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氨氮去除方法低氨氮废水处理方法主要有三类,即物理法、化学法、生物法。物理与化学法主要有 以下几种方法1:离子交换法、吸附法、电化学氧化法、折点氯化法等。离子交换法虽能 去除部分氨氮,但存在交换剂的交换容量有限,交换剂使用前需要改性等问题;吸附法尚未 有成熟的价格合适、性能良好的吸附剂作为吸附材料;电化学氧化法受电极材料的限制,能 耗偏高;生物处理含有机物的较低浓度氨氮废水效果好,但是处理时间较长,效果不稳定, 占地面积大。而折点加氯法处理氨氮废水效果好,设备简单,反速率快且完全,通入氯气对 水可以起到消毒作用。因此,结合公司的实际情况,决定选择折点加氯法深度处理低氨氮废 水。本文通过探讨原水氨氮浓度对处理效果的影响,确定适合折点加氯法处理的原水氨氮的 范围,再探讨低浓度氨氮废水折点加氯法反应最佳pH、药剂的消耗比、反应时间以及加药 方式,寻求最有效、经济的低氨氮废水深度处理方法。1材料与方法1.1实验材料原水取自本公司污水处理车间精馏蒸氨塔塔釜后液,pH=7.0。试剂为工业级次氯酸钠, 即漂白水(C12含量3 =10%,密度p =1.18g/cm3)。1.2实验原理与方法1.2.1实验原理在含有氨的水中投加次氯酸(HOCl)时,当pH在中性附近时,主要随次氯酸投加逐步 进行下述反应2,如图2所示:NH4+HOC1-NH2C1+H2O (1)NH2C1+H0C1一NHC12+H2O (2)2NH2C1 +HOC1-N2f+3H+3Cl-+H2O (3)由于NaOCl溶液含有10%以上的有效氯,使用时较安全,无氯气外泄的危险,因此实 验采用次氯酸钠(NaOCl)作为氧化剂。氯酸钠在水中的水解:NaOCl+HjOoHOCl+Na+OH Hocioir+ocrNaOCl的折点反应为:1.5Na OO+NHfE. 5N什 MHhEW +1.5NaCI当投氯量达到氯与氨的摩尔比值1:1时,化合余氯即增加,当摩尔比达到1.5:1时, 即(以Cl2质量计)质量比7.6:1,余氯下降到最低点,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,进一步加氯就都产生自由余氯。1.2.2实验方法取若干个500 mL水样于烧杯中,放于磁力搅拌器上,调整所需温度与转速,加入一 定量的次氯酸钠溶液进行反应。反应完毕后取水样检测氨氮最后对数据进行分析。漂白水加 入量折算成有效Cl2的计算公式:Cl2的质量:m=p 3 Vp 一漂白水的密度;3 一漂白水的有效含量;V一漂白水的体积。1.3实验检测仪器分光光度计(721),上海精密科学仪器有限公司,PHS-3C型精密pH计;数显恒温磁力搅拌器(85-2),金坛市大地自动化仪器厂。2结果与讨论2.1原水氨氮浓度对处理效果的影响试验条件:三股原水:水样L c(NH4,)=2 mg/L;水样2, cWH*15。mg/L;水样3, c(NH4+)=80 mg/L;反应温度为20 C;按不同单耗加药;加药方式为一次性 加药;反应时间为30 min;试验结果如图1所示。圈L原水叙氯波度对处理效果的影响Fig. 1 Raw water aminonia coaceutiatiofi on the treatment efifect从实验过程看,原水氨氮过高,药剂消耗大且处理效果很不理想。主要原因是随着药 剂的增加,pH逐步下降,终点pH=2.5,不利于反应进行,余氯残留较多。若要加足够的碱 中和至合适pH,当氧化1 mg/L NH+-N时,需3.6 mg/L的碱度(以CaCO3计)来中和2, 4原水氨氮浓度越高,其需要加入的碱越多,从经济的角度出发,不合算。而原水氨氮小于100 mg/L,随着药剂的增加,氨氮下降很明显。且处理后氨氮小于10 mg/L时,其pH=5.56.0, 只需加少量的碱调至中性,就能达到排放要求。;反应2.2 pH对处理效果的影响试验条件:原水c(NH +)=80 mg/L;反应温度为20 C;加药方式为一次性加药 4时间为30 min;按m(Cl2):m(NH4+)=8.2:1;试验结果如图2所示。isr16-14 -45 e 7pHKU pH对处理效果的影嗣Fig. 2 pH effect on (rMlment从反应效果来看,pH过低、过高处理效果均不理想。因整个反应过程会产生酸,pH过 低,则制约反应(3)进行,达不到预期效果。而pH过高,则影响次氯酸钠分解成有效氯, 从而影响处理效果。因此pH=在5.56.5氨氮去除效果是最好的。2.3药剂消耗比对处理效果的影响试验条件:原水c(NH+)=80 mg/L;反应温度为20 C;加药方式为一次性加药;按不4同单耗加药,反应时间为30 min;试验结果如图3所示。7.4:I7-(5: i 7J:1 S.M 8.5:1S.4:I加药It阂 图3药剂单耗F也日 Sodium hochlorik coiisiimptioxL通过实验可看出,在氨氮低于100 mg/L的原水中,按m(Cl2):m(NH +)=8.0:1,处理 4效果好,可达到排放要求。考虑到水质可能有所变动和次氯酸钠的不稳定性,因此生产上建 议采用最佳的药剂质量比为m(Cl2):m(NH4+)=8.0:18.2:1之间,虽药剂量越大处理效果 越好,但这样不仅造成成本增加,更有可能会使水中余氯增多,导致二次污染。2.4反应时间及加药方式对处理效果的影响试验条件:原水 c(NH4+)=80 mg/L;反应温度为 20 C;m(Cl2):m(NH +)=8.2:1;加4药方式为一次性加药;测定不同反应时间氨氮浓度的变化,试验结果如图4所示。I.I.10203040 5fl fiO时町mm圈4反应时间跟姓理故果的影响Fig. 4 Effects oflhe reacticm time on treatment从实验过程看,随着反应时间的延长,氨氮的浓度逐步下降。1030 min之间,氨氮 下降幅度很大,效果很明显。但是反应时间继续延长,由于药剂几乎消耗完全,氨氮下降的 幅度很小了。因此,为了提高整个处理效率,反应时间为30 min。从实验过程看,采用一次性加药方式,虽然操作比较方便,但是反应过程中有较浓的 氯气的气味,处理时单耗较高,反应不完全,很可能会导致水中余氯的增多。而采用缓慢分 批加药,虽比较慢,实际设计操作时有些繁琐,但是药剂与原水混合比较好,反应比较彻底, 也能使调节pH发挥作用,使次氯酸钠更快水解出有效氯,其单耗低,处理效果更好,几乎 没有氯气的气味。因此建议采用计量式连续加药的方式。3结论(1)从实验过程看,折点加氯更适用于处理氨氮浓度100 mg/L以下的低浓度氨氮废水, 其氯投加量相对减少,处理效果较好,况且减少了额外加碱回调pH的处理费用,降低了处 理成本费用。因此,精馏塔回收氨水塔釜须控制氨氮浓度低于100 mg/L。(2)对于低浓度氨氮废水(氨氮含量小于100 mg/L),其折点加氯法的处理的最佳工艺条件为: 采用计量式连续加药的方式,控制pH=5.5-6.5; m(Cl2) : m(NH4+)=8.0 : 18.2 : 1之间;反 应时间T=30 min。处理后氨氮小于10 mg/L,达到相关的排放标准。
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