MBR膜工業廢水一體化處理設備生物反應器

MBR膜工業(ye) 廢水一體(ti) 化處理設備生物反應器

物化除氮常用的物理化學方法有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催化濕式氧化法等。

一、折點氯化法

不連續點氯化法是氧化法處理氨氮廢水的一種，利用在水中的氨與(yu) 氯反應生成氮氣而將水中氨去除的化學處理法。該方法還可以起到殺菌作用，同時使一部分有機物無機化，但經氯化處理後的出水中留有餘(yu) 氯，還應進一步脫氯處理。

在含有氨的水中投加次氯酸HClO，當pH值在中性附近時，隨次氯酸的投加，逐步進行下述主要反應：

 NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

  NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

  NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

投加氯量和氨氮之比（簡稱Cl/N）在5.07以下時，首先進行①式反應，生成一氯胺（NH2Cl），水中餘(yu) 氯濃度增大，其後，隨著次氯酸投加量的增加，一氯胺按②式進行反應，生成二氯胺（NHCl2），同時進行③式反應，水中的N呈N2被去除。其結果是，水中的餘(yu) 氯濃度隨Cl/N的增大而減小，當Cl/N比值達到某個(ge) 數值以上時，因未反應而殘留的次氯酸（即遊離餘(yu) 氯）增多，水中殘留餘(yu) 氯的濃度再次增大，這個(ge) 小值的點稱為(wei) 不連續點（習(xi) 慣稱為(wei) 折點）。此時的Cl/N比按理論計算為(wei) 7.6；廢水處理中因為(wei) 氯與(yu) 廢水中的有機物反應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為(wei) 10。此外，當pH不在中性範圍時，酸性條件下多生成三氯胺，在堿性條件下生成硝酸，脫氮效率降低。

在pH值為(wei) 6～7、每mg氨氮氯投加量為(wei) 10mg、接觸0.5～2.0h的情況下，氨氮的去除率為(wei) 90%～99%。因此此法對低濃度氨氮廢水適用。

處理時所需的實際luqi量取決(jue) 於(yu) 溫度、pH及氨氮濃度。氧化每mg氨氮有時需要9～10mgluqi折點，氯化法處理後的出水在排放前一般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除去水中殘餘(yu) 的氯。

雖然氯化法反應迅速，所需設備投資少，但yelu的安全使用和貯存要求高，且處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發生裝置代替yelu，會(hui) 更安全且運行費用可以降低，目前國內(nei) 的氯發生裝置的產(chan) 氯量太小，且價(jia) 格昂貴。因此氯化法一般適用於(yu) 給水的處理，不太適合處理大水量高濃度的氨氮廢水。

二、化學沉澱法

化學沉澱法是往水中投加某種化學藥劑，與(yu) 水中的溶解性物質發生反應，生成難溶於(yu) 水的鹽類，形成沉渣易去除，從(cong) 而降低水中溶解性物質的含量。

當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時，會(hui) 發生如下反應：

NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④

生成難溶於(yu) 水的MgNH4PO4沉澱物，從(cong) 而達到去除水中氨氮的目的。采用的常見沉澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜的pH值範圍為(wei) 9.0～11，投加質量比H3PO4/Mg(OH)2為(wei) 1.5～3.5。廢水中氨氮濃度小於(yu) 900mg/L時，去除率在90%以上，沉澱物是一種很好的複合肥料。由於(yu) Mg(OH)2和H3PO4的價(jia) 格比較貴，成本較高，處理高濃度氨氮廢水可行，但該法向廢水中加入了PO43-，易造成二次汙染。

MBR膜工業(ye) 廢水一體(ti) 化處理設備生物反應器

三、離子交換法

離子交換法的實質是不溶性離子化合物（離子交換劑）上的可交換離子與(yu) 廢水中的其它同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。沸石是一種天然離子交換物質，其價(jia) 格遠低於(yu) 陽離子交換樹脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附能力，具有較高的陽離子交換容量，純絲(si) 光沸石和斜發沸石的陽離子交換容量平均為(wei) 每10 0g相當於(yu) 213和223mg物質的量（m.e）。但實際天然沸石中含有不純物質，所以純度較高的沸石交換容量每10 0g不大於(yu) 20 0m.e，一般為(wei) 10 0～150m.e。沸石作為(wei) 離子交換劑，具有特殊的離子交換特性，對離子的選擇交換順序是：Cs（Ⅰ）>Rb（Ⅰ）>K（Ⅰ）>NH4+>Sr（Ⅰ）>Na（Ⅰ）>Ca（Ⅱ）>Fe（Ⅲ）>Al（Ⅲ）>Mg（Ⅱ）>Li（Ⅰ）。工程設計應用中，廢水pH值應調整到6～9，重金屬大體(ti) 上沒有什麽(me) 影響；堿金屬、堿土金屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸石的離子交換能力影響比Na和K更大。沸石吸附飽和後必須進行再生，以采用再生液法為(wei) 主，燃燒法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由於(yu) 廢水中含有Ca2+，致使沸石對氨的去除率呈不可逆性的降低，要考慮補充和更新。

四、吹脫法

吹脫法是將廢水調節至堿性，然後在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的遊離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢水溫度，從(cong) 而提高一定pH值時被吹脫的氨的比率。用該法處理氨時，需考慮排放的遊離氨總量應符合氨的大氣排放標準，以免造成二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工有色金屬冶煉等行業(ye) 的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。

五、液膜法

自從(cong) 1986年黎念之發現乳狀液膜以來，液膜法得到了廣泛的研究。許多人認為(wei) 液膜分離法有可能成為(wei) 繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用於(yu) 低濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。

乳狀液膜法去除氨氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於(yu) 膜相油相，它從(cong) 膜相外高濃度的外側(ce) ，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內(nei) 側(ce) 與(yu) 內(nei) 相界麵，與(yu) 膜內(nei) 相中的酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶於(yu) 油相而穩定在膜內(nei) 相中，在膜內(nei) 外兩(liang) 側(ce) 氨濃度差的推動下，氨分子不斷通過膜表麵吸附、滲透擴散遷移至膜相內(nei) 側(ce) 解吸，從(cong) 而達到分離去除氨氮的目的。

六、電滲析法

電滲析是一種膜法分離技術，其利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體(ti) 。在電滲析室的陰陽滲透膜之間施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離子滲透膜時，銨離子及其他離子在施加電壓的影響下，通過膜而進入另一側(ce) 的濃水中並在濃水中集，因而從(cong) 進水中分離出來。

七、催化濕式氧化法

催化濕式氧化法是20世紀80年代上發展起來的一種治理廢水的新技術。在一定溫度、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化，可使汙水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到淨化的目的。該法具有淨化效率高（廢水經淨化後可達到飲用水標準）、流程簡單、占地麵積少等特點。經多年應用與(yu) 實踐，這一廢水處理方法的建設及運行費用僅(jin) 為(wei) 常規方法的60 %左右，因而在技術上和經濟上均具有較強的競爭(zheng) 力。