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氨氮废水处理方法综述(上)

发布日期:

2020-03-21 08:30:19

栏目:

膜法水处理资讯

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如何进行水处理?

d88尊龙官网水处理为您介绍一种先进、实用的水处理技术——氨氮废水处理


导读

氨氮废水的形成一般是由于氨水和无机氨共同存在所造成的,废水中氨氮的构成主要有两种,一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵,氯化铵等等。

氨氮废水主要来自化工、冶金、化肥、煤气、炼焦、鞣革、味精、肉类加工和养殖等行业。排放的废水以及垃圾渗滤液等。氨氮废水对鱼类及某些生物也有毒害作用。

另外,当含少量氨氮的废水回用于工业中时,对某些金属,特别是铜具有腐蚀作用,还可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和设备。

处理氨氮废水的方法有很多,目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。

本文对氨氮废水处理方法作一综述并对各种方法的优缺点进行分析汇总。

一、化学沉淀法

化学沉淀法又称为MAP沉淀法,是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐,使废水中的NH4﹢与Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀,分子式为MgNH4P04.6H20,从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石,可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下:

Mg²﹢+NH4+PO4³﹣=MgNH4P04

影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg²﹢):n(NH4):n(P04³-))等。

以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂对氨氮废水进行处理,结果表明当pH值为10,镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1.2时,处理效果较好。

以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂进行研究,结果表明当pH值为9.5,镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1时,处理效果较好。

对新出现的高浓度氨氮有机废水一生物质煤气废水进行研究,结果表明,MgC12+Na3PO4.12H20明显优于其他沉淀剂组合。当pH值为10.0,温度为30℃,n(Mg²﹢):n(NH4+):n(P04³-)=1:1:1时搅拌30min废水中氨氮质量浓度从处理前的222mg/L降到17mg/L,去除率为92.3%

将化学沉淀法和液膜法相结合用于高浓度工业氨氮废水的处理。在对沉淀法工艺进行优化的条件下,使氨氮去除率达到98.1%,然后联用液膜法进一步处理使其氨氮浓度降低到0.005g/L,达到国家一级排放标准。

对化学沉淀法进行改进研究,考察Mg²﹢以外的二价金属离子(Ni²﹢,Mn²﹢,Zn²﹢,Cu²﹢,Fe²﹢)在磷酸根作用下对氨氮的去除效果。对硫酸铵废水体系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工艺。结果表明,可以实现以石灰取代传统的NaOH调节剂。

化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时,应用其它方法受到限制,如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等,此时可先采用化学沉淀法进行预处理;化学沉淀法去除效率较好,且不受温度限制,操作简单;形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料,实现废物利用,从而抵消一部分成本;如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合,可节约药剂费用,利于大规模应用。

化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制,废水中的氨氮达到一定浓度后,再投人药剂量,则去除效果不明显,且使投入成本大大增加,因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大,产生的污泥较多,处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。

二、吹脱法

吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性,使废水中的氨离子向氨转化,使其主要以游离氨形态存在,再通过载气将游离氨从废水中带出,从而达到去除氨氮的目的。影响吹脱效率的因素主要有pH值、温度、气液比、气体流速、初始浓度等。目前,吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多。

对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行研究,发现控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH值。在水温大于2590,气液比在3500左右,pH=10.5左右,对于氨氮浓度高达2000-4000mg/L的垃圾渗滤液,去除率可达到90%以上。

对含(NH4)2S0的高浓度氨氮废水进行研究,结果表明,当pH=11.5,吹脱温度为80cC,吹脱时间为120min,废水中氨氮脱除率可达99.2%

采用逆流吹脱塔对高浓度氨氮废水进行吹脱,结果表明,吹脱效率随pH值升高而增大;气液比越大,氨吹脱传质推动力越大,吹脱效率也随之增大。

吹脱法去除氨氮效果较好,操作简便,易于控制。对于吹脱的氨氮可以用硫酸做吸收剂,生成的硫酸钱制成化肥使用。吹脱法是目前常用的物化脱氮技术。但吹脱法存在一些缺点,如吹脱塔内经常结垢,低温时氨氮去除效率低,吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用,用吹脱法对高浓度氨氮废水预处理。


三、化学氧化法

1、折点氯化法

折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气,N2逸人大气,使反应源不断向右进行。其反应式为:

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

当将氯气通人废水中达到某一点时,水中游离氯含量较低,而氨的浓度降为零;氯气通人量超过该点时,水中游离氯的量就会增加,因此,称该点为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。

采用折点氯化法处理氨氮吹脱后的含钻废水,其处理效果直接受到前置氨氮吹脱工艺效果的影响。当废水中70%的氨氮经吹脱工艺去除后,再经折点氯化法处理,出水氨氮质量浓度<15mg/L。张胜利等以质量浓度为100mg/L的氨氮模拟废水为研究对象,研究结果表明,影响次氯酸钠氧化脱除氨氮的主次因素顺序为氯与氨氮的量比、反应时间、pH值。

折点氯化法脱氮效率高,去除率可达到100%,使废水中氨的浓度降低为零;效果稳定,不受温度影响;投资设备少,反应迅速完全;对水体起到杀菌消毒的作用。折点氯化法的适用范围为氨氮废水浓度<40mg/L,因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。折点氯化法液氯安全使用和贮存要求高,处理成本高,另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

2、催化氧化法

催化氧化法是通过催化剂作用,在一定温度、压力下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2N2H2O等无害物质,达到净化的目的。

影响催化氧化法处理效果的因素有催化剂特性、温度、反应时间、pH值、氨氮浓度、压力、搅拌强度等。

研究臭氧氧化氨氮的降解过程,结果表明,当pH值增大时,产生一种氧化能力很强的HO˙自由基,氧化速率显著加快。

研究表明臭氧能将氨氮氧化成亚硝酸盐,并能将亚硝酸盐氧化成硝酸盐,水体中的氨氮浓度随着时间的增加而降低,氨氮的去除率约为82%

CuO-Mn02-Ce02为复合催化剂处理氨氮废水。实验结果表明,新制备的复合催化剂氧化活性显著提高,适宜的工艺条件为255,4.2MPapH=10.8。处理初始浓度为1023mg/L的氨氮废水,在150min内氨氮去除率可达到98%,达到国家二级((50mg/L)排放标准。

通过研究硫酸钱溶液中的氨氮降解率对沸石负载型TiO2光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明,Ti02/沸石光催化剂最佳投放量为1.5g/L,在紫外光照射下反应4h.对废水的氨氮去除率可达98.92%

研究了高铁与纳米二氧化钦在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果。结果表明,对浓度为50mg/L的氨氮溶液,当pH=9.0时,实施纳米二氧化钦与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独用高铁或单独用纳米二氧化钦分别提高了7.8%22.5%

催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占底面积少等有点,多用于处理高浓度氨氮废水。应用难点在于如何防止催化剂流失以及对设备的腐蚀防护。

3、电化学氧化法

电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的方法。影响因素有电流密度、进水流量、出水放置时间和点解时间等。

研究含氨氮废水在循环流动式电解槽中的电化学氧化,其中阳极为Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2网状电极,阴极为网状钛电极。结果表明,在氯离子浓度为400mg/L,初始氨氮浓度为40mg/L,进水流量为600mL/min,电流密度为20mA/cm²,电解时间为90min时,氨氮去除率为99.37%。表明电解氧化含氨氮废水具有较好的应用前景。


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