汪凌 趙燕
摘 要:氨氮的質(zhì)量濃度是判斷廢水排放達(dá)標(biāo)度的重要指標(biāo)之一。如果廢水中氨氮的質(zhì)量濃度過高,則不利于后期的凈化處理。通過正交試驗(yàn)探討高氨氮廢水處理的適宜條件,著重討論了溫度和pH值對廢水中氨氮去除率的影響。
關(guān)鍵詞:氨氮去除率;廢水處理;正交試驗(yàn);pH值
中圖分類號:X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.01.151
1 概述
根據(jù)氨氮質(zhì)量濃度的不同,廢水可以分為3類,即高質(zhì)量濃度的氨氮廢水(NH3-N>500 mg/L)、中等質(zhì)量濃度的氨氮廢水(NH3-N:50~500 mg/L)和低質(zhì)量濃度的氨氮廢水(NH3-N<50 mg/L)。其中,高質(zhì)量濃度的氨氮廢水會抑制微生物的活性,制約生化法對其的處理效果,同時,還會降低生化系統(tǒng)對有機(jī)污染物的降解度,導(dǎo)致廢水處理效果不理想,難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2 試驗(yàn)部分
2.1 正交試驗(yàn)
考慮到試驗(yàn)過程中不同的溫度、pH值和鼓氣時間都會影響氨氮去除率,所以,本文針對以上3個因素做正交試驗(yàn)。將廢水過濾,除去肉眼可見的雜質(zhì),用高質(zhì)量濃度的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)至一定的pH值后,取150 mL向其中鼓入空氣,模擬吹脫池處理廢水的過程,同時,廢水要作加熱處理。一段時間后,按照標(biāo)準(zhǔn)方法測定經(jīng)過處理的廢水中的氨氮含量。
2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
正交試驗(yàn)的結(jié)果如表1所示。
由極差可知,溫度和pH值對氨氮去除率的影響要大于鼓氣時間對其的影響。因此,第二階段的試驗(yàn)主要是探討溫度和pH值對氨氮去除率的影響。
2.3 pH值和溫度對氨氮去除率的影響試驗(yàn)
原水樣的pH值為7.18,為了探討pH值對氨氮去除率的影響,取5份水樣(每份150 mL),用高質(zhì)量濃度的氫氧化鈉溶液依次將水樣的pH值調(diào)整為8.06,9.02,10.01,11.06,12.19,并在原水溫(26 ℃)下鼓氣10 min。另外,為了觀察溫度對氨
氮去除率的影響,用高質(zhì)量濃度的氫氧化鈉溶液將廢水的pH值調(diào)節(jié)至10.00,取5份水樣(每份150 mL),依次在30 ℃、50 ℃、70 ℃和100 ℃下鼓氣10 min。
2.4 pH值和溫度對氨氮去除率的影響
在溫度一定的情況下,氨氮的去除率是隨著水樣pH值的升高而逐漸增高的。當(dāng)pH值由9.02上升至11.06時,去除率顯著提高。這是因?yàn)樗畼又蠴H-質(zhì)量濃度的增加有利于將NH4+轉(zhuǎn)化為NH3,在鼓氣條件下易于去除,能降低氨氮的質(zhì)量濃度。在實(shí)際運(yùn)用的過程中,考慮到經(jīng)濟(jì)效益,為了減少堿液加入量,降低成本,將pH值調(diào)節(jié)至10~11比較合適。
不同溫度下的試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
從表2中可以看出,氨氮的去除率是隨著溫度的升高而增高的。NH4+轉(zhuǎn)化為NH3是吸熱反應(yīng),隨著溫度的升高,會使反應(yīng)平衡向生成NH3的方向移動,從而改變氣相中NH3的平衡分壓,降低NH3在水中的溶解度。當(dāng)加熱溫度由50 ℃升高至100 ℃時,氨氮去除率升高不明顯,考慮到吹脫過程熱量散失較大,溫度過高會增加運(yùn)行成本,所以,加熱溫度控制在50~70 ℃比較經(jīng)濟(jì)。
3 結(jié)論
由試驗(yàn)可知,pH值和溫度對氨氮去除率的影響遠(yuǎn)大于鼓氣時間對其的影響。氨氮的去除率會隨著水樣pH值的升高而逐漸增高。在實(shí)際運(yùn)用的過程中,為了減少堿液加入量,將pH值調(diào)節(jié)到10~11比較合適。當(dāng)溫度升高后,氨氮的去除率也會增高,考慮到在吹脫過程中散失的熱量比較多,溫度過高會增加運(yùn)行成本,所以,將加熱溫度控制在50~70 ℃比較經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn)
[1]林志國,郜洪文.高濃度氨氮廢水處理技術(shù)及研究進(jìn)展[J].山東化工,2012,44(6):57-59,61.
[2]孔令勇.城鎮(zhèn)污水中氮的形態(tài)及相互關(guān)系[G]//全國排水委員全2006年年會論文集.北京:中國土木工程學(xué)會,2006:85-88.
[3]環(huán)境保護(hù)部科技標(biāo)準(zhǔn)司.HJ 535—2009水質(zhì) 氨氮的測定 納氏試劑分光光度法[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2010.
〔編輯:白潔〕