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降解皮革废水中的氨氮浓度应该采用什么方法

放大字体  缩小字体 2019-08-08 09:50:09  阅读:2386+ 来源:自媒体作者:低碳行者小胡

原标题:降解皮革废水中的氨氮浓度应该采用什么方法

【降解皮革废水中氨氮的浓度方法】

常用皮革废水氨氮处理方法:

1、生物法:生物法是利用各种微生物的协同作用,通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮最终转化为氮气排放从而去除氨氮的方法,主要包括传统硝化反硝化、短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化等工艺。高浓度的氨氮对硝化过程有抑制作用,因此生物法常用来处理含有机物较多但氨氮浓度相对较低的废水,对采用生物法处理高浓度废水的研究较少。

生物法处理氨氮废水结果稳定、处理费用较低、不产生二次污染,但受温度影响较大,低温情况下处理效率低,同步硝化反硝化和厌氧氨氧化等工艺对高浓度氨氮废水的处理效果较好,但其作用机理尚不明确,需对其工艺条件进行进一步研究。

2、吹脱法:利用碱性条件下水中氨氮主要以游离氨存在的特性,向水体中通入气体使气液之间充分接触,水中的游离氨穿过气液界面向气相转移,从而达到脱除水中氨氮的目的,通入的气体常用空气和蒸汽,常见设备为吹脱塔。

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吹脱法主要用于对高浓度氨氮废水的预处理,其脱氮效率较高,但处理过程中需要通入大量蒸汽,能耗大;释放出的氨气会造成二次污染,需强酸吸收废气;设备易结垢。为解决这一系列问题,在吹脱工艺中引入了超声波技术,超声辐射与水体作用能够产生空化效应,游离氨在这一特殊作用下热解为氮气和氢气,空化效应下水处于超临界状态,使氨气的传质速度加快,更易从废水中吹脱去除;吹脱产生的气泡亦可促进空化效应。

3、化学沉淀法:是20世纪90年代兴起的一种处理氨氮废水的方法,通过向水中加入化学药剂,使氨氮转化为沉淀物质,比较成熟的一种技术为MAP法,即磷酸铵镁法,主要用于处理高浓度氨氮废水。

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化学沉淀法操作简单易懂,对氨氮的去除率高,沉淀物不仅是一种农业肥料,还可作为灭火剂进行灭火,但沉淀剂在水体中引入的余磷易造成二次污染,化学沉淀法的主要影响因素为pH,在处理废水时需根据实际情况进行pH调节,增加了处理成本。化学沉淀法主要用于处理可生化性差的高浓度氨氮废水,但近几年的研究表明,此方法对低浓度氨氮也有一定去除能力,但受初始氨氮浓度的影响较大。

4、折点氯化法:是将氯气通入氨氮废水中,利用次氯酸将氨氮转化为氮气排放,从而去除氨氮。在通氯过程中,水体中氨氮的浓度随着氯气通入量增加而降低,将氨氮浓度降为0的一点称为折点,此时水体中的游离氯离子的含量也最低。

折点氯化法处理效果稳定,不受水温影响,适用于较低浓度氨氮废水的处理,常作为深度处理方法与其他氨氮废水处理方法联用,但液氯储存和使用的要求较高,同时产生的副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

5、膜分离法:是利用特定膜的透过性能对溶液中的某种成分进行选择性分离,可在室温、无相变的条件下进行,主要包括电渗析、反渗透、超滤及渗析等工艺。

膜分离法处理氨氮废水效率高、耗能少、处理结果稳定,但在处理过程中膜易被污染,使系统处理压力过高,出现渗漏等问题,需定期对膜进行反洗,增加了处理成本,针对这一问题,如何开发耐污染性强、产水性能优、使用寿命长的膜材料将是未来研究的基本方向。

6、离子交换法:是利用固相对水中的氨氮进行吸附并释放出等价离子的原理进行氨氮脱除,常用的固相有沸石、树脂、活性炭等。斜发沸石是一种天然的硅铝酸盐矿物质,对氨氮具有很高的吸附性能和离子交换性能,在我国分布广、储量大、成本低廉,常用于处理氨氮废水。

离子交换法工艺简单、操作方便、占地面积小,但在处理过程中,需对原水进行预处理,并对吸附相进行解吸再生,产生的再生液也必须进行处理,否则会造成二次污染。

7、氧化法:

(1)电化学氧化法:电化学氧化法利用电能使游离氨转化为氮气排放,有直接氧化和间接氧化两种方式,影响电化学氧化法的因素主要为电流密度和氯离子浓度。电化学氧化法处理氨氮废水不产生二次污染、操作简单,但在处理过程中消耗大量电能,处理成本较高。

(2)催化湿式氧化法:催化湿式氧化法(CWAO)是在传统湿式氧化法中加入适宜的催化剂,使废水中的氨氮氧化分解为CO2、H2O和N2等无害物质,达到去除氨氮的目的,常用于对较高浓度氨氮废水的处理。

催化湿式氧化技术的核心是催化剂的选用,多组分复合催化剂对氨氮的脱除率高,非贵金属催化剂在处理过程中易溶出造成二次污染,贵金属催化剂没有这一问题,但价格高,因此,如何制备高效经济的催化剂是催化湿式氧化技术亟需解决的问题。

(3)光催化氧化:利用光敏半导体作为催化剂,光辐射可以激发半导体产生电子-空穴,空穴与O2和H2O共同作用产生羟基自由基,对氨氮进行氧化。常用的半导体材料为TiO2。电催化氧化法反应条件温和、选择性好、不受氨氮浓度限制,技术难点在于如何控制氧化生成N2,避免氧化产物NO2-和NO3-的生成,具体的机理和反应影响因素仍在进一步研究之中。

8、微波-活性炭法:是利用微波反应器对加入活性炭的氨氮溶液进行加热,活性炭对微波有很强的吸收能力,当微波辐射到活性炭表面时会产生“热点”,水中的氨接触到“热点”即被高温脱除。微波-活性炭法目前的研究主要集中于对模拟水样的处理,深入研究微波的氧化机理及微波处理过程中的影响因素与规律具有重要意义。

9、MVR法:机械蒸汽再压缩(MVR)技术是利用蒸发器中产生的二次蒸汽,经压缩机压缩,压力、温度升高,热焓增加,然后送到蒸发器的加热室当作加热蒸汽使用,氨与水分子相对挥发度不同,通过蒸汽作用多次汽化和冷凝实现高纯度分离,氨转化为气态从水中逸出从而达到脱氨氮的目的。

MVR法适用于含盐量较高且有机物难于降解的氨氮废水,对TP和TN也有较好的处理效果,MVR浓缩液加工后可作为盐粗品出售,具有良好的循环经济效益,在蒸馏过程中,需加入气体收集处理装置,避免造成二次污染,该方法经济高效,但目前仍在研究阶段,工艺条件还需进一步研究。

【氨氮】是以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在于水中的氮。水中的氨氮来源有很多,除生活污水和垃圾渗滤液外,还来源于钢铁、炼油、化肥、鞣革、石油化工、玻璃制造、饲料生产等工业废水的排放。氨氮是导致水体富营养化的主要因素,会引起水体中的藻类及微生物大量繁殖,使水体中的溶解氧急剧下降,导致鱼类及其他水生生物缺氧死亡,对水质造成严重影响。另外,氨氮在水体中经过硝化作用会产生亚硝酸盐和硝酸盐,长期饮用这类水会诱发高铁血红蛋白症;当水中的亚硝酸盐氮含量过高时,能够与蛋白质结合形成一种强致癌物质——亚硝胺,对人体造成严重危害。过量的氨氮对废水的处理及回用造成了严重影响,寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生产具有重大意义。

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