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氨氮廢水處理方法匯總(二)

更新時(shí)間:2022-10-10      點(diǎn)擊次數(shù):1030

氨氮廢水處理有折點(diǎn)氯化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方法,這些技術(shù)可分為物理化學(xué)法和生物脫氮技術(shù)兩大類。

物化除氮常用的物理化學(xué)方法有折點(diǎn)氯化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催化濕式氧化法等。

2.1折點(diǎn)氯化法

不連續(xù)點(diǎn)氯化法是氧化法處理氨氮廢水的一種,利用在水中的氨與氯反應(yīng)生成氮?dú)舛鴮⑺邪比コ幕瘜W(xué)處理法。該方法還可以起到殺菌作用,同時(shí)使一部分有機(jī)物無機(jī)化,但經(jīng)氯化處理后的出水中留有余氯,還應(yīng)進(jìn)一步脫氯處理。


在含有氨的水中投加次氯酸HClO,當(dāng)pH值在中性附近時(shí),隨次氯酸的投加,逐步進(jìn)行下述主要反應(yīng):


NH3+HClO→NH2Cl+H2O①


NH2Cl+HClO→NHCl2+H2O②


NH2Cl+NHCl2→N2+3H++3Cl-③


投加氯量和氨氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時(shí),首先進(jìn)行①式反應(yīng),生成一氯胺(NH2Cl),水中余氯濃度z大,其后,隨著次氯酸投加量的增加,一氯胺按②式進(jìn)行反應(yīng),生成二氯胺(NHCl2),同時(shí)進(jìn)行③式反應(yīng),水中的N呈N2被去除。

其結(jié)果是,水中的余氯濃度隨Cl/N的z

大而減小,當(dāng)Cl/N比值達(dá)到某個(gè)數(shù)值以上時(shí),因未反應(yīng)而殘留的次氯酸(即游離余氯)增多,水中殘留余氯的濃度再次z大,這個(gè)z小值的點(diǎn)稱為不連續(xù)點(diǎn)(習(xí)慣稱為折點(diǎn))。此時(shí)的Cl/N比按理論計(jì)算為7.6;廢水處理中因?yàn)槁扰c廢水中的有機(jī)物反應(yīng),C1/N比應(yīng)比理論值7.6高些,通常為10。此外,當(dāng)pH不在中性范圍時(shí),酸性條件下多生成三氯胺,在堿性條件下生成硝酸,脫氮效率降低。


在pH值為6~7、每mg氨氮氯投加量為10mg、接觸0.5~2.0h的情況下,氨氮的去除率為90~100。因此此法對(duì)低濃度氨氮廢水適用。


處理時(shí)所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度、pH及氨氮濃度。氧化每mg氨氮有時(shí)需要9~10mg氯氣折點(diǎn),氯化法處理后的出水在排放前一般需用活性炭或SO2進(jìn)行反氯化,以除去水中殘余的氯。雖然氯化法反應(yīng)迅速,所需設(shè)備投資少,但液氯的使用和貯存要求高,且處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發(fā)生裝置代替液氯,且運(yùn)行費(fèi)用可以降低,目前國內(nèi)的氯發(fā)生裝置的產(chǎn)氯量太小,且價(jià)格昂貴。因此氯化法一般適用于給水的處理,不太適合處理大水量高濃度的氨氮廢水。


2.2化學(xué)沉淀法


化學(xué)沉淀法是往水中投加某種化學(xué)藥劑,與水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成難溶于水的鹽類,形成沉渣易去除,從而降低水中溶解性物質(zhì)的含量。當(dāng)在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):


NH4++PO43-+Mg2+→MgNH4PO4↓④生成難溶于水的MgNH4PO4沉淀物,從而達(dá)到去除水中氨氮的目的。采用的常見沉淀劑是Mg(OH)2和H3PO4,適宜的pH值范圍為9.0~11,投加質(zhì)量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5~3.5。廢水中氨氮濃度小于900mg/L時(shí),去除率在90百分之以上,沉淀物是一種很好的復(fù)合肥料。由于Mg(OH)2和H3PO4的價(jià)格比較貴,成本較高,處理高濃度氨氮廢水可行,但該法向廢水中加入了PO43-,易造成二次污染。


2.3離子交換法


離子交換法的實(shí)質(zhì)是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的其它同性離子的交換反應(yīng),是一種特殊的吸附過程,通常是可逆性化學(xué)吸附。沸石是一種天然離子交換物質(zhì),其價(jià)格遠(yuǎn)低于陽離子交換樹脂,且對(duì)NH4+-N具有選擇性的吸附能


力,具有較高的陽離子交換容量,純絲光沸石和斜發(fā)沸石的陽離子交換容量平均為每100g相當(dāng)于213和223mg物質(zhì)的量(m.e)。但實(shí)際天然沸石中含有不純物質(zhì),所以純度較高的沸石交換容量每100g不大于200m.e,一般為100~150m.e。沸石作為離子交換劑,具有特殊的離子交換特性,對(duì)離子的選擇交換順序是:Cs(Ⅰ)>Rb(Ⅰ)>K(Ⅰ)>NH4+>Sr(Ⅰ)>Na(Ⅰ)>Ca(Ⅱ)>Fe(Ⅲ)>Al(Ⅲ)>Mg(Ⅱ)>Li(Ⅰ)。工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中,廢水pH值應(yīng)調(diào)整到6~9,重金屬大體上沒有什么


影響;堿金屬、堿土金屬中除Mg以外都有影響,尤其是Ca對(duì)沸石的離子交換能力影響比Na和K更大。沸石吸附飽和后進(jìn)行再生,以采用再生液法為主,燃燒法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由于廢水中含有Ca2+,致使沸石對(duì)氨的去除率呈不可逆性的降低,要考慮補(bǔ)充和更新。


2.4吹脫法


吹脫法是將廢水調(diào)節(jié)至堿性,然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽,通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽,可升高廢水溫度,從而提高一定pH值時(shí)被吹脫的氨的比率。用該法處理氨時(shí),需考慮排放的游離氨總量應(yīng)符合氨的大氣排放標(biāo)準(zhǔn),以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫,而煉鋼、石油化工、化肥、有機(jī)化工有色金屬冶煉等行業(yè)的高濃度廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫。


2.5液膜法


自從1986年黎念之發(fā)現(xiàn)乳狀液膜以來,液膜法得到了廣泛的研究。許多人認(rèn)為液膜分離法有可能成為繼萃取法之后的二代分離純化技術(shù),尤其適用于低濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。乳狀液膜法去除氨氮的機(jī)理是:氨態(tài)氮NH3-N易溶于膜相油相,它從膜相外高濃度的外側(cè),通過膜相的擴(kuò)散遷移,到達(dá)膜相內(nèi)側(cè)與內(nèi)相界面,與膜內(nèi)相中的酸發(fā)生解脫反應(yīng),生成的NH4+不溶于油相而穩(wěn)定在膜內(nèi)相中,在膜內(nèi)外兩側(cè)氨濃度差的推動(dòng)下,氨分子不斷通過膜表面吸附、滲透擴(kuò)散遷移至膜相內(nèi)側(cè)解吸,從而達(dá)到分離去除氨氮的目的。


2.6電滲析法


電滲析是一種膜法分離技術(shù),其利用施加在陰陽膜對(duì)之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之間施加直流電壓,當(dāng)進(jìn)水通過多對(duì)陰陽離子滲透膜時(shí),銨離子及其他離子在施加電壓的影響下,通過膜而進(jìn)入另一側(cè)的濃水中并在濃水中集,因而從進(jìn)水中分離出來。


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