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水中氨氮的去除方法
废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。
水中氨氮的去除方法有多种,但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。
沸石选择性交换吸附
沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,为一种弱酸型阳离子交换剂。
在沸石的三维空间结构中,具有规则的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。
斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性,可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。
溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高,NH4+向NH3转化,交换吸附作用减弱;当pH过低,H+的竞争吸附作用增强,不利于NH4+的去除。通常,进水pH值以6~8为宜。当处理合氨氮10~20mg/L的城市进水时,出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100~150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题,亦有采用2%的氯化钠溶液作再生液的,此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液需要进行处理,其处理方法有:(1)空气吹脱吹脱的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸气吹脱冷凝液为1%的氨溶液,可用作肥料;(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分解为N2。
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活性炭具有良好的吸附机能和不乱的化学性质,是一种常用的吸附剂。活性炭对焦化废水COD的去除率可达98.5%。但活性炭再生系统操纵难度大,装置运行费高,在焦化废水处理中未得到
推广使用。
针对活性炭吸附法操纵本钱高的题目,可采用粉煤灰和自然多孔矿物。以矿物、废渣等为吸附剂深度处理焦化废水具有本钱低廉、以废治废的特点。粉煤灰是燃煤电厂粉煤燃烧排放的废
弃物,其主要组分为A1203,Si02,CaO,Fe203(占总量的90%左右)。我国目前每年排放的粉煤灰超过1亿吨。从粉煤灰的理化性质来看,粉煤灰去除废水中的有害物质主要是通过吸附,但在一定
前提下,也有一定的絮凝沉淀和过滤作用。
自然多孔矿物内部孔结构的形式多样,有沸石、硅藻土等。将多孔矿物与焦化废水混合或让废水通过矿物滤床,焦化废水中的有机污染物即被吸附在多孔矿物中得以去除。自然多孔矿物具
有分布广泛、价格低廉、可轮回利用等长处,因此在焦化废水处理等环境净化领域具有非常广阔的应用远景。