小小有話說:氨氮是我們環(huán)保人最常見的物質(zhì)了。小小今天搜羅了一些文獻(xiàn)資料,整合了這篇文章,如有不全,還望指教!
廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。根據(jù)廢水中氨氮濃度的不同,可將廢水分為3類:高濃度氨氮廢水(NH3-N>500mg/l),中等濃度氨氮廢水(NH3-N:50-500mg/l),低濃度氨氮廢水(NH3-N<50mg/l)。然而高濃度的氨氮廢水對(duì)微生物的活性有抑制作用,制約了生化法對(duì)其的處理應(yīng)用和效果,同時(shí)會(huì)降低生化系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污染物的降解效率,從而導(dǎo)致處理出水難以達(dá)到要求。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨,然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。
去除氨氮的主要方法有:物理法、化學(xué)法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術(shù);化學(xué)法含離子交換、氨吹脫、折點(diǎn)加氯、焚燒、化學(xué)沉淀、催化裂解、電滲析、電化學(xué)等處理技術(shù);生物法含藻類養(yǎng)殖、生物硝化、固定化生物技術(shù)等處理技術(shù)。
目前主要采用的除氮工藝有:生物硝化與反硝化、化學(xué)沉淀法、沸石選擇性離子交換吸附、氨吹脫法(空氣吹脫)及折點(diǎn)氯化等五種。
一、生物硝化與反硝化
生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下,通過硝化和反硝化等一系列反應(yīng),最終形成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種,但是機(jī)理基本相同。都需要經(jīng)過硝化和反硝化兩個(gè)階段。
反應(yīng)方程式如下:
亞硝化: 2NH4+ + 3O2 → 2NO2- + 2H2O + 4H+
硝化: 2NO2- + O2→ 2NO3-
硝化菌的適宜pH值為8.0~8.4,最佳溫度為35℃,溫度對(duì)硝化菌的影響很大,溫度下降10℃,硝化速度下降一半;DO濃度:2~3mg/L;BOD5負(fù)荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS?d);泥齡在3~5天以上。
生物硝化
硝化反應(yīng)是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽氮的過程,稱為生物硝化作用。包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟:由亞硝酸菌參與的將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養(yǎng)菌,它們利用廢水中的碳源,通過與NH3-N的氧化還原反應(yīng)獲得能量。
將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽生物硝化的反應(yīng)過程為:
NH4+ 十 2O2 = NO3- 十2H+ 十 H2O
由上式可知:
(1)在硝化過程中,1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)需氧4.57g;
(2)硝化過程中釋放出H+,將消耗廢水中的堿度,每氧化l g氨氮,將消耗堿度(以CaCO3計(jì)) 7.lg。
影響硝化過程的主要因素有:
(1)pH值
當(dāng)pH值為8.0~8.4時(shí)(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化過程中pH將下降,當(dāng)廢水堿度不足時(shí),即需投加石灰,維持pH值在7.5以上;
(2)溫度
溫度高時(shí),硝化速度快。亞xiao 酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低,故水溫以不低于15℃為宜;
(3)污泥停留時(shí)間
硝化菌的增殖速度很小,其最大比生長(zhǎng)速率為 =0.3~0.5d-1(溫度20℃,pH8.0~8.4)。為了維持池內(nèi)一定量的硝化菌群,污泥停留時(shí)間 必須大于硝化菌的最小世代時(shí)間 。在實(shí)際運(yùn)行中,一般應(yīng)取 >2 ,或 >2 ;
(4)溶解氧
氧是生物硝化作用中的電子受體,其濃度太低將不利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。一般,在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化,溶解氧應(yīng)保持在2~3mg/L以上;
(5)BOD負(fù)荷
硝化菌是一類自養(yǎng)型菌,而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過高,會(huì)使生長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖,從而佼白養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì),結(jié)果降低了硝化速率。所以為要充分進(jìn)行硝化,BOD5負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。
生物反硝化
在缺氧條件下,利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱膹U水中逸出由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機(jī)底物(碳源)。
以甲醇為碳源為例,其反應(yīng)式為:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的適宜pH值為6.5~8.0;最佳溫度為30℃,當(dāng)溫度低于10℃時(shí),反硝化速度明顯下降,而當(dāng)溫度低至3℃時(shí),反硝化作用將停止;DO濃度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物,總氮去除率可達(dá)70%~95%,二次污染小且比較經(jīng)濟(jì),因此在國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最多。其缺點(diǎn)是占地面積大,低溫時(shí)效率低。
在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將NO2--N和NO3--N還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機(jī)底物(碳源)。以甲醇作碳源為例,其反應(yīng)式為:
6NO3-十5CH3OH→5CO2十4H2O十3N2十6OH-
由上可見,在生物反硝化過程中,不僅可使NO3--N、NO2--N被還原,而且還可位有機(jī)物氧化分解。
影響反硝化的主要因素:
(1)溫度
溫度對(duì)反硝化的影響比對(duì)其它廢水生物處理過程要大些。一般,以維持20~40℃為宜??嘣跉鉁剡^低的冬季,可采取增加污泥停留時(shí)間、降低負(fù)荷等措施,以保持良好的反硝化效果;
(2)pH值
反硝化過程的pH值控制在7.0~8.0;
(3)溶解氧
氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);
(4)有機(jī)碳源
當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源,BOD5/TN>(3~5)時(shí),可無需外加碳源。當(dāng)廢水所含的碳、氮比低于這個(gè)比值時(shí),就需另外投加有機(jī)碳。外加有機(jī)碳多采用甲醇。考慮到甲醇對(duì)溶解氧的額外消耗,甲醇投量一般為NO3--N的3倍。
此外,還可利用微生物死亡;自溶后釋放出來的那部分有機(jī)碳,即"內(nèi)碳源",但這要求污泥停留時(shí)間長(zhǎng)或負(fù)荷率低,使微生物處于生長(zhǎng)曲線的靜止期或衰亡期,因此池容相應(yīng)增大。
常見的生物脫氮流程可以分為3類:
1.多級(jí)污泥系統(tǒng)
多級(jí)污泥系統(tǒng)通常被稱為傳統(tǒng)的生物脫氮流程。此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果,其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng),構(gòu)筑物多,基建費(fèi)用高,需要外加碳源,運(yùn)行費(fèi)用高,出水中殘留一定量甲醇;
2.單級(jí)污泥系統(tǒng)
單級(jí)污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)、后置反硝化系統(tǒng)及交替工作系統(tǒng)。前置反硝化的生物脫氮流程,通常稱為A/O流程。與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比,該工藝特點(diǎn):流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少,只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng),基建費(fèi)用可大大節(jié)省;將脫氮池設(shè)置在去碳源,降低運(yùn)行費(fèi)用;好氧池在缺氧池后,可使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除,提高出水水質(zhì);缺氧池在前,污水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用,可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷。
此外,后置式反硝化系統(tǒng),因?yàn)榛旌弦喝狈τ袡C(jī)物,一般還需要人工投加碳源,但脫氮的效果高于前置式,理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個(gè)串聯(lián)池子組成,通過改換進(jìn)水和出水的方向,兩個(gè)池子交替在缺氧和好氧的條件下運(yùn)行。它本質(zhì)上仍是A/O系統(tǒng),但利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,其脫氮效果優(yōu)于一般A/O流程。其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理費(fèi)用較高,必須配置計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)操作系統(tǒng);
3.生物膜系統(tǒng)
將上述A/O系統(tǒng)中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應(yīng)器,即形成生物膜脫氮系統(tǒng)。此系統(tǒng)中應(yīng)有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反應(yīng)器中保存了適應(yīng)于反硝化和好氧氧化及硝化反應(yīng)的兩個(gè)污泥系統(tǒng)。
由于常規(guī)生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下:
(1)為了能使微生物正常生長(zhǎng),必須增加回流比來稀釋原廢水;
(2)硝化過程不僅需要大量氧氣,而且反硝化需要大量的碳源,一般認(rèn)為COD/TKN至少為9。
二、沸石選擇交換吸附
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過程。離子交換法選用對(duì)NH4+離子有很強(qiáng)選擇性的沸石作為交換樹脂,從而達(dá)到去除氨氮的目的。
沸石是一種硅鋁酸鹽,其化學(xué)組成可表示為(M2+,2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價(jià)陽離子,M+代表Na+、K+等一價(jià)陽離子,為一種弱酸型陽離子交換劑。在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中,具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴,使其具有篩分效應(yīng),交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。天然沸石的種類很多,用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。
沸石具有對(duì)非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用,它是一類硅質(zhì)的陽離子交換劑,成本低,對(duì)NH4+有很強(qiáng)的選擇性。O.Lahav等用沸石作為離子交換材料,將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細(xì)菌的載體。
該工藝在一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)器中分吸附階段和生物再生階段兩個(gè)階段進(jìn)行。在吸附階段,沸石柱作為典型的離子交換柱;而在生物再生階段,附在沸石上的細(xì)菌把脫附的氨氮氧化成硝態(tài)氮。研究結(jié)果表明,該工藝具有較高的氨氮去除率和穩(wěn)定性,能成功地去除原水和二級(jí)出水中的氨氮。
沸石離子交換與pH的選擇有很大關(guān)系,pH在4~8的范圍是沸石離子交換的最佳區(qū)域。當(dāng)pH<4時(shí),H+與NH4+發(fā)生競(jìng)爭(zhēng);當(dāng)pH>8時(shí),NH4+變?yōu)镹H3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水濃度可達(dá)1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡(jiǎn)單、投資省去除率高的特點(diǎn),適用于中低濃度的氨氮廢水(<500mg/L),對(duì)于高濃度的氨氮廢水會(huì)因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水,仍需進(jìn)一步處理。
斜發(fā)沸石對(duì)某些陽離子的交換選擇性次序?yàn)椋篕+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜發(fā)沸石對(duì)NH4+的強(qiáng)選擇性,可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用。
溶液pH值對(duì)沸石除氨影響很大。當(dāng)pH過高,NH4+向NH3轉(zhuǎn)化,交換吸附作用減弱;當(dāng)pH過低,H+的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用增強(qiáng),不利于NH4+的去除。通常,進(jìn)水pH值以6~8為災(zāi)。當(dāng)處理合氨氮10~20mg/L的城市嚴(yán)水時(shí),出水濃度可達(dá)l mg/L以下。穿透時(shí)通水容積約100~150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達(dá)到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。針對(duì)石灰再生的結(jié)垢問題,亦有采用2%的氯化鈉溶液作再生液的,此時(shí)再生液用量較大。
再生時(shí)排出的高濃度合氨廢液必須進(jìn)行處理,其處理方法有:(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液,可用作肥料;(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
三、空氣吹脫法與汽提法
空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸,將氨氮從液相轉(zhuǎn)移到氣相的方法。該方法適宜用于高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸,利用水中組分的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態(tài)保持平衡而存在。將廢水pH值調(diào)節(jié)至堿性時(shí),離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨,然后通入空氣將氨吹脫出。
吹脫法除氨氮,去除率可達(dá)60%~95%,工藝流程簡(jiǎn)單,處理效果穩(wěn)定,吹脫出的氨氣用鹽 酸吸收生成氯化銨可回用于純堿生產(chǎn)作母液,也可根據(jù)市場(chǎng)需求,用水吸收生產(chǎn)氨水或用硫酸吸收生產(chǎn)硫酸銨副產(chǎn)品,未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時(shí)吹脫效率低,不適合在寒冷的冬季使用。
用該法處理氨氮時(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。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水,但吹脫效率影響因子多,不容易控制,特別是溫度影響比較大,在北方寒冷季節(jié)效率會(huì)大大降低,現(xiàn)在許多吹脫裝置考慮到經(jīng)濟(jì)性,沒有回收氨,直接排放到大氣中,造成大氣污染。
汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?,處理機(jī)理與吹脫法一樣是一個(gè)傳質(zhì)過程,即在高pH值時(shí),使廢水與氣體密切接觸,從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質(zhì)過程的推動(dòng)力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐g的差。
延長(zhǎng)氣水間的接觸時(shí)間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率,用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤(rùn)表面積和在整個(gè)塔內(nèi)形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時(shí)間汽提法適用于處理連續(xù)排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與吹脫法類似,對(duì)氨氮的去除率可達(dá)97%以上。但汽提塔內(nèi)容易生成水垢,使操作無法正常進(jìn)行。
吹脫和汽提法處理廢水后所逸出的氨氣可進(jìn)行回收:用硫酸吸收作為肥料使用;冷凝為1%的氨溶液。
在堿性條件下(pH>10.5),廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充分接觸,則水中揮發(fā)性的NH3將由液相向氣相轉(zhuǎn)移,從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內(nèi)裝填木質(zhì)或塑料板條填料,空氣流由塔的下部進(jìn)入,而廢水則由塔頂落至塔底集水池。
影響氨吹脫效果的主要因素有:
(1)pH值 一般將pH值提高至10.8~11.5;
(2)溫度 水溫降低時(shí)氨的溶解度增加,吹脫效率降低。例如,20℃時(shí)氨去除率為90~95%,而10℃時(shí)降至約75%,這為吹脫塔在冬季運(yùn)行帶來困難;
(3)水力負(fù)荷 水力負(fù)荷(m3/m2.h)過大,將破壞高效吹脫所需的水流狀態(tài),而形成水幕;水力負(fù)荷過小,填料可能沒有適當(dāng)濕潤(rùn),致使運(yùn)行不良,形成干塔。一般水力負(fù)荷為2.5~5m3/m2.h;
(4)氣水比 對(duì)于一定塔高,增加空氣流量,可提高氨去除率;但隨著空氣流量增加,壓降也增加,所以空氣流量有一限值。一般,氣/水比可取2500~5000(m3/m2);
(5)填料構(gòu)型與高度 由于反復(fù)濺水和形成水滴是氨吹脫的關(guān)鍵,因此填料的形狀、尺寸、間距、排列方式夠都對(duì)吹脫效果有影響。一般,填料間距40~50mm,填料高度為6~7.5m。若增加填料間距,則需更大的填料高度;
(6)結(jié)垢控制 填料結(jié)垢(CaCO3)特降低吹脫塔的處理效率??刂平Y(jié)垢的措施有:用高壓水沖洗垢層;在進(jìn)水中投加阻垢劑:采用不合或少含CO2的空氣吹脫(如尾氣吸收除氨循環(huán)使用);采用不易結(jié)垢的塑料填料代替木材等。
空氣吹脫法除氨,去除率可達(dá)60~95%,流程簡(jiǎn)單,處理效果穩(wěn)定,基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低,可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時(shí)吹脫效率低,填科結(jié)垢往往嚴(yán)重干擾運(yùn)行,且吹脫出的氨對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
四、折點(diǎn)氯化法去除氨氮
折點(diǎn)氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學(xué)脫氮工藝。其反應(yīng)可表示為:
NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
當(dāng)氯氣通入廢水中達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量最低,氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣通入量超過該點(diǎn)時(shí),水中的游離氯就會(huì)增多;因此該點(diǎn)稱為折點(diǎn),該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。處理氨氮廢水所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯氣。pH值在6~7時(shí)為最佳反應(yīng)區(qū)間,接觸時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
折點(diǎn)加氯法處理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進(jìn)行反氯化,以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫離子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右(以CaCO3計(jì))。折點(diǎn)氯化法除氨機(jī)理如下:
Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl- NH4+ + HOCl → NH2Cl + H+ + H2O
NHCl2 + H2O → NOH + 2H+ + 2Cl- NHCl2 + NaOH→N2 + HOCl + H+ + Cl-
折點(diǎn)氯化法最突出的優(yōu)點(diǎn)是可通過正確控制加氯量和對(duì)流量進(jìn)行均化,使廢水中全部氨氮降為零,同時(shí)使廢水達(dá)到消毒的目的。對(duì)于氨氮濃度低(小于50mg/L)的廢水來說,用這種方法較為經(jīng)濟(jì)。為了克服單獨(dú)采用折點(diǎn)加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點(diǎn),常將此法與生物硝化連用,先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達(dá)90%~100%,處理效果穩(wěn)定,不受水溫影響,在寒冷地區(qū)此法特別有吸引力。投資較少,但運(yùn)行費(fèi)用高,副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會(huì)造成二次污染,氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。
由反應(yīng)式可知,到達(dá)折點(diǎn)的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N),而實(shí)際需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7進(jìn)行反應(yīng),則投藥量可最小。接觸時(shí)間一般為0.5~2h。嚴(yán)格控制pH值和投氯量,可減少反應(yīng)中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機(jī)物。
折點(diǎn)氯化法對(duì)氨氮的去除率達(dá)90~100%,處理效果穩(wěn)定,不受水溫影響,基建費(fèi)用也不高。但其運(yùn)行費(fèi)用高;殘余氯及氯代有機(jī)物須進(jìn)行后處理。
在目前采用的四種脫氮工藝中,物理化學(xué)法由于存在運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境造成二次污染等問題,實(shí)際應(yīng)用受到-定限制。而生物脫氮法能餃為有效和徹底地除氮,且比較經(jīng)濟(jì),因而得到較多應(yīng)用。
五、化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是根據(jù)廢水中污染物的性質(zhì),必要時(shí)投加某種化工原料,在一定的工藝條件下(溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應(yīng)時(shí)間、配料比例等等)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),使廢水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的氣體產(chǎn)物,從而使廢水
凈化,或者達(dá)到一定的去除率。
化學(xué)沉淀法處理NH3-N是始于20世紀(jì)60年代,在90年代興起的一種新的處理方法,其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在堿性水溶液中生成沉淀。
在氨氮廢水中投加化學(xué)沉淀劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應(yīng)生成MgNH4PO4?6H2O(鳥糞石)沉淀,該沉淀物經(jīng)造粒等過程后,可開發(fā)作為復(fù)合肥使用。
整個(gè)反應(yīng)的pH值的適宜范圍為9~11。pH值<9時(shí),溶液中PO43-濃度很低,不利于MgNH4PO4?6H2O沉淀生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反應(yīng)將在強(qiáng)堿性溶液中生成比MgNH4PO4?6H2O更難溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同時(shí),溶液中的NH4+將揮發(fā)成游離氨,不利于廢水中氨氮的去除。利用化學(xué)沉淀法,可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。
例如:含氨氮≤1500mg/L氨氮廢水,主要污染物為氨氮,每天處理量24t,外排氨氮要求小于5mg/L,總氮小于15mg/L,溫度40到50攝氏度,PH值7到8,廢水中只含有氨氮,處理應(yīng)該選擇哪種工藝合適?
這個(gè)廢水氨氮過高了,用生物法顯然是不合適的,再說水量又比較小,給你的建議是:
1.采用蒸氨塔進(jìn)行蒸氨處理,回收的氨水還可以重新利用;
2.采用次氯酸 鈉法,進(jìn)行脫氮,效果是比較好的;
3.如果其他污染物不過可以直接排放了,如果COD高則可以一個(gè)一體化的
水處理設(shè)施就可以完成了,畢竟水量只有24噸/天。
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