Results of experimental studies of the effect of electric fields on the ammonium content in livestock wastewater | Результаты экспериментальных исследований влияния электрических полей на содержание аммония в животноводческих стоках

English. It is necessary to reduce ammonium content in the livestock wastewater applied to agricultural fields. To develop more effective ways of wastewater treatment, the authors studied the effect of electric fields on the change in the concentration of ammonium nitrogen compounds in aqueous solutions (the electrolyte). Experimental studies were carried out on the developed installation using the principle of electrolysis. Distilled water with added ammonium nitrate was used to simulate the ammonium content in the electrolyte. The 500 ml electrolyte was placed between the electrodes and treated with direct current for 1, 3, 4, and 9 min. The studies were carried out at the NH4+ concentration in the electrolyte of 60, 90 and 300 mg/L. When the experiment was completed, the authors determined the concentration of nitrogen compounds and the hydrogen pH of the electrolyte. It was found that the exposure of NH4+ aqueous solution to the electric field leads to a decrease in the concentration of ammonium nitrogen compounds and a change in the pH of the electrolyte from the acidic to alkaline reaction. No ammonium compounds were detected in the solution after a 9-minute treatment of the electrolyte with the NH4+ concentration of 60 and 90 mg/L. Treatment of the solution with the NH4+ concentration of 300 mg/L for 1 min led to a decrease in the ammonium concentration to 75 mg/L. This fact indicates the viability of this treatment method and the development of an industrial sample of technical means to treat livestock wastewater. Reducing the ammonium nitrogen concentration will decrease the ecological load on soil, ground, and surface waters, and improve the quality of crops cultivated on the farmland, supplied with wastewater from livestock facilities. Changing the pH of electrolyte from the acid to alkaline reaction will have a positive effect on the acidic soils of the Central Non-Chernozem Zone of the Russian Federation.

Russian. Необходимо снижать содержание аммония в животноводческих стоках, вносимых на поля. С целью разработки более эффективных способов очистки сточных вод изучено воздействие электрического поля на изменение концентрации аммонийных соединений азота в водных растворах (электролите). Экспериментальные исследования проведены на разработанной установке, использующей принцип электролиза. Для имитации содержания аммония в электролите использовалась дистиллированная вода с добавлением аммиачной селитры. Электролит объемом 500 мл помещался между электродами и обрабатывался постоянным током в течение 1, 3, 4 и 9 мин. Исследования проводились при концентрации NH4+ в электролите 60, 90 и 300 мг/л. После завершения эксперимента определялись концентрация азотных соединений и водородный показатель pH электролита. Установлено, что воздействие электрического поля на водный раствор NH4+ приводит к снижению концентрации аммонийных соединений азота и изменению pH электролита с кислотной до щелочной реакции. После 9-минутной обработки электролита с концентрацией NH4+ 60 и 90 мг/л в растворе не были обнаружены аммонийные соединения. Обработка раствора с концентрацией NH4+ 300 мг/л в течение 1 мин привела к снижению концентрации аммония до 75 мг/л, что говорит о перспективности данного способа очистки и разработки промышленного образца технического средства для обработки стоков животноводства. Снижение концентрации аммонийного азота позволит уменьшить экологическую нагрузку на почву, грунтовые и поверхностные воды и повысить качество растениеводческой продукции, выращиваемой на с.-х. угодьях, где утилизируются сточные воды животноводческих комплексов. Изменение pH электролита с кислотной до щелочной реакции положительно повлияет на кислые почвы Центральной Нечерноземной зоны РФ.