Vo vodných rastlinách je odstránený účinok oxidu chloričitého na dusík amoniaku v surovej vode minimálny. Hlavným dôvodom je to, že reakčný mechanizmus a reakčné podmienky dusíka chloričitého a dusíka amoniaku obmedzujú jeho účinnosť odstránenia. Nasleduje špecifická analýza:
Obmedzenie reakčného mechanizmu
1. Oxid chloričitého (CLO₂) je silný oxidant so silnou oxidačnou schopnosťou, ale pri odstraňovaní dusíka amoniaku prevádza hlavne oxidáciu dusíka (NH₃-N) na dusík (N₂) alebo iné zlúčeniny obsahujúce dusík. Rýchlosť reakcie oxidu chloričitého a dusíka amoniaku je však pomalá a selektivita reakcie je zlá. Silná oxidačná vlastnosť oxidu chloričitého spôsobuje, že prednostne reaguje s organickými látkami so silnejšími redukčnými vlastnosťami vo vode (ako sú fenoly, sulfidy atď.) Až na dusík amoniaku. Najmä vtedy, keď je CHSK v surovej vode vysoká, oxidačná kapacita CLO₂ sa spotrebuje vo veľkých množstvách degradujúcej organických látok, čo vedie k zníženiu cielenej schopnosti odstraňovania amoniaku dusíka. Naopak, metóda chlorácie zlomu (s použitím chlóru) môže účinnejšie oxidovať dusík amoniaku na dusík za vhodných podmienok, čím sa dosiahne vyššia rýchlosť odstránenia.
Obmedzenia reakčných podmienok
Vplyv hodnoty pH: Oxidačná kapacita oxidu chloričitého sa mení v rôznych podmienkach pH. V kyslých alebo neutrálnych podmienkach má oxid chloričitého silnú oxidačnú kapacitu, ale v skutočnom procese spracovania vody z vodovodu môže byť hodnota pH surovej vody vysoká, čo zníži oxidačnú účinnosť oxidu oxidu chloričitého.
1.
2. Nedostatočný reakčný čas: Reakcia oxidu chloričitého a dusíka amoniaku trvá určitý čas na dokončenie času. Ak je čas zdržania vody krátky a reakcia je počas procesu spracovania vody neúplná, povedie to aj k zlému účinku odstraňovania dusíka amoniaku.
3. Reakcia medzi dusíkmi Clo₂ a amoniakom sa musí vykonávať v rámci špecifického rozsahu pH (napríklad 8-9), zatiaľ čo pH surovej vody je obvykle blízko neutrálneho (6. {{}}. 5), čo vedie k zníženej reakčnej rýchlosti.
4. Nedostatočný čas hydraulickej retencie: Reakcia medzi dusíkom Clo₂ a amoniakom si vyžaduje dostatočný kontaktný čas, ale proces čistenia vodného závodu sa zvyčajne zameriava na rýchle čistenie a HRT je krátka (napríklad len niekoľko hodín pre konvenčné procesy), čo je ťažké splniť požiadavky na úplnú reakciu.
Vplyv ďalších faktorov
1. Komplexná kvalita surovej vody: surová voda môže obsahovať ďalšie organické látky alebo redukčné látky, ktoré budú konkurovať oxidu chloričitého a spotrebovať veľké množstvo oxidu chloričitého, čím sa zníži množstvo oxidu chloričitého dostupného na oxidáciu amoniaku dusíka.
2. Obmedzenie biologického pôsobenia: V niektorých prípadoch sa môže amoniakový dusík v surovej vode premieňať na dusičnan dusík prostredníctvom biologickej nitrifikácie, ale oxid chloričitého má obmedzený podporný účinok na samotný proces biologického nitrifikácie a pri vysokých koncentráciách dusíka amoniaku môže byť tiež inhibovaný.
3. Konkurencia koexistujúcich organických látok: Ak surová voda obsahuje kyselinu humínovú, olej a ďalšie látky, zabalia molekuly kl₂ alebo reagujú s nimi, čím sa zníži jeho oxidačná účinnosť dusíka amoniaku.
4. Inhibícia iónov ťažkých kovov: Niektoré ťažké kovy (ako napríklad Cu²⁺, Zn²⁺) môžu katalyzovať rozklad Clo₂ alebo tvoriť komplexy s amoniakovým dusíkom, čo bráni reakcii.
Stručne povedané, oxid chloričitého nie je účinný pri odstraňovaní dusíka amoniaku zo surovej vody, najmä v dôsledku jeho reakčného mechanizmu, reakčných podmienok a komplexnej kvality surovej vody. Zlý účinok oxidu chloričitého na odstránenie dusíka amoniaku zo surovej vody je výsledkom kombinovaných účinkov chemických reakčných charakteristík, podmienok procesu a charakteristík kvality vody a účinnej denitrifikácie a je potrebné dosiahnuť účinnú denitrifikáciu koordinovanou optimalizáciou viacerých technológií. Naopak, metóda chlorácie zlomu alebo iné procesy hlbokého ošetrenia (ako napríklad uhlíkový proces aktivovaný ozón) môže byť účinnejší pri odstraňovaní dusíka amoniaku.