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氯化铵废水用离子交换

发布时间:2025-04-25 18:07:41

Ⅰ 氨铜废水的处理问题,FeSO4可以还原氨铜络合离子吗

络合废水

蚀板、化学沉铜等工序排放的废水中含有铜离子和络合剂如NH4OH、EDTA和酒石酸钾等。络合废水中铜离子和络合剂形成一种比稳定的络合物,是比较难处理的线路板废水中的一种。有的线路板企业主要将其回收处理,将铜转化为CuSO4、CuO、Cu、硫酸铵或氯化铵等,有的企业将其排放至污水处理系统处理。

对络合废水(EDTA、氨碱铜)的处理首先应考虑破坏络合作用,能够使铜离子游离出来。目前在实际运行中,采用多种方法破络,现归纳如下(注:★表示该法最常用)。

方法一:调PH值破络(调废水PH至酸性2左右破络);

方法二:氧化剂氧化还原破络(铁屑反应、NaClO);

方法三:离子交换-电解法破络法破络;

★ 方法四:化学药剂置换破络(Na2S、FeCl3、专用特殊药剂等);

以上四种方法中,方法一加酸液(HCl、H2SO4)调络合废水PH值至2-3,Cu2+从络合物中游离出来,破铬效果良好。但因含络废水原水多呈碱性,调至酸性PH为2-3时消耗大量的酸液,破络后还需再调至碱性PH在8-9左右沉淀铜,又消耗大量的碱液,处理费用较高,因此运用不广泛。其工艺为:

方法二氧化还原破络常用铁屑—聚铁法,在酸性条件下PH=3,铁屑Fe和二价铁离子Fe2+还原,反应约20-30min,Fe2+将Cu2+EDTA络合物中的Cu2+还原成Cu+,因Cu+在碱性条件下不易与EDTA结合,故在碱性条件下,生成Cu2O,与Fe(OH)2、Cu (OH)2共沉。

因铁屑——聚铁法破络的铁屑反应器易结垢成团,影响设备的正常运作,且铁屑更新劳动强度大,妨碍了此种方法的应用。采用次氯酸钠破络是含氰废水在破氰时发生的副反应,对破络有一定的作用。只有污水含有氰时,该法才有实际意义。

方法三中离子交换——电解法因高浓度的重金属易使交换树脂饱和、络合物易使交换树脂污染或老化、电解耗电量大、处理金属重种类单一等缺点而很少采用。

方法四中采用具有破络作用的化学药剂如Na2S、FeCl3、专用特殊药剂等,药品易购得、价格适中、效果好、应用条件宽松,在线路板废水中具有应用推广价值,也是目前线路板废水处理中普遍采用的方法。FeCl3破络效果好,但药品具有强腐蚀性,运输、贮存、配制要求较高,采用的也较少。破络专用药剂现在开发的品种很多,大多属专利产品,如ISX(不溶性交联淀粉黄原酸酯)是七十年代发展起来的水处理剂,对大多数重金属都能沉淀,PH范围宽3-11,沉淀快。TMT(三巯三嗪三钠盐)是最近美国开发的一种新型重金属沉淀剂。S946也是一种新型处理剂。

采用Na2S处理络合废水是绝大多数线路板企业废水处理的选择。Na2S不但用来处理络合废水,而且用来处理非络合废水除铜效果也是很好的。S2-沉淀络合物中铜离子反应生成CuS。

但这个方法的缺点是络合物EDTA分子链不能破坏,仍以活性态存在于排放废水中,在排放的水中有重新生成络盐的可能,给废水的深度处理及回用造成困难。

Ⅱ 总氮超标有哪些危害应该如何处理

水中氮元素的过量排放会引起水体富营养化,使藻类大量繁殖,出现水华赤潮,当水中总氮含量大于0.3mg/L时,即达到富营养化的标准;另外,硝酸盐本身对人无害,但在体内会被还原为亚硝酸盐,一方面,亚硝酸盐会与血红蛋白反应生成高铁血红蛋白,影响氧的传输能力,特别对于婴儿,易导致高铁血红蛋白症(蓝婴病);另一方面,亚硝酸盐过高,会与蛋白生成亚硝胺,属于强致癌物质,对健康危害极大。

总氮的去除:

1、氨氮的去除

含氨氮废水目前市场上技术已经非常成熟,一般通过以下几种办法去除。

第一,折点加氯氧化法,通过加入次氯酸钠或者漂白粉进行氧化,将氨氮转化为氮气释放,目前市场上常见的氨氮去除剂基本以漂白粉为主。其反应方程式如下所示:

2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O

第二,利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后再进行反硝化,将硝酸盐转化为氮气。其反应原理图如下所示:

2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亚硝化作用)

2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)

HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)

2、有机氮的去除

生物法,氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化:

生物法成本较低,效果稳定,但工艺复杂,操作困难,且占地面积较大,运行时间较长;化学法省去中间转化步骤,更快速直接,但成本较高,折点加氯法控制难度大,效果不稳定。

3、硝态氮的去除

硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。

在生物脱氮中,主要是指硝酸根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。

Ⅲ 工业废水如何有效去除氨氮超标

1 高浓度氨氮废水处理技术

高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L
的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展,以及人民生活水平的不断提高,工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升,呈现氨氮污染源多、排放量大,并且排放的浓度增大的特点〔2〕。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。

1.1 吹脱法

将空气通入废水中,使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相,使废水得到处理的过程称为吹脱,常见的工艺流程见图 1。


图 2 生物脱氮的途径

用生物法处理含氨氮废水时,有机碳的相对浓度是考虑的主要因素,维持最佳碳氮比也是生物法成功的关键之一。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点,其缺点为占地面积大,处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。同时,在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外,高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用,因此当处理氨氮废水的初始质量浓度<300
mg/L 时,采用生物法效果较好。

J. Kim 等〔24〕采用小球藻处理美国俄亥俄州辛辛那提磨溪污水处理厂废水中的氨氮,实验结果表明,小球藻在经历24 h 的迟缓期后,在48 h 内氨氮去除率可达50%。

2.3.1 传统生物硝化反硝化技术

传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下,在硝酸盐和亚硝酸盐菌的作用下,氨氮可被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮;再通过缺氧条件,反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气,从而达到脱氮的目的。

传统生物硝化反硝化法中,较成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR
序批式处理法、接触氧化法等。它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。但该法也存在一些弊端,如必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除,使运行费用增加;碳氮比较小时,需要进行消化液回流,增加了反应池容积和动力消耗;硝化细菌浓度低,系统投碱量大等。

杨小俊等〔25〕通过A/O 膜生物反应器处理某炼油厂气浮池出水中的氨氮,实验结果表明,当氨氮和COD 容积负荷分别在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/(m3·d)时,处理后水中氨氮质量浓度小于5 mg/L。

2.3.2 新型生物脱氮技术

(1)短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中,先在有氧的条件下,利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐,阻止亚硝酸盐进一步氧化,然后直接在缺氧的条件下,以有机物或外加碳源作为电子供体,将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。

短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点:对于活性污泥法,可节省25%的供氧量,降低能耗;节省碳源,一定情况下可提高总氮的去除率;提高了反应速率,缩短了反应时间,减少反应器容积。但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密,每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌,而且各个因素之间也存在着相互影响的关系,这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段,对此现象的理论解释还不充分。

(2)同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时,即为同时硝化反硝化(SND)。废水中溶解氧受扩散速度限制,在微生物絮体或者生物膜的表面,溶解氧浓度较高,利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖,越深入絮体或膜内部,溶解氧浓度越低,形成缺氧区,反硝化细菌占优势,从而形成同时硝化反硝化过程。

邹联沛等〔26〕对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究,实验结果表明,当DO 为1mg/L,C/N=30,pH=7.2
时,COD、NH4+-N、TN 去除率分别为96%、95%、92%,并发现在一定的范围内,升高或降低反应器内DO 浓度后,TN 去除率都会下降。

同时硝化反硝化法节省反应器,缩短了反应时间,且能耗低、投资省。但目前对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验室阶段,其作用机理及动力学模型需做进一步的研究,其工业化运用尚难实现。

(3)厌氧氨氧化技术。厌氧氨氧化是指在缺氧或厌氧条件下,微生物以NH4+ 为电子受体,以NO2- 或NO3- 为电子供体进行的NH4+、NO2- 或NO3- 转化成N2的过程〔27〕。

何岩等〔28〕研究了SHARON
工艺与厌氧氨氧化工艺联用技术处理“中老龄”垃圾渗滤液的效果,实验结果表明,厌氧氨氧化反应器可在具有硝化活性的污泥中实现启动;
在进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度不超过250 mg/L 的条件下,氨氮和亚硝酸氮的去除率分别可达到80%和90%。目前,SHARON
与厌氧氨氧化联合工艺的研究仍处于实验室阶段,还需要进一步调整和优化工艺条件,以提高联合工艺去除实际高氨氮废水中的总氮的效能。

厌氧氨氧化技术可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗,免去反硝化反应的外源电子供体,可节省传统硝化反硝化过程中所需的中和试剂,产生的污泥量少。但目前为止,其反应机理、参与菌种和各项操作参数均不明确。

2.4 膜技术

2.4.1 反渗透技术

反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于半透膜对溶质的选择截留作用,将溶质与溶剂分离的技术,具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中,设备给予足够的压力,水通过选择性膜析出,可用作工业纯水,而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高,成为可以被再次处理和利用的浓缩液。在实际操作中,施加的反渗透压力与溶液的浓度成正比,随着氨氮浓度的升高,反渗透装置所需的能耗就越高,而效率却是在下降〔29〕。

徐永平等〔30〕以兖矿鲁南化肥厂碳酸钾生产车间含NH4Cl 的废水为研究对象,利用反渗透法对NH4Cl
废水的处理过程进行了研究,实验装置采用反渗透膜(NTR-70SWCS4)过滤机。结果表明,在用反渗透膜技术处理氨氮废水的过程中,氯化铵质量浓度适宜在60
g/L 以下,在该浓度条件下,设备脱氨氮效率较高,一般大于97%,各项技术指标合格,可以用于实际生产操作。

2.4.2 电渗析法

电渗析是在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,使离子从电解质溶液中分离出来的过程。电渗析法可高效地分离废水中的氨氮,并且该方法前期投入小,能量和药剂消耗低,操作简单,水的利用率高,无二次污染副产物。

唐艳等〔31〕采用自制电渗析设备对进水电导率为2 920 μS/cm,氨氮质量浓度为534.59 mg/L
的氨氮废水进行处理,通过实验得到在电渗析电压为55 V,进水流量为24 L/h
这一最佳工艺参数条件下,可对实验用水有效脱氮的结论,出水氨氮质量浓度为13 mg/L。

3 不同浓度工业含氨氮废水的处理方法比较

不同氨氮废水处理方法优缺点比较见表 4。

通过对以上几种不同方法的论述,可以看出目前针对工业废水中高浓度氨氮的处理方法主要使用物理化学方法做预处理,再选择其他方法进行后续处理,虽能取得较好的处理效果,但仍存在结垢、二次污染的问题。对低浓度的氨氮废水较常用的方法为化学法和传统生物法,其中化学法的一些处理技术还不成熟,未在实际生产中应用,因此还无法满足工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求;
生物法能较好地解决二次污染问题,且能达到工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求,但目前对微生物的选种和驯化还不完全成熟。

Ⅳ 污水总氮超标的解决办法

污水脱氮是在生物硝化工艺基础上,增加生物反硝化工艺,其中反硝化工艺是指污水中的硝酸盐,在缺氧条件下,被微生物还原为氮气的生化反应过程。

生物促进总氮去除菌

一、废水中总氮的构成
废水中总氮主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮组成,其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团,比如有机胺类等。硝态氮在自然界中比较稳定,且含量较高,比如机械化学等工业使用大量与硝酸盐相关的原材料作为氧化剂,同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸盐,因为硝态氮十分稳定,且极易溶解于水,因此污染十分严重,极易扩散。
二、导致出水总氮超标的原因涉及许多方面,主要有:

1、污泥负荷与污泥龄‍
由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能获得高效而稳定的的反硝化。因而,脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷,并采用高污泥龄。

2、内、外回流比‍
生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些,这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去,二沉池中NO3--N浓度不高。相对来说,二沉池由于反硝化导致污泥上浮的危险性已很小。另一方面,反硝化系统污泥沉速较快,在保证要求回流污泥浓度的前提下,可以降低回流比,以便延长污水在曝气池内的停留时间。
运行良好的污水处理厂,外回流比可控制在50%以下。而内回流比一般控制在300~500%之间。

3、反硝化速率‍
反硝化速率系指单位活性污泥每天反硝化的硝酸盐量。反硝化速率与温度等因素有关,典型值为0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。

4、缺氧区溶解氧‍
对反硝化来说,希望DO尽量低,最好是零,这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化,提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看,要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下,还是有困难的,因此也就影响了生物反硝化的过程,进而影响出水总氮指标。

5、BOD5/TKN‍
因为反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的,所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物,才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后,进厂BOD5低于设计值,而氮、磷等指标则相当于或高于设计值,使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求,也导致了出水总氮超标的情况时有发生。

6、pH‍
反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感,在pH为6~9的范围内,均能进行正常的生理代谢,但生物反硝化的最佳pH范围为6.5~8.0。

7、温度‍
反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感,但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高,反硝化速率越高,在30~35℃时,反硝化速率增至最大。当低于15℃时,反硝化速率将明显降低,至5℃时,反硝化将趋于停止。因此,在冬季要保证脱氮效果,就必须增大SRT,提高污泥浓度或增加投运池数。
三、污水总氮超标的解决办法:

1、氨氮的去除

利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是通过生物促进硝化菌MicroBoost- N和生物促进总氮去除菌Micro Boost-Den的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后再进行反硝化,将硝酸盐转化为氮气。其反应原理图如下所示:
2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亚硝化作用)
2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)
HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)

2、有机氮的去除
生物法,氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化:

化学法,通过氧化使氮化合物直接从有机氮、氨氮直接转化为氮气:

生物法成本较低,效果稳定,但工艺复杂,操作困难,且占地面积较大,运行时间较长;化学法省去中间转化步骤,更快速直接,但成本较高,折点加氯法控制难度大,效果不稳定。

3、硝态氮的去除
硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。

在生物脱氮中,主要是指硝酸根离子通过总氮去除菌降解转化为氮气的过程。

Ⅳ 怎样利用化学法除氨氮

化学法除氨氮是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料(氨氮专去除剂SN-1),属在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。选择合适的化工原料也很重要。

Ⅵ 沸石吸附铬离子的过程中会受到哪些因素的影响

主要有接触时间、沸石粒径、氨氮初始浓度等
沸石对生活污水中氨氮的吸附能力明显低于人工配制氯化铵溶液,氨氮去除率随着沸石投加量的增加而增加,但单位质量沸石的氨氮吸附量却随之减小,吸附过程呈现快速吸附,缓慢平衡的特点。生活污水中悬浮物的存在,会削减沸石对氨氮的吸附能力。不同类型的阳离子和阴离子的加入都能导致人工配制氯化铵溶液中氨氮在沸石上的吸附量存在差异。阳离子的影响趋势主要为价态的影响,即价态越高,对氨氮吸附阻碍作用越显著,当阳离子当量浓度2 meq/L时,影响吸附强弱的顺序为Ca2+Mg2+Na+;阴离子影响沸石吸附强弱的顺序受初始氨氮的浓度影响较大。Langmuir等温方程式较Freundich、Dubinin Rashkevich、Koble Corrigan和Temkin等温方程式更好地描述沸石吸附氨氮的行为。
常用的氨氮去除方法主要有折点加氯法、空气吹脱法、生物法脱氨、离子交换法,前三者由于受到成本、冬季低温、占地空间等因素的影响不利于在北方城市推广。而离子交换法,具有温度影响不大、运行成本低、占地空间相对较小、操作容易、可再生利用等特点,适合北方城市应用。沸石是一种廉价的非金属矿物,对氨氮具有较高的选择吸附性,国内外用沸石来处理氨氮废水已作了较多研究,但用来处理污泥渗滤的研究还很少见。
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