水中氨氮的去除方法
廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨,然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。
水中氨氮的去除方法有多種,但目前常見的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點(diǎn)氯化等。
沸石選擇性交換吸附
沸石是一種硅鋁酸鹽,其化學(xué)組成可表示為(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價(jià)陽離子,M+代表Na+、K+等一價(jià)陽離子,為一種弱酸型陽離子交換劑。
在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中,具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴,使其具有篩分效應(yīng),交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。天然沸石的種類很多,用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。
斜發(fā)沸石對某些陽離子的交換選擇性次序?yàn)椋篕+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜發(fā)沸石對NH4+的強(qiáng)選擇性,可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用。
溶液pH值對沸石除氨影響很大。當(dāng)pH過高,NH4+向NH3轉(zhuǎn)化,交換吸附作用減弱;當(dāng)pH過低,H+的競爭吸附作用增強(qiáng),不利于NH4+的去除。通常,進(jìn)水pH值以6~8為宜。當(dāng)處理合氨氮10~20mg/L的城市進(jìn)水時(shí),出水濃度可達(dá)lmg/L以下。穿透時(shí)通水容積約100~150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達(dá)到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的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。針對石灰再生的結(jié)垢問題,亦有采用2%的氯化鈉溶液作再生液的,此時(shí)再生液用量較大。再生時(shí)排出的高濃度合氨廢液需要進(jìn)行處理,其處理方法有:(1)空氣吹脫吹脫的NH3或者排空,或者由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸氣吹脫冷凝液為1%的氨溶液,可用作肥料;(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
沸石用途:
天然沸石是一種新興材料,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等部門,并且它的用途還在不斷地開拓。沸石被用作離子交換劑、吸附分離劑、干燥劑、催化劑、水泥混合材料。
1.在石油、化學(xué)工業(yè)中,用作石油煉制的催化裂化、氫化裂化和石油的化學(xué)異構(gòu)化、重整、烷基化、歧化;氣、液凈化、分離和儲(chǔ)存劑;硬水軟化、海水淡化劑;特殊干燥劑(干燥空氣、氮、烴類等
)。
2.在輕工行業(yè)用于造紙、合成橡膠、塑料、樹脂、涂料充填劑和素質(zhì)顏色等。
3.在國防、空間技術(shù)、超真空技術(shù)、開發(fā)能源、電子工業(yè)等方面,用作吸附分離劑和干燥劑。
4.在建材工業(yè)中,用作水泥水硬性活性摻和料,燒制人工輕骨料,制作輕質(zhì)高強(qiáng)度板材和磚。
5在農(nóng)業(yè)上用作土壤改良劑,能起保肥、保水、防止病蟲害的作用。
6.在禽畜業(yè)中,作飼料(豬、雞)的添加劑和除臭劑等,可促進(jìn)牲口成長,提高禽畜成活率。
7.在環(huán)境保護(hù)方面,用來處理廢氣、廢水,從廢水廢液中脫除或回收金屬離子,脫除廢水中放射性污染物。
8.在醫(yī)學(xué)上沸石用于血液、尿中氮量的測定。沸石還被開發(fā)成為保健用品,用于抗衰老,去除體內(nèi)積累的重金屬。
9.在生產(chǎn)中沸石常用于砂糖的精制;新型墻材(加氣混凝土砌塊)原料,隨著實(shí)心黏土磚逐步退出舞臺(tái),新型墻體材料應(yīng)用比例目前已達(dá)到80%墻體材料生產(chǎn)企業(yè)以煤矸石、粉煤灰、陶粒、爐渣、輕質(zhì)
工業(yè)廢渣、重質(zhì)建筑垃圾、沸石等為主料,開發(fā)新型墻體材料。
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