції (1); при підвищенні температури рівновага зміщується вправо. Відповідні дані показують, що коли рН перевищує 10, швидкість дисоціації перевищує 80%, а коли рН досягає 11, швидкість дисоціації досягає 98% з мінімальним впливом температури.
3) Співвідношення газ-рідина:
Співвідношення газ-рідина стосується об’ємного відношення повітря (пари) до об’єкта очищення (стічної води,-що містить аміак).
Два фактори впливають на перенесення аміаку з води в атмосферу: один – поверхневий натяг на межі розділу вода-повітря; інший полягає в тому, що поверхневий натяг при різниці концентрації аміаку на межі розділу є найменшим, що призводить до найбільшого вивільнення газоподібного аміаку. Якщо утворюються краплі води, збільшення кількості газоподібного аміаку, що переноситься, буде дуже незначним. Таким чином, багаторазове утворення крапель води сприяє видаленню аміаку. Різниця концентрацій аміачного азоту у воді та атмосфері є рушійною силою для перенесення газоподібного аміаку. Щоб мінімізувати концентрацію аміачного азоту навколо крапель води, повітря має швидко циркулювати. Перемішування крапель води повітрям, що містить низьку концентрацію газоподібного аміаку, сприяє прискоренню вивільнення аміаку.
Для даного об’єму стічної води збільшення об’єму газу збільшує рушійну силу масообміну, що є корисним для видалення азоту аміаку. Однак надмірно великі об’єми та швидкості газу перешкоджатимуть нормальному потоку стічної води вздовж пакувального матеріалу або навіть перешкоджатимуть її стіканню, що призведе до затоплення. Таким чином, для заданого об’єму стічних вод мінімальне співвідношення рідини-до-газу контролюється швидкістю затоплення газу; однак, коли вхідний об’єм невеликий, він споживає велику кількість енергії, тому процеси видалення аміачного азоту зазвичай контролюють співвідношення газу-до-рідини приблизно на рівні 3000.