次氯酸钠处理电镀废水中氨氮及其ORP控制方式的研究 余华东;徐伟;黄聪聪;胡嘉荧;陈新才
电镀前处理【摘 要】Using sodium hypochlorite to treat biochemical effluent water from the sewage treatment plant in an electroplating industrial park, the influence of reaction time, pH value and sodium hypochlorite dosage on am-monia nitrogen removal and variation law of ORP were studied. The results showed that, when the pH value was 6-8, the reaction time was 10 min, the mass ratios of sodium hypochlorite to ammonia nitrogen were 8:1 and 9 :1, the mass concentration of ammonia nitrogen in effluent water were lower than 15 and 8 mg/L respectively, which could meet the requirement of GB 21900—2008 Emission Standard of Pollutants for Electroplating about ammonia nitrogen discharge. The variation of ORP was regular as the sodium hypochlorite dosage changed, and automatic dosing of sodium hypochlorite controlled by ORP has already been realized in actual engineering.%利用次氯酸钠处理电镀工业园区污水处理厂的生化出水,研究了反应时间、pH值和次氯酸钠投加量对氨氮去除效果的影响以及ORP的变化规律.结果表明,pH值在6~8之间,反应时间为10 min,次氯 酸钠与氨氮的质量比为8:1和9:1时,出水氨氮的质量浓度分别小于15和8 mg/L,可满足GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》中氨氮排放的要求.ORP变化和次氯酸钠的投加量有较好的规律性,并在实际工程中实现了ORP控制次氯酸钠的自动投加.
【期刊名称】《工业用水与废水》
【年(卷),期】2017(048)005
【总页数】5页(P15-18,40)
【关键词】次氯酸钠;电镀废水;氨氮;氧化还原电位
【作 者】余华东;徐伟;黄聪聪;胡嘉荧;陈新才
【作者单位】浙江海拓环境技术有限公司,杭州 310052;浙江海拓环境技术有限公司,杭州 310052;浙江海拓环境技术有限公司,杭州 310052;浙江海拓环境技术有限公司,杭州 310052;浙江海拓环境技术有限公司,杭州 310052
【正文语种】中 文
【中图分类】X703.1
氨氮是水体富营养化的一个重要指标，也是目前各行业主要控制的污染对象。随着GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》的逐步推进实施，市政纳管的限制越来越严格，很多电镀企业的废水开始采取直排方式，其中氨氮的排放标准为15 mg／L，甚至在有些地区要达到表三标准中的8 mg／L，因此氨氮的去除成为电镀废水处理急需解决的一大问题。
氨氮去除的方法主要有生化法、氯化氧化法、鸟粪石法和吹脱法等［1］。生化法是去除氨氮最经济的途径， 目前已有报道研究的有 A／O［2］、 A2O－MBR［3］、缺氧－BAF［4］、 水解酸化－MBR［5］、 水解酸化－A／O［6］等，对氨氮去除效果可达到相关标准。然而，电镀工艺多种多样，废水水质成分不一，有些废水虽然经过物化处理后各项重金属指标达标，但仍不适合硝化和反硝化细菌的生长，因此还需要和其他废水进行混合［6］或采用物化方法去除氨氮。氯化氧化法在去除氨氮和CODCr方面均有效果，而且具备反应速度快、去除效果稳定、操作简单等优点，是一种广泛应用的氨氮处理技术［7－12］。
针对电镀废水，胡小兵等［8］研究采用次氯酸钠去除水中氨氮，由于废水比较单一，水质
和电镀工业园区废水不同，未给出相应的工程化应用方案。本研究的对象为大型电镀工业园区（10 000 t／d）生化出水，由于生化对氨氮去除效果不理想，需要物化技术加以辅助。本试验考察了反应时间、pH值、次氯酸钠投加量对氨氮去除效果的影响，并且研究了氨氮去除过程ORP的变化情况，并在实际工程中进行项目改造和调试。
仪器：TU－1810PC型紫外可见分光光度计、85－2数显恒温磁力搅拌器、OPS－701型ORP。
试剂：次氯酸钠（10%有效氯）。
以温州某电镀基地污水处理厂生化出水为研究对象，pH值为6.5~8.4，氨氮的质量浓度为35~60 mg／L。
（1）次氯酸钠氧化法去除氨氮试验。调节废水pH值，加入一定量次氯酸钠，反应一段时间后，测定水样中氨氮和余氯浓度。 （2）ORP变化研究。每隔2 min加入一定量的次氯酸钠，观察pH值和ORP的变化情况。
（3）工程化应用。设置ORP和次氯酸钠加药泵联动，通过ORP控制药剂的投加，并投加焦亚硫酸钠降低排放口余氯。
CODCr采用重铬酸钾法。氨氮采用纳氏试剂光度法，余氯采用碘量法。其它指标均采用国家标准测定方法。
室温下，在原水中投加次氯酸钠，使m（次氯酸钠）／m（氨氮）值为10∶1。检测氨氮浓度，考察反应时间对氨氮去除效果的影响，结果如图1所示。
由图1可知，反应开始阶段氨氮浓度急剧下降，在反应1 min和2 min时氨氮的质量浓度分别为 11.78 mg／L 和 1.34 mg／L， 而后保持平稳， 说明反应2 min时次氯酸钠即能将氨氮氧化完全。由于水质不同， 顾庆龙［9］和岳楠等［11］均将 30 min 设为最佳停留时间，实际上当反应时间为10 min时，反应几乎结束。因此，考虑到现场混合效果没有小试效果好，选择反应时间为10 min，可在保证反应完全的同时降低构筑物的投资成本。
室温下，调节不同pH值，在原水中投加次氯酸钠， 使得m（次氯酸钠）／m（氨氮）值为10∶1， 反应时间为10 min，考察初始pH值对氨氮去除效果的影响，结果如图2所示。
由图2可知，pH值在6~8时氨氮去除效果较好，氨氮的质量浓度达到3 mg／L，此时余氯的质量浓度较低，为25 mg／L左右。随着pH值的上升，氨氮的去除效果逐渐变差。当氨氮的质量浓度达到12 mg／L以上，余氯也急剧上升，高于135 mg／L。研究表明［13］，不同形式的氨中，NH3 比铵离子更易被次氯酸钠氧化，因此高pH值有利于氮的转化，但随着pH值的上升，次氯酸钠的氧化电位下降，氧化能力削弱。因此，反应体系中存在一个较佳的pH值范围。从上述结果可知，pH值对次氯酸钠的氧化电位影响较大，从而使得高pH值条件下氨氮去除效果下降。
由pH值变化可知，投加次氯酸钠后，pH值均会上升，而且初始pH值较高时，其上升幅度更大。在氯化法去除氨氮的过程中，由于有H＋的产生，理论上会导致pH值下降。但由于次氯酸钠的溶液中含有大量的NaOH，因此会中和反应过程中产生的H＋，使得pH值上升。在pH值为6~8时，由于次氯酸钠与氨氮反应充分，产生的H＋多，因此pH值上升幅度小。在pH值为9~11时则刚好相反，因此pH值上升幅度大。
室温下，在原水中投加次氯酸钠，反应10 min，考察m（次氯酸钠）／m（氨氮）值对氨氮去除效果的影响，结果如图3所示。
由图3可知，随着次氯酸钠投加量的增加，氨氮浓度不断降低，当投加比为8∶1和9∶1时，氨氮质量浓度分别达到 14.4 和 4.1 mg／L， 达到 GB 21900—2008中关于氨氮排放标准的要求（表2和表3），而后随着投加量的增加，氨氮去除效果趋于稳定。理论上当投加比为8∶1时氨氮应该被完全氧化去除，但由于废水成分复杂，存在其他物质被次氯酸钠氧化，其导致实际用量增加。胡小兵等［8］发现次氯酸钠投加量远大于理论值3倍以上时，氨氮去除效果才能保证。
分析余氯浓度的变化可知，随着次氯酸钠浓度的增加，余氯出现先上升后下降再上升的趋势，最低点余氯的质量浓度为18.85 mg／L。余氯的变化规律和理论一致，但曲线整体往后偏移，最高和最低余氯点对应的投加比由理论的5∶1和8∶1变成6∶1和10∶1，进一步说明废水中存在其他物质与次氯酸钠发生反应。
经过分析检测可知，反应后废水中余氯的质量浓度为47.1 mg／L。加入焦亚硫酸钠，反应5 min，考察焦亚硫酸钠投加量对消除余氯的影响，结果如图4所示。
由图4可知，当焦亚硫酸钠投加量小于60 mg／L时，随着其投加量的增加，余氯浓度出现较好的线性下降，可计算出1 mg／L余氯消耗1.42 mg／L的焦亚硫酸钠。后续利用余氯在
线检测联动焦亚硫酸钠的药剂泵进行自动投加，降低排放到自然水体中的余氯含量。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议