氨氮废水处理成套装置 吉丰设备噪音低
氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要来自城镇生活污水、各种工业废水 及化学肥料和农家肥料等。水体中氮含量超标,不仅使水环境质量恶化,引起富营养化,还对人类以及动植物有严重危害。我国从20 世纪80 年代开始废水处理过程中脱氮的研究,但目前大多数污水处理厂仍未考虑脱氮的问题。因此对废水中氮的去除,特别是氨氮的去除需要引起高度的重视。本文介绍几种氨氮废水处理方法。
1 氨氮废水处理的主要方法
1. 1 吹脱法
氨吹脱工艺是将水的pH 值提到10. 5 11. 5 的范围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水,常需加石灰,经吹脱可以回收氨气。夏素兰从相平衡与气液传质速率两方面分析了氨氮吹脱工艺的影响因素,认为调节pH 值是改变吹脱体系化学平衡的重要手段,喷淋密度和气液比都是重要影响因素。胡继峰等认为去除率要达到90 %以上,pH 值必须大于12 且温度高于90 ℃。胡允良等实验室研究确定氨氮质量浓度为7. 2 7. 5 g/L 废水的*吹脱条件为:pH 值为11 ,温度为40 ℃,吹脱时间2 h ,出水中氨氮的质量浓度为307. 4 mg/L。黄骏等采用吹脱法处理三氧化二钒生产的高浓度氨氮废水,在实验室试验的基础上进行工业试验,出水达标排放。吹脱法主要用于处理高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多缺点,主要有: ①环境温度影响大,低于0 ℃时,氨吹脱塔实际上无法工作; ②吹脱效率有限,其出水需进一步处理; ③吹脱前需要加碱把废水的pH值调整到11 以上,吹脱后又须加酸把pH 值调整到9 以下,所以药剂消耗大; ④工业上一般用石灰调整pH 值,很容易在水中形成碳酸钙垢而在填料上沉积,可使塔板*堵塞;⑤吹脱时所需空气量较大,因此动力消耗大,运行成本高。
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1. 2 化学沉淀(MAP) 法
在一定的pH 条件下,水中的Mg2 + 、HPO43 - 和NH4+ 可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH 值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH 值为10. 0 ,物质的量之比Mg∶N = 1. 2、P∶N = 1. 02 时沉淀效果,氨氮去除率达到90 % 。赵庆良等研究表明,MgCl2 ·6H2O 和Na2HPO4·12H2O 组合沉淀剂优于MgO 和H3PO4 组合,垃圾渗滤液中的氨氮质量浓度可由5 618 mg/L 降低到65 mg/L。李芙蓉等采用氧化镁和磷酸作为沉淀剂去除煤气洗涤循环水中高浓度的氨氮,效果良好。李才辉等对MAP 法处理氨氮废水的工艺进行优化,研究表明氨氮的去除率随着反应时间的增加而增加,随着Mg∶N 比值的增加而增加。刘小澜探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH 值为8. 5 9. 5 的条件下,投加的药剂Mg2 + ∶NH4+ ∶PO43 - (摩尔比)为1. 4∶1∶0. 8 时,废水氨氮的去除率达99 %以上,出水氨氮的质量浓度由2 g/L 降至15 mg/L。
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国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究。Stratful 等详细研究了影响磷酸铵镁沉淀及晶体生长的因素,得出4 点结论: ①过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利; ②镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素; ③如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3 h 的结晶时间; ④沉淀的pH 值应大于8. 5。Battistoni 等进行了用化学沉淀法从废水厌氧消化后的上清液中同时回收氮和磷的研究。废水厌氧消化过程中,有机物中的氮和磷被微生物分解为无机的磷酸盐和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸铵镁沉淀可回收磷和氮。Lind 等则进行了用磷酸铵镁沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究,可以回收65. 0 % 80. 0 %的氮。
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化学沉淀法的zui大优点是可以回收废水中的氨,所生成的沉淀可以作为复合肥而利用。存在的主要问题是沉淀剂的用量较大,需要对废水的pH 进行调整,另外有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体,工业中固液分离有一定困难。
1. 3 折点氯化法
在含氨氮的废水中投氯后,有如下反应 :
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称为化合余氯,次氯酸称为余氯。当投氯量达到氯与氨的摩尔比值1∶1 时,化合余氯即增加,余氯下降物质的量的比达到1. 5∶1 时, (质量比7. 6∶1 时) ,余氯下降到zui低点,此即“折点”。在折点处,基本上全部氧化性的氯都被还原,全部氨都被氧化,进一步加氯就会产生自由余氯。该法与pH 值、温度、接触时间及氨和氯的初始比值有关。
折点加氯法zui大的优点是理论上通过适当的控制,可以把氨氮*去除,但因加氯量大,费用高,以及产酸增加总溶解固体等原因,目前此方法只能作为氨氮废水的后续处理,以及给水处理或饮用水处理。
1. 4 离子交换法
离子交换实际是不溶性离子化合物(离子交换剂) 上的可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程。用离子交换法去除氨氮时,常用离子交换剂沸石、活性炭等,也有研究采用合成树脂。但天然离子交换剂价格便宜且再生容易;采用合成树脂,预处理工序和再生系统均较复杂,且树脂寿命短,应用上受一定限制。
肖举强等证明活化沸石去除氨氮的效果优于活性炭。陶颖等采用天然沸石去除污水中氨氮效果明显,成功将污水深度处理。刘玉亮等的静态、动态和再生实验结果表明,斜发沸石静态饱和吸附量为3. 1 g/ 100 g ,再生后有效寿命可达140 h 以上。Rozic 等也进行了用沸石和粘土类矿物去除氨氮的试验。研究表明,用天然沸石为离子交换剂时,其对氨氮的去除能力与水中氨氮的初始质量浓度有关,在初始质量浓度小于100 mg/L 时,氨氮的去除率可以达到60. 0 %以上,且随初始质量浓度的降低去除率增加,当
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