低濃度氨氮廢水處理以及廢水中氨氮的測(cè)定方法

低濃度氨氮廢水處理以及廢水中氨氮的測(cè)定方法低濃度氨氮廢水處理⑴生物法傳統(tǒng)的生化法主要用于低濃度氨氮廢水處理，它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)?。低濃度氨氮廢水通常具有比低的特點(diǎn)，有些生產(chǎn)廢水甚至不含COD，因此采用生物脫氮的方式處理，需要加入碳源，運(yùn)行成本很高。常見(jiàn)工藝有A/O或A2/O）和SBR工藝。其缺點(diǎn)是處理過(guò)程對(duì)溫度和工業(yè)廢水中某些組分的干擾非常敏感，需要的反應(yīng)器體積比較大，而且反硝化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生N2O，易轉(zhuǎn)化為其它影響臭氧層的氮氧化物，反硝化把NH4＋這種有價(jià)值的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成N2逸入空氣，造成浪費(fèi)。在A/O工藝中，為了促使反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，一般要求C/N大于3。⑵空氣吹脫法空氣吹脫法是使廢水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用廢水中氨的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮由液相轉(zhuǎn)移至氣相而達(dá)到廢水脫氨的目的。在空氣吹脫過(guò)程中，廢水pH、水溫、水力負(fù)荷及氣水比對(duì)吹脫效果有非常大的影響。一般來(lái)說(shuō)，pH要提高至10.8-11.5、水溫一般不能低于20℃、水力負(fù)荷為2.5-5m3/(m2?h)、氣水比2500-5000m3/m3，當(dāng)廢水處理要求更高時(shí)甚至達(dá)到7000-8000m3/m3，或者需要多塔串聯(lián)操作方可滿足工藝要求?？諝獯得摲ㄋ杩諝饬看?，而空氣吹脫塔因?yàn)槭艿剿O(shè)備空塔氣速的限制，一般體積非常龐大，占地面積大。另外，空氣吹脫法需要在系統(tǒng)中引入第三種介質(zhì)——空氣，氨自廢水進(jìn)入空氣中，因?yàn)榭諝饬亢艽螅痹诳諝庵械臐舛群艿?，必須再采用酸?duì)含氨空氣進(jìn)行洗滌，而酸洗塔同樣體積非常龐大，而且在吸收不夠充分的情況下，容易造成二次污染，即水污染轉(zhuǎn)化為空氣污染?？諝獯得摲ㄒ患?jí)除氨效率一般為85％左右，要達(dá)到更高的處理要求，則需要多級(jí)串連操作。另外，因?yàn)閺U水中氨的平衡濃度受溫度影響非常大，因此水溫低時(shí)采用空氣吹脫效率很低，一般不太適合在寒冷的冬季使用。在空氣吹脫工藝中，如果將廢水及空氣進(jìn)行加熱，提高操作溫度，可以提高脫氨效率，但是由于系統(tǒng)熱量無(wú)法實(shí)現(xiàn)綜合回收利用，會(huì)導(dǎo)致其廢水處理單耗顯著增加，其經(jīng)濟(jì)性將受到很大的影響。通常認(rèn)為空氣吹脫法比較適用于1000mg/L以下的較低濃度氨氮廢水的處理。⑶蒸汽汽提法蒸汽汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩觯涮幚頇C(jī)理與吹脫法基本相同，也是一個(gè)氣液傳質(zhì)過(guò)程，即在高pH值時(shí)，使廢水與蒸汽密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過(guò)程。傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力是氣相中氨的分壓與廢水中氨的濃度對(duì)應(yīng)的平衡分壓之間的差值。蒸汽汽提法由于采用的工作介質(zhì)是蒸汽，氨自廢水進(jìn)入蒸汽中，然后在塔頂精餾成為濃氨水回收，因此無(wú)需增加后處理工序。蒸汽汽提所需蒸汽體積要比空氣吹脫法中所需空氣體積小得多，因此設(shè)備體積較小，占地面積較少。汽提法比較適用于處理1000mg/L以上的高濃度氨氮廢水，對(duì)氨氮的去除率可達(dá)99％以上，效率高，技術(shù)成熟度好。但是，常規(guī)的汽提廢水脫氨技術(shù)蒸汽消耗量大，處理廢水單耗比較高。蒸汽汽提廢水脫氨技術(shù)的普及推廣應(yīng)用需要在節(jié)能降耗方面加大研究開(kāi)發(fā)的力度。⑷折點(diǎn)加氯法折點(diǎn)加氯法是通過(guò)投加過(guò)量的氯或次氯酸鈉，將廢水中的氨完全氧化為N2的方法。為了保證完全反應(yīng)，氧化1kg氨氮需要10kg的氯氣。折點(diǎn)氯化法的出水在排放前需用活性炭或與O2進(jìn)行反氯化，以去除水中的殘余氯。折點(diǎn)氯化法的處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，投資較少。其突出優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)正確控制加氯量和對(duì)流量進(jìn)行均化，使廢水的全部氨氮降為零,同時(shí)使廢水達(dá)到消毒目的，對(duì)于低濃度氨氮廢水的處理，此法較經(jīng)濟(jì)因此常用作深度處理。但運(yùn)營(yíng)成本高，副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。因本工程氨氮含量偏高、需大量的氯氣和NaOH，故處理成本也很高（15-20元/m3），而且氯氣在貯存、運(yùn)輸?shù)确矫娲嬖诓话踩蛩亍＂呻x子交換法離子交換法適用于氨離子濃度在10～100mg/L的廢水。其原理是選用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，將水中的銨離子與樹(shù)脂上的鈉離子交換，從而達(dá)到去除銨的目的。沸石具有從含鈉、鎂和鈣等離子的溶液中有選擇地去除氨離子的特點(diǎn)，因而選其作為交換樹(shù)脂也叫有選擇性的離子交換法，穿透的樹(shù)脂要用2%的氯化鈉溶液再生，再生液經(jīng)過(guò)去氨處理后再循環(huán)使用，達(dá)一定的循環(huán)率后排放。離子交換除氨法樹(shù)脂的再生操作復(fù)雜，設(shè)備及管道的腐蝕嚴(yán)重，再生下來(lái)的氨回用價(jià)值不高，因此工業(yè)型規(guī)模應(yīng)用很少。⑹化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是通過(guò)向水中投加化學(xué)藥劑，使氨反應(yīng)生成不溶于水的沉淀，從而達(dá)到廢水脫氨的目的。一般所用的化學(xué)藥劑為鎂鹽和可溶性磷酸鹽?；瘜W(xué)沉淀法的氨氮脫除率一般為80%-90％。工藝比較簡(jiǎn)單、設(shè)備投資較少。但是由于需要向廢水中投加國(guó)家嚴(yán)格控制排放的磷酸鹽（國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求磷<0.5mg/L），后續(xù)除磷要求很高。因此該工藝一般只適用于氨氮和磷同時(shí)存在的場(chǎng)合。⑺膜分離法采用膜分離技術(shù)處理氨氮廢水是近幾年來(lái)研究比較多的廢水脫氨技術(shù)之一。膜分離技術(shù)處理氨氮廢水的處理效果比較好，條件溫和。由于氨氮廢水中往往有較多的固體懸浮物及易于結(jié)垢的鹽類，考慮到膜的阻塞及再生問(wèn)題，膜分離技術(shù)對(duì)水質(zhì)的要求較高。⑻反滲透法和電滲析法反滲透法和電滲析法的投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較高。而且，電滲析的預(yù)處理要求高，反滲透膜的使用壽命短，目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用極少。廢水中氨氮的測(cè)定方法一、原理碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡黃棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通常可在波長(zhǎng)410—425nm范圍內(nèi)測(cè)其吸光度，計(jì)算其含量。本法最低檢出濃度為0.025mg/L（光度法），測(cè)定上限為2mg/L。二、儀器1．500mL全玻璃蒸餾器。2．50mL具塞比色管。3．分光光度計(jì)。4．pH計(jì)。三、試劑配制試劑用水均應(yīng)為無(wú)氨水。1．無(wú)氨水：可用一般純水通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或加硫酸和高錳酸鉀后，重蒸餾得到。2．1mol/L氫氧化鈉溶液。3．吸收液：①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水中，稀釋至1L。②0.01mol/L硫酸溶液。4．納氏試劑：稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。另稱取7g碘化鉀和碘化汞(HgI2)溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。5．酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6?4H2O)溶于100mL水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。6．銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃干燥過(guò)的氯化銨(NH4Cl)溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。7．銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。四、測(cè)定步驟1．水樣預(yù)處理：無(wú)色澄清的水樣可直接測(cè)定；色度、渾濁度較高和含干擾物質(zhì)較多的水樣，需經(jīng)過(guò)蒸餾或混凝沉淀等預(yù)處理步驟。2．標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長(zhǎng)420nm處，用光程10mm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度。由測(cè)得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量（mg）對(duì)校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。3．水樣的測(cè)定：分取適量的水樣（使氨氮含量不超過(guò)0.1mg），加入50mL比色管中，稀釋至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液（經(jīng)蒸餾預(yù)處理過(guò)的水樣，水樣及標(biāo)準(zhǔn)管中均不加此試劑），混勻，加1.5mL的納氏試劑，混勻，放置10min。4．空白試驗(yàn)：以無(wú)氨水代替水樣，作全程序空白測(cè)定。五、計(jì)算由水樣測(cè)得的吸光度減去空白實(shí)驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)