水处理之氨氮去除技术

时间:2018-09-13 11:02来源:未知 作者:admin

    如何停止处置

    衡美水处置为您引见一种先进、适用的水处置技术——去除氨氮。

    含氨氮废水在化工消费中较为罕见,氨氮在生化降解中是一个高好氧物质,每降解1g的氨氯,要耗费4.57g的氧。当水中氨氮浓度较高时,水中的溶解氧急剧下降,会影响鱼类的生活,并招致厌氧菌的繁衍,使水体发臭发黑。此外氨氮还会惹起水体有养分化,使藻类疯长,而少量藻类的腐朽也会使水体进一步好转因而氨氮的去除对维护环境是十分重要的。

    氨氮的处置办法很多,如物理法有吸附法、萃取法、吹脱及气提法、化学法有氧化法、沉淀法、离子交流法等、而生化法在去除废水中的氨氮是十分重要的。

    一、物理法

    1、吸附法

    膨润土、自然分解的沸石、高岭土及活性炭等可以用来吸附废水中的氨氮。其中人工分解的沸石具有最高吸附铵离子的才能。沸石吸附铵离子饱和后,可以用氯化钠或氯化钾溶液再生。再生液中的氨氮可以用次氯酸钠处置使之成为氮气逸去。吸附饱和的沸石也可以在挪动床中350~650℃中再生,沸石可以回用。

    可用作吸附氨氮的沸石较多,除国产的丝光沸石及斜发沸石外,自然的澳大利亚沸石,如斜发沸石可从废水中去除氨氮。它的离子交流作用对铵而言,比钙、镁及钾等均有优先作用,故可在延续操作方式的吸附安装处置含氨氮废水。斜发沸石对铵离子有选择性吸附作用。再生可用氯化钠溶液,在高于80℃及pH为8下停止

    废水中NH4 可用3种自然朝鲜的沸石去除。这种沸石含有丝光沸石或斜发沸石。当铵离子浓度为3mmo1/L时,NH4 的吸附交流量为23%~33%,并显示较高的选择性。此外土耳其Bahkesir地域自然沸石可用来吸附废水中的氨氮。关于7.5及5.0mg/L的NH4 离子初始浓度,其离子交流容量为4.5及1. 7mgNH4 /g。

    2、萃取法

    含70~100mg/L的氨氮废水可用液膜技术停止处置。液膜由质量分数6%Span-80、11%液态石蜡及煤油组成,内水相由质量分数20%的稀硫酸组成,经处置后废水中的氨氮浓度可以降至1mg/L,CODcr可以降至100mg/L。

    用HC-2作为外表活性剂、煤油及强化剂作为膜相,硫酸作为内水相,而乳液与水质量比为1:10,对1000mg/L的氨水,可以8min内去除其中93%的氨。

    3、吹脱及气提法

    关于含氨浓度较高的废水可以思索采用蒸馏的办法停止回收、去除率可以到达99%。

    吹脱及汽提法可用来预处置高浓度的氨氮废水(特别是氨氮浓度大于5000mg/L的废水)。但该法只能将氨氮降低到200mg/L左右,且处置费用高。每吨废水的蒸汽耗费量为0.125~0.3t。吹脱法因耗费少量紧缩空气而能耗较大,处置费用高。经吹脱处置的氨氮废水仍含少量的氨氮、在低于0℃时,无法运用办法。从被处置水中析出的碳酸钙沉淀并堆积于吹脱塔的填充物上,这会招致空气循环和雾滴构成量的增加,从而降低了除氮效率。最初完全梗塞吹脱塔。吹脱出的含氨氮的气体也要妥善处置,以防形成二次净化

    制药废水含有氨氮7200~7500mg/L,可在pH为10~13及30~50℃用气提法去除。去除率可达70.3%~99.3%。最佳任务pH为11,温度为40℃,气提工夫为2h,可以去除96%的氨氮。处置后的废水可以进一步用生化办法处置

    废水中的氨可以用喷淋塔停止吹脱去除。喷淋塔的单体去除效果要比填料塔低,但用多级喷淋塔,即便在冬天,也可以使废水中的氨氮到达任何所想到达程度

    对含氨废水停止空气吹脱时,其pH需大于10.5,以保证一切的铵盐转化为氨,在吹脱进程中,pH会自动下降,因而必需人工加以调整。在40℃时,空气与废水的体积比为1500:1,经10 h后,可有99%的氨被吹脱。

    二、化学法

    1、低温催化分解法

    用石墨、炭、二氧化钛及二氧化锆作为载体的铂可以在低温高压下,如150~180℃及1.5MPa下在延续反响器中将NH3-N氧化去除,其中以石墨作为载体活性较高,由于它有比二氧化钛及二氧化锆具有更好的分散性。当零碎中氧化为传质限制条件时,氮及水是其独一产物,当氧较充足时,还可构成N2O及NO2。也可以用载于二氧化钛的铂、铷、铱或金在低温高压下停止氧化分解。

    废水中的氨可以用含氧的气体,在100~370℃,并在压力下用Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Au、W,它们的氧化物或化合物停止氧化分解。如150mLNH4Cl溶液(2500mg NH3 /L),在300mL的压热釜中,参加载铷的氧化铝,并将pH调整至12,在18kg/c㎡ 通人空气2.650ml,在270℃加热1h,可以使96%的氨分解。

    湿式氧化可以处置废水中的氨氮,可用含铈的催化剂,在高的pH时,其处置效果较好,催化剂中以Co/Ce及Mn/Ce为最无效。这种催化剂并显示对过氧化氢有很高的催化分解作用。

    关于含氯废水,还可以在作为催化剂的载氧化锰的沸石的存在下参加过氧化氢作用,使氨分解。本法特别适用工业废水的处置

    2、化学氧化法

    废水中的氨氮可用次氯酸钠法去除。其法可先将废水的pH调整至8~10.5,然后参加超越化学计算量5%的次氯酸钠溶液,或用氯水或次氯酸钠停止折点氯化法去除,去除率可达86.9%~100%。反响可在5min内完成,且不受温度影响,最佳pH为7~8。其反响方程式如下:

    2NH4Cl 3 NaOCl —— N2 3NaCl 3H2O 2HCL

    例如:400mL含20g氯化铵的溶液,在40℃用12g氢氧化钠将pH调整至9后,参加296g的漂白液(相当于41.79g次氯酸钠及3g氢氧化钠),此时PH将上升至13.8,并释放出少量气体,pH前期有所回落,10min后将释放出4.75L氮气,pH下降至7.5,废水中尚含有1mg/L的铵离子及0.09g的次氯酸钠,后者可用亚硫酸钠处置,使其转化为氯化钠。在此例中次氯酸钠中氯与废水中的氨氮的质量比为3.6:1。

    焦化废水中的氨氮经活性污泥处置后,出水中仍含有100~200mg/L的氨氮,可以停止折点氯化以降低其浓度。氯的投加量应使CL与N摩尔比为6,余氯可用活性炭处置之。

    折点加氯法可以处置氨氮浓度很高的废水,也可以处置氨氮浓度很低的废水(小于5mg/L)。它可以将氨氮的浓度降低为零,且不受温度的限制。但当氨氮浓度高时,氯的耗费量很大(1mgNH4-N需6~10g的氯),处置费用很高。另外,氯及氯与水中无机物生成的化合物对人体是无害的。且氯的运输和运用都很不方便。该法常用于含氨氮废水的深度处置。由于不受温度的限制,因而冰冷地域使用较多。

    氨氮还可以被高铁酸盐在pH 7.5~11.0所氧化。如可用高铁酸盐来处置焦化厂的含氨氮废水,含3493.8mg/L的氨氯废水,在71℃投加60.14mg/L的高铁酸盐,可以使然氯的浓度降至1653.9mg/L。所排放的废水中投加13.278mg/L的高铁酸盐,可以使氨氯的浓度从2.706mg/L降至良0.345mg/L。

    在溴离子的存在下,臭氧可以氧化氨成为氮气。

    废水中氨氮可以很方便地用化学计量的NOx停止处置失掉去除。

    3、化学沉淀法

    应用氢氧化镁及磷酸或磷酸氢镁可以沉淀废水中的氨氮,前者的效果优于后者,最佳pH9~11,氢氧化镁与氨的摩尔比为4:1,磷酸与氢氧化镁的摩尔比为1.5:1,沉淀是磷酸铵镁。用本法处置,废水中的氨氮可以降至1mg/L。

    普通状况下铵离子不与阴离子生成沉淀,但它的某些复盐不溶于水,如MgNH4PO4(MAP)、MnNH4PO4、NiNH4PO4、ZnNH4PO4等。应用这些复盐可以将NH4 离子去除。Mn2 、Ni2 、Zn2 为重金属,对人及其他生物有毒害作用,故不作为沉淀剂运用。而Mg2 离子无毒,因而可以采用向含NH4  废水中加人Mg2  和PO43-生成MAP沉淀的办法将NH4 离子去除。该法的优点是沉淀反响不受温度、水中毒素的限制,且可以处置高浓度的氨氮废水。设计和操作均很复杂假如废水中同时磷酸根的含量很高,还可以起到除磷的作用。因而在氨氮严重净化明天,该法很有研讨价值。目前该法使用次要局限是生成沉淀所需的药剂费用较高,所得的沉淀物MAP是一种缓释型的肥料,应对其在农业中的使用停止进一步的研讨和开发。

    为了降低药剂费用,所得的沉淀MAP可以经过碱性热解,除回收氨外,构成的磷酸钠镁可以再次作为沉淀剂,用来去除废水中的氨氮。

    4、离子交流

    离子交流处置的氨氮浓度普通为10~50mg/L,离子交流树脂的用量大。且交流树脂再生出水中含有少量的氨氮,仍需求处置因而这种办法用得不多。含氨废水可以用含羧酸基团的弱阳离子交流树脂,如Amberlite IRC 50停止处置交流时树脂是以游离酸方式作用的,再生可用水在90℃停止,出水经蒸馏回收氨,剩余的水回用再用来再生树脂。

    含铵盐废水还可以用钠型的Wofatit KS 10停止离子交流处置,并可用4%的氯化钠停止再生。

    三、生化法

    生化法去除废水中的氨氮,次要应用生物的硝化和反硝化反响。在普通的生化处置零碎中,由于亚硝酸菌的作用,废水中的氨氮可以被生物氧化成亚硝酸,并在硝酸菌的作用下可进一步被氧化成硝酸。构成的硝酸或亚硝酸,在兼氧的条件下,并在无机物的存在下,可以被反硝化菌作用,生成氮气,从而将废水中的氨氮去除。普通经过二级处置后,废水中碳、氮、磷3种元素总的去除比例大致为100:5:1。含氮较高的工业废水和生活污水经处置后,虽然BOD5可去除95%以上,但氮仅能去除一局部因而排放出的水氨氮的净化还很严重。

    为了更好地去除氨氮,可以采用A/O零碎。A/O零碎是亏氧好氧零碎(An一oxic/oxic system)的简称。它是20世纪70年代国外开发的废水处置新工艺。它的次要作用是在原先的好氧处置曝气池的根底上,引进亏氧段或缺氧段,采取外部污泥循环,因而能同时具有脱氮、除磷和去除BOD5的作用。

    A/0零碎中污水首先进人兼氧池(溶解氧小于0.5mg/L),并在此池中与回流污泥完全混合,在异养型兼性厌氧菌(一种反硝化菌)的作用下,将废水中BOD5作为碳源以NO3-为电子受氢体进入无氧呼吸,NO3- 被复原为氮气,最初被释放到大气中。

    无机碳源BOD5  H2O——N2 OH- CO2

    同时由于缺氧,BOD5的存在激起了聚磷微生物放出贮藏在菌体内的多聚正磷酸盐和能量,因而此阶段有磷上升景象、厌氧池出来的污水进入缺氧池,在这里与从好氧池来的回流混合液混合、在反硝化菌的进一步作用下,将好氧池中带来的NO与剩余BOD5以进一步作用,将BOD5和氮去除掉。经过反硝化的污水流入好氧池、BOD5已去除约50%~60%,此时硝化菌很活泼,它把污水中的NH3-N氧化成NO-N,供亏氧阶段反硝化。反响式如下:

    亚硝化单孢菌

    NH4   1. 5O2 ——NO2 2H  H2O 能量

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