水體中的氮元素由于是造成富營(yíng)養(yǎng)化的元兇,往往是水污染控制行業(yè)的科研和工程技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn),其重要性甚至不亞于有機(jī)污染物。 1、什么是氨氮? 氨氮是指游離氨(或稱非離子氨,NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氨。pH較高,游離氨的比例較高;反之,銨鹽的比例高。 氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)素,可導(dǎo)致水富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,是水體中的主要耗氧污染物,對(duì)魚類及某些水生生物有毒害。 氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨,其毒性比銨鹽大幾十倍,并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系,一般情況,pH值及水溫愈高,毒性愈強(qiáng)。 常用來(lái)測(cè)定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法;滴定法和電極法也常用來(lái)測(cè)定氨;當(dāng)氨氮含量高時(shí),也可采用蒸餾-滴定法。(國(guó)標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法) 2、物化脫氮工藝 化學(xué)沉淀法 化學(xué)沉淀法又稱為MAP沉淀法,是通過(guò)向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽,使廢水中的NH4﹢與Mg2﹢、PO43﹣在水溶液中反應(yīng)生成磷酸銨鎂沉淀,分子式為MgNH4P04.6H20,從而達(dá)到去除氨氮的目的。磷酸銨鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤的添加劑或建筑結(jié)構(gòu)制品的阻火劑。反應(yīng)方程式如下: Mg2﹢+NH4﹢+PO43﹣=MgNH4P04 影響化學(xué)沉淀法處理效果的因素主要有pH值、溫度、氨氮濃度以及摩爾比(n(Mg2﹢):n(NH4﹢):n(P043-))等。以氯化鎂和磷酸氫二鈉為沉淀劑對(duì)氨氮廢水進(jìn)行處理,結(jié)果表明當(dāng)pH值為10,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1.2時(shí),處理效果較好。 以氯化鎂和磷酸氫二鈉為沉淀劑進(jìn)行研究,結(jié)果表明當(dāng)pH值為9.5,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1時(shí),處理效果較好。 對(duì)新出現(xiàn)的高濃度氨氮有機(jī)廢水一生物質(zhì)煤氣廢水進(jìn)行研究,結(jié)果表明,MgC12+Na3PO4.12H20明顯優(yōu)于其他沉淀劑組合。當(dāng)pH值為10.0,溫度為30℃,n(Mg2﹢):n(NH4+):n(P043-)=1:1:1時(shí)攪拌30min廢水中氨氮質(zhì)量濃度從處理前的222mg/L降到17mg/L,去除率為92.3%。 將化學(xué)沉淀法和液膜法相結(jié)合用于高濃度工業(yè)氨氮廢水的處理。在對(duì)沉淀法工藝進(jìn)行優(yōu)化的條件下,使氨氮去除率達(dá)到98.1%,然后聯(lián)用液膜法進(jìn)一步處理使其氨氮濃度降低到0.005g/L,達(dá)到國(guó)家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)化學(xué)沉淀法進(jìn)行改進(jìn)研究,考察Mg2﹢以外的二價(jià)金屬離子(Ni2﹢,Mn2﹢,Zn2﹢,Cu2﹢,F(xiàn)e2﹢)在磷酸根作用下對(duì)氨氮的去除效果。對(duì)硫酸銨廢水體系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工藝。結(jié)果表明,可以實(shí)現(xiàn)以石灰取代傳統(tǒng)的NaOH調(diào)節(jié)劑。 化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)氨氮廢水濃度較高時(shí),應(yīng)用其它方法受到限制,如生物法、折點(diǎn)氯化法、膜分離法、離子交換法等,此時(shí)可先采用化學(xué)沉淀法進(jìn)行預(yù)處理;化學(xué)沉淀法去除效率較好,且不受溫度限制,操作簡(jiǎn)單;形成含磷酸銨鎂的沉淀污泥可用作復(fù)合肥料,實(shí)現(xiàn)廢物利用,從而抵消一部分成本;如能與一些產(chǎn)生磷酸鹽廢水的工業(yè)企業(yè)以及產(chǎn)生鹽鹵的企業(yè)聯(lián)合,可節(jié)約藥劑費(fèi)用,利于大規(guī)模應(yīng)用。 化學(xué)沉淀法的缺點(diǎn)是由于受磷酸銨鎂溶度積的限制,廢水中的氨氮達(dá)到一定濃度后,再投人藥劑量,則去除效果不明顯,且使投入成本大大增加,因此化學(xué)沉淀法需與其它適合深度處理的方法配合使用;藥劑使用量大,產(chǎn)生的污泥較多,處理成本偏高;投加藥劑時(shí)引人的氯離子和余磷易造成二次污染。
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