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工业废水中专项污染物处理之氨氮篇

2020-07-311277

    氨氮存在于许多工业废水中。不仅在不同类的工业废水中氨氮浓度千变万化,即使同类工业不同工厂的废水中其浓度也各不相同。排放高浓度氨氮废水的工业有钢铁、炼油、化肥,无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等。此外,其他一些工业也排放各种浓度的氨氮废水

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    某些工业自身会产生氨氮污染物,如钢铁工业(副产品焦炭、锰铁生产、高炉)以及肉类加工业等。而另一些工业将氨用作化学原料,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、动物排泄物等新鲜废水中虽然氨氮初始含量并不高,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水贮积过程中氨氮浓度会迅速增加。

    主流处理技术

    目前,从工业废水中去除氨氮已有多种方法,对给定废水的条件下,氨氮处理技术的选择主要取决于:

    要素

    1、水的性质;

    2、要求达到的处理效果;

    3、经济性。

    虽然许多方法都能有效地去除氨,但只有几种方法能真正应用于工业废水的处理,因为它们必须具有应用方便、处理性能稳定可靠、适应于废水水质、处理成本低等优点,根据目前的经验,处理氨氮的主要技术有:

    生物硝化法

    氨氮或转化为硝酸盐和亚硝酸盐,有时也包括反硝化法除氨。如果反应完全,氨氧化成硝酸盐是阶段的反应。开始由于亚硝酸菌的作用使氨氧化成亚硝酸盐,亚硝酸菌属于强好氧性自养细菌,利用氨作为其能源。阶段,在硝酸菌的作用下使亚硝酸盐转化成硝酸盐。硝酸菌是以亚硝酸来作为能源的特种自养细菌。

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    氨吹脱法

    氨气提是一个传质过程,即在高pH时,使废水与空气密切接触从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是空气中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。用具有大表面积的填充塔来达到气水间的密切接触。

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    折点氯化法

    折点氯化法是将氯气通入废水中达到某一点,在该点时水中游离氯含量低,而氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时。水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点.该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成了无害的氮气。处理时所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化1mg氨氮有时需要9-10mg的氯气。

    离子交换法

    离子交换是应用离子交换剂(T-42H离子交换树脂)分离含氨氮的水溶液的过程。离子交换过程是液固两相间的传质(包括外扩散和内扩散)与化学反应(离子交换反应)过程,通常离子交换反应进行得很快,过程速率主要由传质速率决定。

    离子交换反应一般是可逆的,在一定条件下被交换的NH4+离子可以解吸(逆交换),使T-42H离子交换树脂恢复到原来的状态,即T-42H离子交换树脂通过交换和再生可反复使用。

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    不同浓度氨氮废水的处理工艺

    高浓度氨氮废水

    氨氮浓度超过500mg/L的废水一般来源于焦炭、铁合金、煤的气化、炼油、畜牧业、化肥、人造纤维和白炽灯等生产过程。焦炉废水除氨方法包括:稀氨水焦炭骤熄、蒸馏和副产品回收、焚烧、深井处置以及生物处理等。其中已应用的有:

    (1)分离焦油后以硫酸铵形式回收;

    (2)用氨水进行焦炭骤熄;

    (3)在蒸馏釜中用空气或蒸汽吹脱氨。

    尽管上述方法都有很高的除氨效果,但出水中仍有残余的氨尚需进一步处理。

    氨的吹脱过程是将废水中的离子态铵通过调节pH值转化为分子态氨,随后被通入废水的空气或蒸汽吹出。通入的蒸汽升高了废水的温度,从而也提高了pH值被吹脱的分子态氨的比率,低浓度废水常在室温下用空气吹脱。

    中低浓度氨氮废水

    许多工业废水含有中低浓度的氨氮。根据废水中有机碳含量、出水排放要求等因素,可以用各种不同的方法成功地控制该类废水中的氨氮含量。这些方法包括空气或蒸汽吹脱法、离子交换法、活性炭吸附法、折点氯化法和生物硝化法等。

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    科海思T-42H离子交换树脂可作为低浓度至中等浓度废水选择性去除氨的离子交换介质,与一般存在的其他阳离子比,科海思T-42H离子交换树脂对NH4+有相对较高的选择性。当pH增加时NH4+的离子交换性能变差。pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。一般处理流程为:先用物化法或生物法去除废水中大量的悬浮物和有机碳。然后使废水流经T-42H离子交换树脂(通常树脂层高1200mm—1500mm,内装60%左右的T-42H离子交换树脂)。当交换柱饱和或氨出水浓度过高时,需停止操作并进行交换柱的再生。再生废液中的氨通常在中性或碱性条件下用空气或蒸汽吹脱,也可用电解法去除。有的再生技术将氨排放到大气中,有的则将氨回收作化肥用。