工业废水处理技术之中低浓度氨氮废水处理方法

工业废水处理技术之中低浓度氨氮废水处理方
氨氮废水的危害已经引起全球环境保护领域的重视。继《节能减排“十二五”规划》后,国务院《“十三五”生态环境保护规划》再次将氨氮作为污水减排的约束性指标。近年来,国内外在氨氮工业废水处理领域从多角度、多方位开展了大量的科学研究工作。
中低浓度氨氮工业废水的处理方法
到目前为止,传统的中低浓度氨氮工业废水处理技术主要有吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、生物脱氮法、离子交换法、催化氧化法等,还有其他一些非常规的处理方法,如膜分离法、电化学氧化法、电渗析法、超声波法、微波法、土壤灌溉法、藻类养殖法等。
吹脱法
原理
吹脱法是利用氨气(NH3)等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异,将废水pH调节至碱性,以空气或其他气体作为载气,通入汽提塔中,在气液两相中充分接触后,溶解于废水中的气体与NH3由液相穿过气液相界面进入气相,从而到达脱除废水中氨氮的目的。
含盐废水处理
工艺流程
其中,当以空气作为载气时,称为吹脱过程;而以水蒸气作为载气时,称为汽提过程。为了不造成NH3的二次污
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染,吹脱和汽提过程一般在塔式设备中开展。废水从塔顶往下流动,气体则从下往上逆向流动,在气液相之间NH3分压差的推动下,水中的NH4+不断以NH3的形式向气相转移,在塔顶设置NH3吸收装置,则水中的NH4+就可以开展回收再利用。
污泥水氨氮吹脱装置
常温下,吹脱法主要应用于中低浓度氨氮废水的处理。因为这种方法易于操作,设备构造简单,方便管理。
汽提法主要应用于高浓度氨氮废水的处理。在去除氨氮的过程中,虽然汽提法比吹脱法能耗高、成本大,但其去除效率要高于吹脱法。
优缺点
优点:
吹脱汽提法具有去除效果好、工艺流程简单、易于操作等优点,且吹脱后的氨氮能以氨水或硫酸铵的形式开展回收,可以到达资源回收利用的目的。
缺点:
(1 )如吹脱前需要加碱调节废水pH至11以上,吹脱后又需要加适量酸调节pH至9以下,酸碱消耗量大,增加处理成本;
(2)另外,对于成分复杂的工业废水,无论是吹脱还是汽提,在加碱吹脱过程中易出现沉淀,导致堵塔问题;
(3)同时,在吹脱过程中产生NH3如果不能得到处理
2/13 和回收,进入空气中,易造成对大气环境的污染;再者在氨氮工
业废水吹脱过程中,气体消耗量大,导致运行成本较高。
影响因素
影响吹脱效果的主要因素大小顺序为:pH >吹脱温度〉气液比,在pH为11,温度为40C时,气液比为5555.6 :1,吹脱时间为1min。
发展趋势
吹脱出的NH3用H2SO4吸收,形成(NH4)2SO4 溶液,可作为浸取剂返回生产中使用或者用于生产(NH4)2SO4 肥料,实现资源回收利用。一些研究说明,利用超重力、超声波等过程强化方法能增强氨氮吹脱效率,从而到达节能降耗的目的,这是今后一个新的发展趋势。
化学沉淀法
原理
化学沉淀法是在含有NH4+的废水中,投加一定比例的Mg2+和PO43 ,使它们与NH4+反应生成稳定的磷酸铵镁(MgNH4PO4 6H2O ,又称MAP)化学沉淀,通过过滤沉降等手段分离出MAP沉淀。其化学反应方程式如式所示:
Mg2++NH4++PO43+6H2O - MgNH4PO4 6H2O
I
利用化学沉淀法对某养猪场废水开展氨氮去除研究时发现,当进水氨氮浓度为756mg/L、反应pH为9.5、n(Mg2+): n(NH4+): n(PO43 )为 1.2:1:1、反应 10min
后,氨氮去除率到达95%以上。采用化学沉淀法从人的尿液
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中回收营养物质的研究发现,可回收65%〜80%的氨。
优缺点
利用化学沉淀法对垃圾渗滤液开展氨氮去除的研究发现,在pH为10,接触时间为30min , Mg/N/P 的物质的量比为1:1:1,垃圾滤液中的NH4+-N 浓度为610〜640mg/L 时,NH4+-N 的去除率达88%左右。
优点:
化学沉淀法处理氨氮废水具有工艺简单、反应速率快、操作简便的优点,且生成的沉淀物磷酸铵镁可以作为一种优质的缓释氮磷肥料,能被用作土壤添加剂和建筑阻燃剂,从而到达废物回收再利用的目的。
缺点:
(1)由于该化学反应影响因素多,如废水pH、镁盐和磷酸盐的配比、反应时间等都有可能导致氨氮不能完全沉淀;
(2)适合处理高浓度氨氮废水,对低浓度氨氮废水处理效率不高;
(3)处理过程中需要投放加大量镁盐和磷酸盐,使得处理成本加大,同时容易造成二次污染。
折点氯化法
原理
折点氯化法是处理低浓度氨氮废水中常用的一种工艺,其原理是向废水中通入足量或投加次氯酸钠,利用/次氯酸钠的氧化作用使水中的氨氮转化成无害的氮气。随着
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通入量到达某一点时,水中游离的氯含量昀低,此时NH4+的浓度降为零,当的投入量超过该点时,水中的游离氯又会增加,因此,该点称为折点。该状态下氯化称为折点氯化。该法去除氨氮的反应如化学方程式所示:
2NH4++3HOC1-N2 f+5H++3Cl+3H2O
采用折点氯化法处理稀土冶炼废水中NH4+-N ,结果发现进水氨氮浓286mg/L、pH为7、C1与NH4+质量浓度比为7:1、反应时间10〜15min时,水中NH4+-N 去除率达98%。
优缺点
优点:
折点氯化法处理氨氮废水具有反应速率快、脱氮效果稳定、不受水温影响、投资成本小、操作简便、同时拥有消毒作用等优点。
缺点:
但也存在一些突出问题:与水中氨氮作用产生氯胺等会造成二次污染;消耗量大,且的安全使用和存储成本较高;对水质的pH要求苛刻,产生的酸性废水还需要碱性物质开展中和才能达标排放等,从而增加了处理氨氮废水的运行成本。
生物脱氮法
原理
生物脱氮法是目前实际操作中常用的处理方法,适合处
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理中低浓度的含氮废水。传统生物法是在各种微生物作用下,经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气,从而

本文发布于:2024-09-24 19:13:49,感谢您对本站的认可!

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