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      1. 氨氮廢水處理方法綜述(上)

        2022-11-06  來自: 環保水圈 瀏覽次數:6

        導讀


        氨氮廢水形成一般是由于氨水和無機氨共同存在所造成的,廢水氨氮的構成主要有兩種,一種是氨水形成的氨氮,一種是無機氨形成的氨氮,主要是硫酸銨,氯化銨等等。

        氨氮廢水

        氨氮廢水主要來自化工、冶金、化肥、煤氣、煉焦、鞣革、味精、肉類加工和養殖等行業。排放的廢水以及垃圾滲濾液等。氨氮廢水對魚類及某些生物也有毒害作用。

        另外,當含少量氨氮的廢水回用于工業中時,對某些金屬,特別是銅具有腐蝕作用,還可以促進輸水管道和用水設備中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和設備。

        處理氨氮廢水的方法有很多,目前常見的有化學沉淀法、吹脫法、化學氧化法、生物法、膜分離法、離子交換法以及土壤灌溉等。

        本文對氨氮廢水處理方法作一綜述并對各種方法的優缺點進行分析匯總。

        一、化學沉淀法

        化學沉淀法又稱為MAP沉淀法,是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽,使廢水中的NH4﹢與Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反應生成磷酸按鎂沉淀,分子式為MgNH4P04.6H20,從而達到去除氨氮的目的。磷酸按鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤的添加劑或建筑結構制品的阻火劑。反應方程式如下:

        Mg²﹢+NH4+PO4³﹣=MgNH4P04

        影響化學沉淀法處理效果的因素主要有pH值、溫度、氨氮濃度以及摩爾比(n(Mg²﹢):n(NH4):n(P04³-))等。

        以氯化鎂和磷酸氫二鈉為沉淀劑對氨氮廢水進行處理,結果表明當pH值為10,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1.2時,處理效果較好。

        以氯化鎂和磷酸氫二鈉為沉淀劑進行研究,結果表明當pH值為9.5,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1時,處理效果較好。

        對新出現的高濃度氨氮有機廢水一生物質煤氣廢水進行研究,結果表明,MgC12+Na3PO4.12H20明顯優于其他沉淀劑組合。當pH值為10.0,溫度為30℃,n(Mg²﹢):n(NH4+):n(P04³-)=1:1:1時攪拌30min廢水中氨氮質量濃度從處理前的222mg/L降到17mg/L,去除率為百分之九十二。

        將化學沉淀法和液膜法相結合用于高濃度工業氨氮廢水的處理。在對沉淀法工藝進行優化的條件下,使氨氮去除率達到百分之九十八,然后聯用液膜法進一步處理使其氨氮濃度降低到0.005g/L,達到排放標準。

        對化學沉淀法進行改進研究,考察Mg²﹢以外的二價金屬離子(Ni²﹢,Mn²﹢,Zn²﹢,Cu²﹢,Fe²﹢)在磷酸根作用下對氨氮的去除效果。對硫酸銨廢水體系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工藝。結果表明,可以實現以石灰取代傳統的NaOH調節劑。

        化學沉淀法的優點是當氨氮廢水濃度較高時,應用其它方法受到限制,如生物法、折點氯化法、膜分離法、離子交換法等,此時可先采用化學沉淀法進行預處理;化學沉淀法去除效率較好,且不受溫度限制,操作簡單;形成含磷酸餒鎂的沉淀污泥可用作復合肥料,實現廢物利用,從而抵消一部分成本;如能與一些產生磷酸鹽廢水的工業企業以及產生鹽鹵的企業聯合,可節約藥劑費用,利于大規模應用。

        化學沉淀法的缺點是由于受磷酸鐵鎂溶度積的限制,廢水中的氨氮達到設定濃度后,再投人藥劑量,則去除效果不明顯,且使投入成本大大增加,因此化學沉淀法需與其它適合深度處理的方法配合使用;藥劑使用量大,產生的污泥較多,處理成本偏高;投加藥劑時引人的氯離子和余磷易造成二次污染。

        二、吹脫法

        吹脫法去除氨氮是通過調整pH值至堿性,使廢水中的氨離子向氨轉化,使其主要以游離氨形態存在,再通過載氣將游離氨從廢水中帶出,從而達到去除氨氮的目的。影響吹脫效率的因素主要有pH值、溫度、氣液比、氣體流速、初始濃度等。目前,吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多。

        對吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進行研究,發現控制吹脫效率高低的關鍵因素是溫度、氣液比和pH值。在水溫大于2590,氣液比在3500左右,pH=10.5左右,對于氨氮濃度高達2000-4000mg/L的垃圾滲濾液。

        對含(NH4)2S0的高濃度氨氮廢水進行研究,結果表明,當pH=11.5,吹脫溫度為80cC,吹脫時間為120min。

        采用逆流吹脫塔對高濃度氨氮廢水進行吹脫,結果表明,吹脫效率隨pH值升高而加大;氣液比越大,氨吹脫傳質推動力越大,吹脫效率也隨之加大。

        吹脫法去除氨氮效果較好,操作簡便,易于控制。對于吹脫的氨氮可以用硫酸做吸收劑,生成的硫酸錢制成化肥使用。吹脫法是目前常用的物化脫氮技術。但吹脫法存在一些缺點,如吹脫塔內經常結垢,低溫時氨氮去除效率低,吹脫的氣體形成二次污染等。吹脫法一般與其它氨氮廢水處理方法聯合運用,用吹脫法對高濃度氨氮廢水預處理。

        三、化學氧化法

        1、折點氯化法

        折點氯化法除氨的機理為與氨反應生成氮氣,N2逸人大氣,使反應源不斷向右進行。其反應式為:

        NH4+1.5HOCl0.5N2+1.5H20+2.5H+1.5Cl

        當廢水中達到某一點時,水中游離氯含量較低,而氨的濃度降為零;通入量超過該點時,水中游離氯的量就會增加,因此,稱該點為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化。

        采用折點氯化法處理氨氮吹脫后的含鉆廢水,其處理效果直接受到前置氨氮吹脫工藝效果的影響。當廢水中七成的氨氮經吹脫工藝去除后,再經折點氯化法處理,出水氨氮質量濃度<15mg>。張勝利等以質量濃度為100mg/L的氨氮模擬廢水為研究對象,研究結果表明,影響次氯酸鈉氧化脫除氨氮的主次因素順序為氯與氨氮的量比、反應時間、pH值。

        折點氯化法脫氮效率高,去除率可達上限,使廢水中氨的濃度降低為零;效果穩定,不受溫度影響;投資設備少,反應迅速完全;對水體起到殺菌消毒的作用。折點氯化法的適用范圍為氨氮廢水濃度<40mg>,因此折點氯化法多用于氨氮廢水的深度處理。折點氯化法使用和貯存要求高,處理成本高,另外副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。

        2、催化氧化法

        催化氧化法是通過催化劑作用,在設定溫度、壓力下,經空氣氧化,可使污水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2H2O等物質,達到凈化的目的。

        影響催化氧化法處理效果的因素有催化劑特性、溫度、反應時間、pH值、氨氮濃度、壓力、攪拌強度等。

        研究臭氧氧化氨氮的降解過程,結果表明,當pH值加大時,產生一種氧化能力很強的HO˙自由基,氧化速率顯著加快。

        研究表明臭氧能將氨氮氧化成亞硝酸鹽,并能將亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽,水體中的氨氮濃度隨著時間的增加而降低,氨氮的去除率約為百分之八十二。

        CuO-Mn02-Ce02為復合催化劑處理氨氮廢水。實驗結果表明,新制備的復合催化劑氧化活性顯著提高,適宜的工藝條件為255,4.2MPapH=10.8。處理初始濃度為1023mg/L的氨氮廢水,在150min內氨氮去除率可達到百分之九十八,達到二級((50mg/L)排放標準。

        通過研究硫酸錢溶液中的氨氮降解率對沸石負載型TiO2光催化劑的催化性能進行了考察。結果表明,Ti02/沸石光催化劑投放量為1.5g/L,在紫外光照射下反應4h.對廢水的氨氮去除率較高。

        研究了高鐵與納米二氧化欽在紫外光下聯用對難降解有機物苯酚和氨氮的去除效果。結果表明,對濃度為50mg/L的氨氮溶液,當pH=9.0時,實施納米二氧化欽與高鐵聯用。

        催化氧化法具有凈化效率高、流程簡單、占底面積少等有點,多用于處理高濃度氨氮廢水。應用難點在于如何防止催化劑流失以及對設備的腐蝕防護。

        3、電化學氧化法

        電化學氧化法是指利用具有催化活性的電氧化去除水中污染物的方法。影響因素有電流密度、進水流量、出水放置時間和點解時間等。

        研究含氨氮廢水在循環流動式電解槽中的電化學氧化結果表明,在氯離子濃度為400mg/L,初始氨氮濃度為40mg/L,進水流量為600mL/min,電流密度為20mA/cm²,電解時間為90min時,氨氮去除率可達百分之九十九。表明電解氧化含氨氮廢水具有較好的應用前景。

        關鍵詞: 氨氮廢水   綜述   衡美   水處理  

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