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氨氮廢水處理成套裝置 吉豐設(shè)備噪音低
氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要來自城鎮(zhèn)生活污水、各種工業(yè)廢水 及化學(xué)肥料和農(nóng)家肥料等。水體中氮含量超標,不僅使水環(huán)境質(zhì)量惡化,引起富營養(yǎng)化,還對人類以及動植物有嚴重危害。我國從20 世紀80 年代開始廢水處理過程中脫氮的研究,但目前大多數(shù)污水處理廠仍未考慮脫氮的問題。因此對廢水中氮的去除,特別是氨氮的去除需要引起高度的重視。本文介紹幾種氨氮廢水處理方法。
1 氨氮廢水處理的主要方法
1. 1 吹脫法
氨吹脫工藝是將水的pH 值提到10. 5 11. 5 的范圍,在吹脫塔中反復(fù)形成水滴,通過塔內(nèi)大量空氣循環(huán),氣水接觸,使氨氣逸出。這種方法廣泛用于處理中高濃度的氨氮廢水,常需加石灰,經(jīng)吹脫可以回收氨氣。夏素蘭從相平衡與氣液傳質(zhì)速率兩方面分析了氨氮吹脫工藝的影響因素,認為調(diào)節(jié)pH 值是改變吹脫體系化學(xué)平衡的重要手段,噴淋密度和氣液比都是重要影響因素。胡繼峰等認為去除率要達到90 %以上,pH 值必須大于12 且溫度高于90 ℃。胡允良等實驗室研究確定氨氮質(zhì)量濃度為7. 2 7. 5 g/L 廢水的*吹脫條件為:pH 值為11 ,溫度為40 ℃,吹脫時間2 h ,出水中氨氮的質(zhì)量濃度為307. 4 mg/L。黃駿等采用吹脫法處理三氧化二釩生產(chǎn)的高濃度氨氮廢水,在實驗室試驗的基礎(chǔ)上進行工業(yè)試驗,出水達標排放。吹脫法主要用于處理高濃度的氨氮廢水,其優(yōu)點是設(shè)備簡單,可以回收氨,但也存在許多缺點,主要有: ①環(huán)境溫度影響大,低于0 ℃時,氨吹脫塔實際上無法工作; ②吹脫效率有限,其出水需進一步處理; ③吹脫前需要加堿把廢水的pH值調(diào)整到11 以上,吹脫后又須加酸把pH 值調(diào)整到9 以下,所以藥劑消耗大; ④工業(yè)上一般用石灰調(diào)整pH 值,很容易在水中形成碳酸鈣垢而在填料上沉積,可使塔板*堵塞;⑤吹脫時所需空氣量較大,因此動力消耗大,運行成本高。
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1. 2 化學(xué)沉淀(MAP) 法
在一定的pH 條件下,水中的Mg2 + 、HPO43 - 和NH4+ 可以生成磷酸銨鎂沉淀,而使銨離子從水中分離出來。影響沉淀效果的因素有沉淀劑種類及配比、pH 值、廢水中的初始氨的濃度、干擾組分等。有研究表明沉淀法去除廢水中氨氮的pH 值為10. 0 ,物質(zhì)的量之比Mg∶N = 1. 2、P∶N = 1. 02 時沉淀效果,氨氮去除率達到90 % 。趙慶良等研究表明,MgCl2 ·6H2O 和Na2HPO4·12H2O 組合沉淀劑優(yōu)于MgO 和H3PO4 組合,垃圾滲濾液中的氨氮質(zhì)量濃度可由5 618 mg/L 降低到65 mg/L。李芙蓉等采用氧化鎂和磷酸作為沉淀劑去除煤氣洗滌循環(huán)水中高濃度的氨氮,效果良好。李才輝等對MAP 法處理氨氮廢水的工藝進行優(yōu)化,研究表明氨氮的去除率隨著反應(yīng)時間的增加而增加,隨著Mg∶N 比值的增加而增加。劉小瀾探討了不同操作條件對氨氮去除率的影響,在pH 值為8. 5 9. 5 的條件下,投加的藥劑Mg2 + ∶NH4+ ∶PO43 - (摩爾比)為1. 4∶1∶0. 8 時,廢水氨氮的去除率達99 %以上,出水氨氮的質(zhì)量濃度由2 g/L 降至15 mg/L。
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國外對用化學(xué)沉淀法去除廢水中的氨氮也有較多研究。Stratful 等詳細研究了影響磷酸銨鎂沉淀及晶體生長的因素,得出4 點結(jié)論: ①過量的銨離子對形成磷酸銨鎂沉淀有利; ②鎂離子可能是形成磷酸銨鎂沉淀的限制因素; ③如果要想從廢水中回收磷酸銨鎂,需要得到比較大的晶體顆粒,則至少需要3 h 的結(jié)晶時間; ④沉淀的pH 值應(yīng)大于8. 5。Battistoni 等進行了用化學(xué)沉淀法從廢水厭氧消化后的上清液中同時回收氮和磷的研究。廢水厭氧消化過程中,有機物中的氮和磷被微生物分解為無機的磷酸鹽和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸銨鎂沉淀可回收磷和氮。Lind 等則進行了用磷酸銨鎂沉淀法從人的尿液中回收營養(yǎng)物質(zhì)的研究,可以回收65. 0 % 80. 0 %的氮。
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化學(xué)沉淀法的zui大優(yōu)點是可以回收廢水中的氨,所生成的沉淀可以作為復(fù)合肥而利用。存在的主要問題是沉淀劑的用量較大,需要對廢水的pH 進行調(diào)整,另外有時生成的沉淀顆粒細小或是絮狀體,工業(yè)中固液分離有一定困難。
1. 3 折點氯化法
在含氨氮的廢水中投氯后,有如下反應(yīng) :
Cl2 + H2O——HOCl + H+ + Cl -
NH4+ + HOCl——NH2Cl (一氯胺) + H2O + H+
NH2Cl + HOCl——NHCl2 (二氯胺) + H2O
NHCl2 + HOCl——NCl3 (三氯胺) + H2O
NH4+ + 3HOCl——N2 ↑+ 5H+ + 3Cl + 3H2O
通常一氯胺和二氯胺稱為化合余氯,次氯酸稱為余氯。當(dāng)投氯量達到氯與氨的摩爾比值1∶1 時,化合余氯即增加,余氯下降物質(zhì)的量的比達到1. 5∶1 時, (質(zhì)量比7. 6∶1 時) ,余氯下降到zui低點,此即“折點”。在折點處,基本上全部氧化性的氯都被還原,全部氨都被氧化,進一步加氯就會產(chǎn)生自由余氯。該法與pH 值、溫度、接觸時間及氨和氯的初始比值有關(guān)。
折點加氯法zui大的優(yōu)點是理論上通過適當(dāng)?shù)目刂?可以把氨氮*去除,但因加氯量大,費用高,以及產(chǎn)酸增加總?cè)芙夤腆w等原因,目前此方法只能作為氨氮廢水的后續(xù)處理,以及給水處理或飲用水處理。
1. 4 離子交換法
離子交換實際是不溶性離子化合物(離子交換劑) 上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應(yīng),是一種特殊的吸附過程。用離子交換法去除氨氮時,常用離子交換劑沸石、活性炭等,也有研究采用合成樹脂。但天然離子交換劑價格便宜且再生容易;采用合成樹脂,預(yù)處理工序和再生系統(tǒng)均較復(fù)雜,且樹脂壽命短,應(yīng)用上受一定限制。
肖舉強等證明活化沸石去除氨氮的效果優(yōu)于活性炭。陶穎等采用天然沸石去除污水中氨氮效果明顯,成功將污水深度處理。劉玉亮等的靜態(tài)、動態(tài)和再生實驗結(jié)果表明,斜發(fā)沸石靜態(tài)飽和吸附量為3. 1 g/ 100 g ,再生后有效壽命可達140 h 以上。Rozic 等也進行了用沸石和粘土類礦物去除氨氮的試驗。研究表明,用天然沸石為離子交換劑時,其對氨氮的去除能力與水中氨氮的初始質(zhì)量濃度有關(guān),在初始質(zhì)量濃度小于100 mg/L 時,氨氮的去除率可以達到60. 0 %以上,且隨初始質(zhì)量濃度的降低去除率增加,當(dāng)
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