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氨氮廢水處理成套裝置 吉豐設備噪音低
氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要來自城鎮生活污水、各種工業廢水 及化學肥料和農家肥料等。水體中氮含量超標,不僅使水環境質量惡化,引起富營養化,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,在吹脫塔中反復形成水滴,通過塔內大量空氣循環,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,經吹脫可以回收氨氣。夏素蘭從相平衡與氣液傳質速率兩方面分析了氨氮吹脫工藝的影響因素,認為調節pH 值是改變吹脫體系化學平衡的重要手段,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的高濃度氨氮廢水,在實驗室試驗的基礎上進行工業試驗,出水達標排放。吹脫法主要用于處理高濃度的氨氮廢水,其優點是設備簡單,可以回收氨,但也存在許多缺點,主要有: ①環境溫度影響大,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值調整到11 以上,吹脫后又須加酸把pH 值調整到9 以下,所以藥劑消耗大; ④工業上一般用石灰調整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 組合沉淀劑優于MgO 和H3PO4 組合,垃圾滲濾液中的氨氮質量濃度可由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化,研究表明氨氮的去除率隨著反應時間的增加而增加,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,出水氨氮的質量濃度由2 g/L 降至15 mg/L。
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國外對用化學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 的結晶時間; ④沉淀的pH 值應大于8. 5。Battistoni 等進行了用化學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物質的研究,可以回收65. 0 % 80. 0 %的氮。
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化學沉淀法的zui大優點是可以回收廢水中的氨,所生成的沉淀可以作為復合肥而利用。存在的主要問題是沉淀劑的用量較大,需要對廢水的pH 進行調整,另外有時生成的沉淀顆粒細小或是絮狀體,工業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 :
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,余氯下降物質的量的比達到1. 5∶1 時, (質量比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。
折點加氯法zui大的優點是理論上通過適當的控制,可以把氨氮*去除,但因加氯量大,費用高,以及產酸增加總溶解固體等原因,目前此方法只能作為氨氮廢水的后續處理,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,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,預處理工序和再生系統均較復雜,且樹脂壽命短,應用上受一定限制。
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、動態和再生實驗結果表明,斜發沸石靜態飽和吸附量為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量濃度有關,在初始質量濃度小于100 mg/L 時,氨氮的去除率可以達到60. 0 %以上,且隨初始質量濃度的降低去除率增加,當
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