पानी से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए रासायनिक और प्रक्रिया

1. अमोनिया नाइट्रोजन क्या है?

अमोनिया नाइट्रोजन मुक्त अमोनिया (या गैर-आयनिक अमोनिया, एनएच 3) या आयनिक अमोनिया (एनएच 4+) के रूप में अमोनिया को संदर्भित करता है। मुक्त अमोनिया के उच्च पीएच और उच्च अनुपात; इसके विपरीत, अमोनियम नमक का अनुपात अधिक है।

अमोनिया नाइट्रोजन पानी में एक पोषक तत्व है, जो पानी के यूट्रोफिकेशन को जन्म दे सकता है, और पानी में प्रदूषक का उपभोग करने वाला मुख्य ऑक्सीजन है, जो मछली और कुछ जलीय जीवों के लिए विषाक्त है।

जलीय जीवों पर अमोनिया नाइट्रोजन का मुख्य हानिकारक प्रभाव मुक्त अमोनिया है, जिसकी विषाक्तता अमोनियम नमक की तुलना में दर्जनों गुना अधिक है, और क्षारीयता की वृद्धि के साथ बढ़ती है। अमोनिया नाइट्रोजन विषाक्तता पूल के पानी के पीएच मूल्य और पानी के तापमान से निकटता से संबंधित है, सामान्य तौर पर, पीएच मूल्य और पानी का तापमान जितना अधिक होता है, विषाक्तता उतनी ही मजबूत होती है।

अमोनिया को निर्धारित करने के लिए आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले दो अनुमानित संवेदनशीलता रंगमंच के तरीके शास्त्रीय नेस्लर अभिकर्मक विधि और फिनोल-हाइपोक्लोराइट विधि हैं। टाइट्रेशन और विद्युत तरीकों का उपयोग आम तौर पर अमोनिया को निर्धारित करने के लिए किया जाता है; जब अमोनिया नाइट्रोजन सामग्री अधिक होती है, तो आसवन अनुमापन विधि का भी उपयोग किया जा सकता है। (राष्ट्रीय मानकों में नाथ की अभिकर्मक विधि, सैलिसिलिक एसिड स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री, आसवन - अनुमापन विधि शामिल हैं)

2. भौतिक और रासायनिक नाइट्रोजन हटाने की प्रक्रिया

① रासायनिक वर्षा विधि

रासायनिक वर्षा विधि, जिसे एमएपी वर्षा विधि के रूप में भी जाना जाता है, अमोनिया नाइट्रोजन युक्त अपशिष्ट जल में मैग्नीशियम और फॉस्फोरिक एसिड या हाइड्रोजन फॉस्फेट को जोड़ने के लिए है, ताकि अपशिष्ट जल में एनएच 4+ एमजी+ और पीओ 4 के साथ प्रतिक्रिया करता है। अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने का उद्देश्य। मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट, जिसे आमतौर पर स्ट्रूइट के रूप में जाना जाता है, का उपयोग संरचनात्मक उत्पादों के निर्माण के लिए खाद, मिट्टी के एडिटिव या अग्निशमन के रूप में किया जा सकता है। प्रतिक्रिया समीकरण इस प्रकार है:

Mg ++ NH4 + + PO4 - = MGNH4P04

रासायनिक वर्षा के उपचार प्रभाव को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक पीएच मूल्य, तापमान, अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता और दाढ़ अनुपात (एन (एमजी+): एन (एनएच 4+): एन (पी 04-)) हैं। परिणाम बताते हैं कि जब पीएच मूल्य 10 होता है और मैग्नीशियम का दाढ़ अनुपात, नाइट्रोजन और फास्फोरस 1.2: 1: 1.2 है, तो उपचार प्रभाव बेहतर है।

मैग्नीशियम क्लोराइड और डिसोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट को अवक्षेपित एजेंटों के रूप में उपयोग करना, परिणाम बताते हैं कि उपचार प्रभाव बेहतर है जब पीएच मान 9.5 है और मैग्नीशियम, नाइट्रोजन और फास्फोरस का दाढ़ अनुपात 1.2: 1: 1 है।

परिणाम बताते हैं कि MGC12+NA3PO4.12H20 अन्य अवक्षेपित एजेंट संयोजनों से बेहतर है। जब पीएच मान 10.0 होता है, तो तापमान 30 ℃, n (mg+): n (nh4+): n (p04-) = 1: 1: 1 होता है, 30min के लिए हलचल के बाद अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन की द्रव्यमान एकाग्रता 222mg/l से कम हो जाती है, जो 17mg/l पर उपचार से पहले होती है, और छूट दर 92.3%होती है।

रासायनिक वर्षा विधि और तरल झिल्ली विधि को उच्च एकाग्रता औद्योगिक अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उपचार के लिए जोड़ा गया था। वर्षा प्रक्रिया के अनुकूलन की शर्तों के तहत, अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 98.1%तक पहुंच गई, और फिर तरल फिल्म विधि के साथ आगे के उपचार ने अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता को 0.005g/L तक कम कर दिया, राष्ट्रीय प्रथम श्रेणी के उत्सर्जन मानक तक पहुंच गया।

फॉस्फेट की कार्रवाई के तहत अमोनिया नाइट्रोजन पर एमजी+के अलावा अन्य की जांच की गई। अमोनियम सल्फेट अपशिष्ट जल के लिए CASO4 वर्षा-मैप वर्षा की एक नई प्रक्रिया प्रस्तावित की गई थी। परिणाम बताते हैं कि पारंपरिक NaOH नियामक को चूने से बदला जा सकता है।

रासायनिक वर्षा विधि का लाभ यह है कि जब अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल की एकाग्रता अधिक होती है, तो अन्य तरीकों का अनुप्रयोग सीमित होता है, जैसे कि जैविक विधि, ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण विधि, झिल्ली पृथक्करण विधि, आयन विनिमय विधि, आदि। इस समय, रासायनिक वर्षा विधि का उपयोग पूर्व-उपचार के लिए किया जा सकता है। रासायनिक वर्षा विधि की हटाने की दक्षता बेहतर है, और यह तापमान द्वारा सीमित नहीं है, और ऑपरेशन सरल है। मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट युक्त अवक्षेपित कीचड़ को अपशिष्ट उपयोग का एहसास करने के लिए एक समग्र उर्वरक के रूप में उपयोग किया जा सकता है, इस प्रकार लागत का हिस्सा ऑफसेट; यदि इसे कुछ औद्योगिक उद्यमों के साथ जोड़ा जा सकता है जो फॉस्फेट अपशिष्ट जल और उद्यमों का उत्पादन करते हैं जो नमक नमकीन का उत्पादन करते हैं, तो यह दवा की लागत को बचा सकता है और बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग की सुविधा प्रदान कर सकता है।

रासायनिक वर्षा विधि का नुकसान यह है कि अमोनियम मैग्नीशियम फॉस्फेट की घुलनशीलता उत्पाद के प्रतिबंध के कारण, अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन के बाद एक निश्चित एकाग्रता तक पहुंचता है, हटाने का प्रभाव स्पष्ट नहीं होता है और इनपुट लागत बहुत बढ़ जाती है। इसलिए, रासायनिक वर्षा विधि का उपयोग उन्नत उपचार के लिए उपयुक्त अन्य तरीकों के साथ संयोजन में किया जाना चाहिए। उपयोग की जाने वाली अभिकर्मक की मात्रा बड़ी है, उत्पादित कीचड़ बड़ी है, और उपचार की लागत अधिक है। रसायनों की खुराक के दौरान क्लोराइड आयनों और अवशिष्ट फास्फोरस की शुरूआत आसानी से माध्यमिक प्रदूषण का कारण बन सकती है।

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②blow विधि

उड़ाने की विधि द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए पीएच मान को क्षारीय में समायोजित करना है, ताकि अपशिष्ट जल में अमोनिया आयन को अमोनिया में बदल दिया जाए, ताकि यह मुख्य रूप से मुक्त अमोनिया के रूप में मौजूद हो, और फिर मुक्त अमोनिया को वाहक गैस के माध्यम से अपशिष्ट जल से बाहर ले जाया जाए, ताकि एममोन को हटा दिया जा सके। उड़ाने की दक्षता को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक पीएच मूल्य, तापमान, गैस-तरल अनुपात, गैस प्रवाह दर, प्रारंभिक एकाग्रता और इतने पर हैं। वर्तमान में, अमोनिया नाइट्रोजन की उच्च एकाग्रता के साथ अपशिष्ट जल के उपचार में ब्लो-ऑफ विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ब्लो-ऑफ विधि द्वारा लैंडफिल लीचेट से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने का अध्ययन किया गया। यह पाया गया कि ब्लो-ऑफ की दक्षता को नियंत्रित करने वाले प्रमुख कारक तापमान, गैस-तरल अनुपात और पीएच मान थे। जब पानी का तापमान 2590 से अधिक होता है, तो गैस-तरल अनुपात लगभग 3500 होता है, और पीएच लगभग 10.5 होता है, हटाने की दर 2000-4000mg/l के रूप में अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता के साथ लैंडफिल लीचेट के लिए 90% से अधिक तक पहुंच सकती है। परिणाम बताते हैं कि जब पीएच = 11.5, स्ट्रिपिंग तापमान 80cc है और स्ट्रिपिंग समय 120min है, तो अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 99.2%तक पहुंच सकती है।

उच्च एकाग्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल की उड़ाने-बंद दक्षता काउंटरक्रंट ब्लोइंग-ऑफ टॉवर द्वारा किया गया था। परिणामों से पता चला कि पीएच मूल्य की वृद्धि के साथ उड़ाने-बंद दक्षता में वृद्धि हुई। गैस-तरल अनुपात जितना बड़ा होता है, अमोनिया स्ट्रिपिंग मास ट्रांसफर की ड्राइविंग बल उतना ही अधिक होता है, और स्ट्रिपिंग दक्षता भी बढ़ जाती है।

उड़ान विधि द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन को हटाना प्रभावी है, संचालित करने में आसान है और नियंत्रित करने में आसान है। उड़ा हुआ अमोनिया नाइट्रोजन को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ एक अवशोषक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, और उत्पन्न सल्फ्यूरिक एसिड के पैसे को उर्वरक के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। ब्लो-ऑफ विधि वर्तमान में भौतिक और रासायनिक नाइट्रोजन हटाने के लिए एक आमतौर पर उपयोग की जाने वाली तकनीक है। हालांकि, ब्लो-ऑफ विधि में कुछ नुकसान हैं, जैसे कि ब्लो-ऑफ टॉवर में लगातार स्केलिंग, कम तापमान पर कम अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दक्षता, और ब्लो-ऑफ गैस के कारण माध्यमिक प्रदूषण। ब्लो-ऑफ विधि आम तौर पर अन्य अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल उपचार विधियों के साथ संयुक्त रूप से उच्च-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के साथ संयुक्त है।

③break बिंदु क्लोरीनीकरण

ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण द्वारा अमोनिया हटाने का तंत्र यह है कि क्लोरीन गैस अमोनिया के साथ हानिरहित नाइट्रोजन गैस का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया करती है, और एन 2 वायुमंडल में बच जाता है, जिससे प्रतिक्रिया स्रोत दाईं ओर जारी रहता है। प्रतिक्रिया सूत्र है:

HOCL NH4 + + 1.5 -> 0.5 N2 H20 H ++ CL - 1.5 + 2.5 + 1.5)

जब क्लोरीन गैस को एक निश्चित बिंदु पर अपशिष्ट जल में स्थानांतरित किया जाता है, तो पानी में मुक्त क्लोरीन की सामग्री कम होती है, और अमोनिया की एकाग्रता शून्य होती है। जब क्लोरीन गैस की मात्रा बिंदु से गुजरती है, तो पानी में मुक्त क्लोरीन की मात्रा बढ़ जाएगी, इसलिए, बिंदु को ब्रेक प्वाइंट कहा जाता है, और इस राज्य में क्लोरीनीकरण को ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण कहा जाता है।

ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण विधि का उपयोग अमोनिया नाइट्रोजन के उड़ाने के बाद ड्रिलिंग अपशिष्ट जल के इलाज के लिए किया जाता है, और उपचार प्रभाव सीधे प्रीट्रीटमेंट अमोनिया नाइट्रोजन उड़ाने की प्रक्रिया से प्रभावित होता है। जब अपशिष्ट जल में 70% अमोनिया नाइट्रोजन को उड़ाने की प्रक्रिया द्वारा हटा दिया जाता है और फिर ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनेशन द्वारा इलाज किया जाता है, तो अपशिष्ट में अमोनिया नाइट्रोजन की द्रव्यमान एकाग्रता 15mg/l से कम होती है। झांग शेंगली एट अल। अनुसंधान वस्तु के रूप में 100mg/l के बड़े पैमाने पर एकाग्रता के साथ नकली अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल लिया, और अनुसंधान परिणामों से पता चला कि सोडियम हाइपोक्लोराइट के ऑक्सीकरण द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने को प्रभावित करने वाले मुख्य और द्वितीयक कारक अमोनिया नाइट्रोजन, प्रतिक्रिया समय और पीएच मूल्य के लिए क्लोरीन की मात्रा अनुपात थे।

ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण विधि में उच्च नाइट्रोजन हटाने की दक्षता होती है, हटाने की दर 100%तक पहुंच सकती है, और अपशिष्ट जल में अमोनिया एकाग्रता को शून्य तक कम किया जा सकता है। प्रभाव स्थिर है और तापमान से प्रभावित नहीं है; कम निवेश उपकरण, तेजी से और पूर्ण प्रतिक्रिया; इसमें पानी के शरीर पर नसबंदी और कीटाणुशोधन का प्रभाव है। ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनेशन विधि के आवेदन का दायरा यह है कि अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल की एकाग्रता 40mg/L से कम है, इसलिए ब्रेक प्वाइंट क्लोरीनीकरण विधि का उपयोग ज्यादातर अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उन्नत उपचार के लिए किया जाता है। सुरक्षित उपयोग और भंडारण की आवश्यकता अधिक है, उपचार की लागत अधिक है, और उप-उत्पादों के क्लोरामाइन और क्लोरीनयुक्त ऑर्गेनिक्स माध्यमिक प्रदूषण का कारण होगा।

④ Catalytic ऑक्सीकरण विधि

उत्प्रेरक ऑक्सीकरण विधि उत्प्रेरक की कार्रवाई के माध्यम से है, एक निश्चित तापमान और दबाव के तहत, वायु ऑक्सीकरण के माध्यम से, सीवेज में कार्बनिक पदार्थ और अमोनिया को ऑक्सीकरण किया जा सकता है और शुद्धिकरण के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए सीओ 2, एन 2 और एच 2 ओ जैसे हानिरहित पदार्थों में विघटित किया जा सकता है।

उत्प्रेरक ऑक्सीकरण के प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक उत्प्रेरक विशेषताएं, तापमान, प्रतिक्रिया समय, पीएच मूल्य, अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता, दबाव, सरगर्मी तीव्रता और इतने पर हैं।

ओज़ोनेटेड अमोनिया नाइट्रोजन की गिरावट की प्रक्रिया का अध्ययन किया गया था। परिणामों से पता चला कि जब पीएच मूल्य में वृद्धि हुई है, तो मजबूत ऑक्सीकरण क्षमता के साथ एक प्रकार का हो कट्टरपंथी उत्पादन किया गया था, और ऑक्सीकरण दर में काफी तेजी आई थी। अध्ययनों से पता चलता है कि ओजोन अमोनिया नाइट्रोजन को नाइट्राइट और नाइट्राइट से नाइट्रेट से ऑक्सीकरण कर सकता है। पानी में अमोनिया नाइट्रोजन की एकाग्रता समय की वृद्धि के साथ कम हो जाती है, और अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर लगभग 82%है। CUO-MN02-CE02 का उपयोग अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के इलाज के लिए एक समग्र उत्प्रेरक के रूप में किया गया था। प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि नए तैयार समग्र उत्प्रेरक की ऑक्सीकरण गतिविधि में काफी सुधार हुआ है, और उपयुक्त प्रक्रिया की स्थिति 255 ℃, 4.2MPA और Ph = 10.8 है। 1023mg/L की प्रारंभिक एकाग्रता के साथ अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उपचार में, अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 150min के भीतर 98% तक पहुंच सकती है, राष्ट्रीय माध्यमिक (50mg/L) डिस्चार्ज मानक तक पहुंच सकती है।

जिओलाइट समर्थित TiO2 फोटोकैटलिस्ट के उत्प्रेरक प्रदर्शन की जांच सल्फ्यूरिक एसिड समाधान में अमोनिया नाइट्रोजन की गिरावट दर का अध्ययन करके की गई थी। परिणाम बताते हैं कि TI02/ Zeolite फोटोकैटलिस्ट की इष्टतम खुराक 1.5g/ L है और प्रतिक्रिया समय पराबैंगनी विकिरण के तहत 4h है। अपशिष्ट जल से अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 98.92%तक पहुंच सकती है। फिनोल और अमोनिया नाइट्रोजन पर पराबैंगनी प्रकाश के तहत उच्च लोहे और नैनो-चिन डाइऑक्साइड के हटाने के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। परिणाम बताते हैं कि अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 97.5% है जब पीएच = 9.0 को 50mg/L की एकाग्रता के साथ अमोनिया नाइट्रोजन समाधान पर लागू किया जाता है, जो अकेले उच्च लोहे या चाइन डाइऑक्साइड की तुलना में 7.8% और 22.5% अधिक है।

कैटेलिटिक ऑक्सीकरण विधि में उच्च शोधन दक्षता, सरल प्रक्रिया, छोटे निचले क्षेत्र, आदि के फायदे हैं, और अक्सर उच्च-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के इलाज के लिए उपयोग किया जाता है। आवेदन की कठिनाई यह है कि कैसे उत्प्रेरक और संक्षारण संरक्षण के नुकसान को रोकना है।

⑤electrochemical ऑक्सीकरण विधि

इलेक्ट्रोकेमिकल ऑक्सीकरण विधि उत्प्रेरक गतिविधि के साथ इलेक्ट्रोक्सिडेशन का उपयोग करके पानी में प्रदूषकों को हटाने की विधि को संदर्भित करती है। प्रभावित करने वाले कारक वर्तमान घनत्व, इनलेट प्रवाह दर, आउटलेट समय और बिंदु समाधान समय हैं।

एक परिसंचारी प्रवाह इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में अमोनिया-नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण का अध्ययन किया गया था, जहां सकारात्मक TI/RU02-TIO2-IR02-SNO2 नेटवर्क बिजली है और नकारात्मक TI नेटवर्क बिजली है। परिणाम बताते हैं कि जब क्लोराइड आयन एकाग्रता 400mg/L होता है, तो प्रारंभिक अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता 40mg/l है, प्रभावशाली प्रवाह दर 600ml/मिनट है, वर्तमान घनत्व 20ma/cm है, और इलेक्ट्रोलाइटिक समय 90min है, अमोनिया नाइट्रोजन हटाने की दर 99.37%है। यह दर्शाता है कि अमोनिया-नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के इलेक्ट्रोलाइटिक ऑक्सीकरण में एक अच्छा अनुप्रयोग संभावना है।

3। जैव रासायनिक नाइट्रोजन हटाने की प्रक्रिया

① पूरे नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन

संपूर्ण-प्रोसेस नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन एक प्रकार की जैविक विधि है जिसका व्यापक रूप से वर्तमान में लंबे समय तक उपयोग किया गया है। यह अमोनिया नाइट्रोजन को अपशिष्ट जल में नाइट्रोजन में परिवर्तित करता है, जैसे कि विभिन्न सूक्ष्मजीवों की कार्रवाई के तहत नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन जैसी प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से, ताकि अपशिष्ट जल उपचार के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन की प्रक्रिया को दो चरणों से गुजरने की जरूरत है:

नाइट्रिफिकेशन रिएक्शन: नाइट्रिफिकेशन रिएक्शन एरोबिक ऑटोट्रॉफिक सूक्ष्मजीवों द्वारा पूरा किया जाता है। एरोबिक राज्य में, अकार्बनिक नाइट्रोजन का उपयोग नाइट्रोजन स्रोत के रूप में NH4+ को NO2- में बदलने के लिए किया जाता है, और फिर इसे NO3- में ऑक्सीकरण किया जाता है। नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया को दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है। दूसरे चरण में, नाइट्राइट को नाइट्रेट (NO3-) में नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया द्वारा परिवर्तित किया जाता है, और नाइट्राइट को नाइट्रेट (NO3-) में नाइट्रेट (NO3-) में बदल दिया जाता है।

डेनिट्रिफिकेशन रिएक्शन: डेनिट्रिफिकेशन रिएक्शन वह प्रक्रिया है जिसमें डेनिट्राइज़िंग बैक्टीरिया हाइपोक्सिया की स्थिति में गैसीय नाइट्रोजन (एन 2) के लिए नाइट्राइट नाइट्रोजन और नाइट्रेट नाइट्रोजन को कम करते हैं। डेनिट्रिफ़ाइंग बैक्टीरिया हेटेरोट्रॉफिक सूक्ष्मजीव हैं, जिनमें से अधिकांश एम्फ़िक्टिक बैक्टीरिया से संबंधित हैं। हाइपोक्सिया की स्थिति में, वे इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता और कार्बनिक पदार्थ के रूप में नाइट्रेट में ऑक्सीजन का उपयोग करते हैं (सीवेज में बीओडी घटक) इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में ऊर्जा प्रदान करने और ऑक्सीकरण और स्थिर होने के लिए।

पूरी प्रक्रिया नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में मुख्य रूप से एओ, ए 2 ओ, ऑक्सीकरण खाई, आदि शामिल हैं, जो जैविक नाइट्रोजन हटाने वाले उद्योग में उपयोग की जाने वाली एक अधिक परिपक्व विधि है।

पूरे नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन विधि में स्थिर प्रभाव, सरल संचालन, कोई माध्यमिक प्रदूषण और कम लागत के फायदे हैं। इस विधि में कुछ कमियां भी हैं, जैसे कि कार्बन स्रोत को जोड़ा जाना चाहिए जब अपशिष्ट जल में सी/एन अनुपात कम होता है, तापमान की आवश्यकता अपेक्षाकृत सख्त होती है, दक्षता कम तापमान पर कम होती है, क्षेत्र बड़ा होता है, ऑक्सीजन की मांग बड़ी होती है, और कुछ हानिकारक पदार्थों जैसे कि भारी धातु के आयनों का सूक्ष्मजीवों पर एक दबाव प्रभाव होता है, जो कि जैविक पद्धति को हटाने की आवश्यकता है। इसके अलावा, अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन की उच्च सांद्रता भी नाइट्रिफिकेशन प्रक्रिया पर एक निरोधात्मक प्रभाव डालती है। इसलिए, उच्च-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उपचार से पहले दिखावा किया जाना चाहिए ताकि अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल की एकाग्रता 500mg/L से कम हो। पारंपरिक जैविक विधि कम एकाग्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है, जिसमें कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं, जैसे कि घरेलू सीवेज, रासायनिक अपशिष्ट जल, आदि।

②simultaneous नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन (एसएनडी)

जब नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन को एक ही रिएक्टर में एक साथ किया जाता है, तो इसे एक साथ पाचन डेनिट्रिफिकेशन (एसएनडी) कहा जाता है। अपशिष्ट जल में भंग ऑक्सीजन माइक्रोबियल फ्लोक या बायोफिल्म पर माइक्रोएन्वायरमेंट क्षेत्र में एक भंग ऑक्सीजन ग्रेडिएंट का उत्पादन करने के लिए प्रसार दर द्वारा सीमित है, जो कि माइक्रोबियल फ्लोक या बायोफिल्म कन्फ्यूटिव के बाहरी सतह पर भंग ऑक्सीजन ढाल बनाता है और एरोबिक नाइट्रिफ़िंग बैक्टीरिया और एरोबिक नाइट्रिफ़िंग बैक्टीरिया को कन्फेशन करता है। फ्लोक या झिल्ली में गहरा, विघटित ऑक्सीजन की एकाग्रता को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप एनोक्सिक ज़ोन होता है जहां बैक्टीरिया का खंडन होता है। इस प्रकार एक साथ पाचन और डेनिट्रिफिकेशन प्रक्रिया का गठन। एक साथ पाचन और डेनिट्रिफिकेशन को प्रभावित करने वाले कारक पीएच मूल्य, तापमान, क्षारीयता, कार्बनिक कार्बन स्रोत, भंग ऑक्सीजन और कीचड़ उम्र हैं।

एक साथ नाइट्रिफिकेशन/डेनिट्रिफिकेशन कैरोसेल ऑक्सीकरण खाई में मौजूद था, और कैरोसेल ऑक्सीकरण खाई में वातित प्ररित करनेवाला के बीच विघटित ऑक्सीजन की एकाग्रता धीरे -धीरे कम हो गई, और कैरोसेल ऑक्सीडेशन खाई के निचले हिस्से में भंग ऑक्सीजन ऊपरी हिस्से की तुलना में कम था। चैनल के प्रत्येक भाग में नाइट्रेट नाइट्रोजन का गठन और खपत दर लगभग बराबर है, और चैनल में अमोनिया नाइट्रोजन की एकाग्रता हमेशा बहुत कम होती है, जो इंगित करती है कि नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन प्रतिक्रियाएं एक साथ कैरोसेल ऑक्सीकरण चैनल में होती हैं।

घरेलू सीवेज के उपचार पर अध्ययन से पता चलता है कि CODCR जितना अधिक होगा, उतना ही अधिक संपूर्णता और बेहतर TN निष्कासन। एक साथ नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन पर भंग ऑक्सीजन का प्रभाव महान है। जब भंग ऑक्सीजन को 0.5 ~ 2mg/L पर नियंत्रित किया जाता है, तो कुल नाइट्रोजन हटाने का प्रभाव अच्छा होता है। इसी समय, नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन विधि रिएक्टर को बचाती है, प्रतिक्रिया समय को छोटा करती है, कम ऊर्जा की खपत होती है, निवेश बचाती है, और पीएच मूल्य को स्थिर रखने के लिए आसान है।

③short- रेंज पाचन और denitrification

एक ही रिएक्टर में, अमोनिया ऑक्सीकरण बैक्टीरिया का उपयोग एरोबिक स्थितियों के तहत अमोनिया को नाइट्राइट में ऑक्सीकरण करने के लिए किया जाता है, और फिर नाइट्राइट को सीधे हाइपोक्सिया स्थितियों के तहत इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में कार्बनिक पदार्थ या बाहरी कार्बन स्रोत के साथ नाइट्रोजन का उत्पादन करने के लिए डिक्रिप्ट किया जाता है। लघु-श्रेणी के नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन के प्रभाव कारक तापमान, मुक्त अमोनिया, पीएच मूल्य और भंग ऑक्सीजन हैं।

30% समुद्री जल के साथ समुद्री जल और नगरपालिका सीवेज के बिना नगरपालिका सीवेज के कम दूरी के नाइट्रिफिकेशन पर तापमान का प्रभाव। प्रयोगात्मक परिणाम बताते हैं कि: समुद्री जल के बिना नगरपालिका सीवेज के लिए, तापमान बढ़ाना कम दूरी के नाइट्रिफिकेशन को प्राप्त करने के लिए अनुकूल है। जब घरेलू सीवेज में समुद्री जल का अनुपात 30%होता है, तो मध्यम तापमान स्थितियों के तहत कम दूरी के नाइट्रिफिकेशन को बेहतर ढंग से प्राप्त किया जा सकता है। डेल्फ़्ट यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी ने शेरोन प्रक्रिया को विकसित किया, उच्च तापमान (लगभग 30-4090) का उपयोग नाइट्राइट बैक्टीरिया के प्रसार के लिए अनुकूल है, ताकि नाइट्राइट बैक्टीरिया प्रतिस्पर्धा खो देते हैं, जबकि नाइट्राइट बैक्टीरिया को खत्म करने के लिए कीचड़ की उम्र को नियंत्रित करके, ताकि नाइट्राइट स्टेज में नाइट्रिफिकेशन प्रतिक्रिया हो।

नाइट्राइट बैक्टीरिया और नाइट्राइट बैक्टीरिया के बीच ऑक्सीजन आत्मीयता में अंतर के आधार पर, जेंट माइक्रोबियल इकोलॉजी प्रयोगशाला ने नाइट्राइट बैक्टीरिया को खत्म करने के लिए भंग ऑक्सीजन को नियंत्रित करके नाइट्राइट नाइट्रोजन के संचय को प्राप्त करने के लिए ओलैंड प्रक्रिया विकसित की।

छोटी दूरी के नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन द्वारा कोकिंग अपशिष्ट जल के उपचार के पायलट परीक्षण के परिणाम बताते हैं कि जब प्रभावशाली कॉड, अमोनिया नाइट्रोजन, टीएन और फिनोल सांद्रता 1201.6,510.4,540.1 और 110.4mg/l, औसत प्रवाह, अमोनिया नाइट्रोजेन, TN और Phenol, TN और Phenol Cosdrogen, TN और Phenol Costrogen, TN और Phenol Constrations हैं। क्रमशः 0.4mg/l। इसी निष्कासन की दर क्रमशः 83.6%, 97.2%, 66.4%और 99.6%थी।

शॉर्ट-रेंज नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन प्रक्रिया नाइट्रेट चरण के माध्यम से नहीं जाती है, जिससे जैविक नाइट्रोजन हटाने के लिए आवश्यक कार्बन स्रोत की बचत होती है। कम सी/एन अनुपात के साथ अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के लिए इसके कुछ फायदे हैं। शॉर्ट-रेंज नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन में कम कीचड़, कम प्रतिक्रिया समय और रिएक्टर वॉल्यूम की बचत के फायदे हैं। हालांकि, शॉर्ट-रेंज नाइट्रिफिकेशन और डेनिट्रिफिकेशन के लिए नाइट्राइट के स्थिर और स्थायी संचय की आवश्यकता होती है, इसलिए कैसे प्रभावी ढंग से नाइट्रिफाइंग बैक्टीरिया की गतिविधि को बाधित किया जाए, यह महत्वपूर्ण बन जाता है।

④ एनारोबिक अमोनिया ऑक्सीकरण

एनारोबिक अम्मोक्सिडेशन हाइपोक्सिया की स्थिति के तहत ऑटोट्रॉफिक बैक्टीरिया द्वारा नाइट्रोजन द्वारा नाइट्रोजन के लिए अमोनिया नाइट्रोजन के प्रत्यक्ष ऑक्सीकरण की एक प्रक्रिया है, इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता के रूप में नाइट्रस नाइट्रोजन या नाइट्रस नाइट्रोजन के साथ।

एमामॉक्स की जैविक गतिविधि पर तापमान और पीएच के प्रभावों का अध्ययन किया गया था। परिणामों से पता चला कि इष्टतम प्रतिक्रिया तापमान 30 ℃ और पीएच मूल्य 7.8 था। उच्च लवणता और उच्च एकाग्रता नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के इलाज के लिए एनारोबिक अमोक रिएक्टर की व्यवहार्यता का अध्ययन किया गया था। परिणामों से पता चला कि उच्च लवणता ने एमामॉक्स गतिविधि को काफी रोक दिया, और यह निषेध प्रतिवर्ती था। अनियंत्रित कीचड़ की एनारोबिक अम्मॉक्स गतिविधि 30g.l-1 (Nac1) की लवणता के तहत नियंत्रण कीचड़ की तुलना में 67.5% कम थी। संक्षेपित कीचड़ की एनामॉक्स गतिविधि नियंत्रण की तुलना में 45.1% कम थी। जब एक उच्च लवणता वातावरण से कम लवणता वातावरण (कोई नमकीन) में उच्चतर कीचड़ को स्थानांतरित कर दिया गया था, तो अवायवीय अम्मॉक्स गतिविधि में 43.1%की वृद्धि हुई थी। हालांकि, रिएक्टर को लंबे समय तक उच्च लवणता में चलने पर कार्य में गिरावट का खतरा होता है।

पारंपरिक जैविक प्रक्रिया की तुलना में, एनारोबिक अम्मॉक्स एक अधिक किफायती जैविक नाइट्रोजन हटाने की तकनीक है जिसमें कोई अतिरिक्त कार्बन स्रोत, कम ऑक्सीजन की मांग, अभिकर्मकों को बेअसर करने की आवश्यकता नहीं है, और कम कीचड़ उत्पादन की आवश्यकता नहीं है। एनारोबिक अम्मॉक्स के नुकसान यह है कि प्रतिक्रिया की गति धीमी है, रिएक्टर की मात्रा बड़ी है, और कार्बन स्रोत एनारोबिक अमोक्स के प्रतिकूल है, जिसका अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल को खराब बायोडिग्रेडेबिलिटी के साथ हल करने के लिए व्यावहारिक महत्व है।

4. सेपरेशन और सोखना नाइट्रोजन हटाने की प्रक्रिया

① झिल्ली पृथक्करण विधि

झिल्ली पृथक्करण विधि तरल में घटकों को चुनिंदा रूप से अलग करने के लिए झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता का उपयोग करना है, ताकि अमोनिया नाइट्रोजन हटाने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके। रिवर्स ऑस्मोसिस, नैनोफिल्ट्रेशन, डेममोनिटिंग झिल्ली और इलेक्ट्रोडायलिसिस सहित। झिल्ली पृथक्करण को प्रभावित करने वाले कारक झिल्ली की विशेषताएं, दबाव या वोल्टेज, पीएच मूल्य, तापमान और अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता हैं।

दुर्लभ पृथ्वी स्मेल्टर द्वारा डिस्चार्ज किए गए अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल की पानी की गुणवत्ता के अनुसार, रिवर्स ऑस्मोसिस प्रयोग NH4C1 और NACI सिम्युलेटेड अपशिष्ट जल के साथ किया गया था। यह पाया गया कि समान परिस्थितियों में, रिवर्स ऑस्मोसिस की NACI की उच्च निष्कासन दर है, जबकि NHCL में पानी की अधिकता दर अधिक है। रिवर्स ऑस्मोसिस उपचार के बाद NH4C1 की हटाने की दर 77.3% है, जिसका उपयोग अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के दिखावा के रूप में किया जा सकता है। रिवर्स ऑस्मोसिस तकनीक ऊर्जा, अच्छी थर्मल स्थिरता को बचा सकती है, लेकिन क्लोरीन प्रतिरोध, प्रदूषण प्रतिरोध खराब है।

लैंडफिल लीचेट के इलाज के लिए एक जैव रासायनिक नैनोफिल्ट्रेशन झिल्ली पृथक्करण प्रक्रिया का उपयोग किया गया था, ताकि 85% ~ 90% पारगम्य तरल को मानक के अनुसार छुट्टी दे दी गई, और केवल 0% ~ 15% केंद्रित सीवेज तरल और कीचड़ को कचरा टैंक में वापस कर दिया गया। ओजटुर्की एट अल। नैनोफिल्ट्रेशन झिल्ली के साथ तुर्की में ओडायरी के लैंडफिल लीचेट का इलाज किया, और अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर लगभग 72%थी। नैनोफिल्ट्रेशन झिल्ली को रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली की तुलना में कम दबाव की आवश्यकता होती है, जो संचालित करने में आसान होती है।

अमोनिया-रिमूविंग झिल्ली प्रणाली का उपयोग आमतौर पर उच्च अमोनिया नाइट्रोजन के साथ अपशिष्ट जल के उपचार में किया जाता है। पानी में अमोनिया नाइट्रोजन में निम्नलिखित संतुलन होता है: NH4- +OH- = NH3 +H2O ऑपरेशन में, अमोनिया युक्त अपशिष्ट जल झिल्ली मॉड्यूल के खोल में प्रवाहित होता है, और झिल्ली मॉड्यूल के पाइप में एसिड-अवशोषित तरल प्रवाह होता है। जब अपशिष्ट जल का पीएच बढ़ता है या तापमान बढ़ जाता है, तो संतुलन दाईं ओर शिफ्ट हो जाएगा, और अमोनियम आयन एनएच 4- मुक्त गैसीय एनएच 3 बन जाता है। इस समय, गैसीय एनएच 3 खोखले फाइबर की सतह पर माइक्रोप्रोर्स के माध्यम से शेल में अपशिष्ट जल चरण से पाइप में एसिड अवशोषण तरल चरण में प्रवेश कर सकता है, जो एसिड समाधान द्वारा अवशोषित होता है और तुरंत आयनिक एनएच 4- हो जाता है। अपशिष्ट जल के पीएच को 10 से ऊपर रखें, और 35 डिग्री सेल्सियस (50 डिग्री सेल्सियस से नीचे) से ऊपर का तापमान, ताकि अपशिष्ट जल चरण में एनएच 4 लगातार एनएच 3 हो जाएगा जो अवशोषण तरल चरण प्रवास के लिए हो जाएगा। नतीजतन, अपशिष्ट जल पक्ष में अमोनिया नाइट्रोजन की एकाग्रता लगातार कम हो गई। एसिड अवशोषण तरल चरण, क्योंकि केवल एसिड और एनएच 4- है, एक बहुत ही शुद्ध अमोनियम नमक बनाता है, और निरंतर संचलन के बाद एक निश्चित एकाग्रता तक पहुंचता है, जिसे पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। एक ओर, इस तकनीक का उपयोग अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर में बहुत सुधार कर सकता है, और दूसरी ओर, यह अपशिष्ट जल उपचार प्रणाली की कुल परिचालन लागत को कम कर सकता है।

②electrodialysis विधि

इलेक्ट्रोडायलिसिस झिल्ली जोड़े के बीच एक वोल्टेज लागू करके जलीय घोल से भंग ठोस पदार्थों को हटाने की एक विधि है। वोल्टेज की कार्रवाई के तहत, अमोनिया-नाइट्रोजन अपशिष्ट जल में अमोनिया आयनों और अन्य आयनों को अमोनिया युक्त केंद्रित पानी में झिल्ली के माध्यम से समृद्ध किया जाता है, ताकि हटाने के उद्देश्य को प्राप्त किया जा सके।

इलेक्ट्रोडायलिसिस विधि का उपयोग अमोनिया नाइट्रोजन की उच्च एकाग्रता के साथ अकार्बनिक अपशिष्ट जल के इलाज के लिए किया गया था और अच्छे परिणाम प्राप्त किए। 2000-3000mg /l अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के लिए, अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 85%से अधिक हो सकती है, और केंद्रित अमोनिया पानी को 8.9%तक प्राप्त किया जा सकता है। इलेक्ट्रोडायलिसिस के संचालन के दौरान खपत की गई बिजली की मात्रा अपशिष्ट जल में अमोनिया नाइट्रोजन की मात्रा के लिए आनुपातिक है। अपशिष्ट जल का इलेक्ट्रोडायलिसिस उपचार पीएच मूल्य, तापमान और दबाव द्वारा सीमित नहीं है, और इसे संचालित करना आसान है।

झिल्ली पृथक्करण के फायदे अमोनिया नाइट्रोजन, सरल संचालन, स्थिर उपचार प्रभाव और कोई माध्यमिक प्रदूषण की उच्च वसूली हैं। हालांकि, उच्च-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के उपचार में, deammoniated झिल्ली को छोड़कर, अन्य झिल्ली पैमाने और क्लॉग के लिए आसान हैं, और पुनर्जनन और बैकवाशिंग अक्सर होते हैं, उपचार लागत में वृद्धि होती है। इसलिए, यह विधि प्रीट्रीटमेंट या कम-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के लिए अधिक उपयुक्त है।

③ आयन विनिमय विधि

आयन एक्सचेंज विधि अमोनिया आयनों के मजबूत चयनात्मक सोखना के साथ सामग्री का उपयोग करके अपशिष्ट जल से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने की एक विधि है। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली सोखना सामग्री सक्रिय कार्बन, जिओलाइट, मोंटमोरिलोनाइट और एक्सचेंज राल होती है। ज़ियोलाइट तीन-आयामी स्थानिक संरचना, नियमित छिद्र संरचना और छेद के साथ एक प्रकार का सिलिको-एल्यूमिनेट है, जिसमें क्लिनोप्टिलोलाइट में अमोनिया आयनों और कम कीमत के लिए एक मजबूत चयनात्मक सोखना क्षमता होती है, इसलिए यह आमतौर पर इंजीनियरिंग में अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल के लिए एक सोखना सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। क्लिनोप्टिलोलाइट के उपचार प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारकों में कण आकार, प्रभावशाली अमोनिया नाइट्रोजन एकाग्रता, संपर्क समय, पीएच मूल्य और इतने पर शामिल हैं।

अमोनिया नाइट्रोजन पर जिओलाइट का सोखना प्रभाव स्पष्ट है, इसके बाद रानाइट, और मिट्टी और सेरामिसाइट का प्रभाव खराब है। ज़ियोलाइट से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने का मुख्य तरीका आयन एक्सचेंज है, और भौतिक सोखना प्रभाव बहुत छोटा है। सेरामाइट, मिट्टी और रानाइट का आयन विनिमय प्रभाव भौतिक सोखना प्रभाव के समान है। चार भरावों की सोखने की क्षमता 15-35 ℃ की सीमा में तापमान में वृद्धि के साथ कम हो गई, और 3-9 की सीमा में पीएच मूल्य की वृद्धि के साथ बढ़ गई। सोखना संतुलन 6h दोलन के बाद पहुंच गया था।

जिओलाइट सोखना द्वारा लैंडफिल लीचेट से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने की व्यवहार्यता का अध्ययन किया गया था। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि ज़ियोलाइट के प्रत्येक ग्राम में 15.5mg अमोनिया नाइट्रोजन की एक सीमित सोखना क्षमता होती है, जब जिओलाइट कण का आकार 30-16 जाल होता है, तो अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 78.5%तक पहुंच जाती है, और एक ही सोखना समय, खुराक और ज़ेलाइट कण, जो कि उच्च स्तर पर होता है। लीचेट से अमोनिया नाइट्रोजन को हटाने के लिए एक adsorbent के रूप में Zeolite के लिए संभव है। इसी समय, यह बताया गया है कि जिओलाइट द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन की सोखना दर कम है, और ज़ियोलाइट के लिए व्यावहारिक संचालन में संतृप्ति सोखना क्षमता तक पहुंचना मुश्किल है।

सिम्युलेटेड गांव के सीवेज में नाइट्रोजन, सीओडी और अन्य प्रदूषकों पर जैविक जिओलाइट बेड के हटाने के प्रभाव का अध्ययन किया गया था। परिणाम बताते हैं कि जैविक जिओलाइट बिस्तर द्वारा अमोनिया नाइट्रोजन की हटाने की दर 95%से अधिक है, और नाइट्रेट नाइट्रोजन को हटाने से हाइड्रोलिक निवास समय से बहुत प्रभावित होता है।

आयन एक्सचेंज विधि में छोटे निवेश, सरल प्रक्रिया, सुविधाजनक संचालन, जहर और तापमान के प्रति असंवेदनशीलता और पुनर्जनन द्वारा जिओलाइट का पुन: उपयोग के फायदे हैं। हालांकि, जब उच्च-सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल का इलाज किया जाता है, तो उत्थान अक्सर होता है, जो ऑपरेशन के लिए असुविधा लाता है, इसलिए इसे अन्य अमोनिया नाइट्रोजन उपचार विधियों के साथ जोड़ा जाना चाहिए, या कम सांद्रता अमोनिया नाइट्रोजन अपशिष्ट जल का इलाज करने के लिए उपयोग किया जाता है।

थोक 4 ए जिओलाइट निर्माता और आपूर्तिकर्ता | एवरब्राइट (cnchemist.com)