重慶天耀環保工程有限公司
手機:183-0239-1893
電話:023-68691461
地址:重慶南岸區福紅路6號
高濃度氨氮廢水處理方法 |
更新時間:2015/4/17 18:08:05 發布者:防腐工程 |
我國水體氨氮污染問題日益突出,氨氮已超過COD成為影響我國地表水水環境質量的首要指標。2011年全國排放廢水中氨氮排放量為260.4萬t〔1〕,相當于受納水體環境容量的4倍左右。隨著《“十二五”主要污染物總量控制規劃》的出臺,氨氮污染物作為繼COD之后的第二項約束性控制指標,是我國“十二五”期間污染物控制的重點。我國鋼鐵、煉油、化肥、石油化工、化學冶金等行業的氨氮排放量占全國工業氨氮排放總量的85.9%,氨氮去除率不到68%〔2〕。為了徹底治理污染,除改善現有工藝條件、降低成本外,必須尋找經濟有效的氨氮廢水處理技術,在污染治理的同時節能降耗、避免二次污染。而微波技術作為一種新興的加熱技術日益受到關注,并已成功應用于廢水、廢氣、固體廢棄物處理等污染控制領域。筆者比較了氨氮的主要處理方法,總結了微波技術在高濃度氨氮廢水處理中的研究應用,討論了進一步的研究方向。 1 氨氮的主要處理方法 目前,常用的脫氮方法包括氨吹脫法(空氣吹脫與蒸汽汽提)、生化法、折點氯化法、離子交換法和化學沉淀法。這些方法普遍具有工藝簡單、脫氮效果穩定可靠等特點,但也存在一定的局限性。 傳統生物脫氮技術是目前應用最廣泛的脫氮方法,但存在流程長、占地面積大、處理成本高等問題。隨著人們對生物脫氮過程認識的深入,新的生物脫氮理論不斷涌現,包括同時硝化/反硝化〔4〕、亞硝酸型(短程)硝化/反硝化〔5〕、厭氧氨氧化〔6〕等,但目前這些理論應用于高濃度氨氮廢水處理的研究還很少〔7〕。氨吹脫法常用于高濃度氨氮廢水的預處理,但能耗大、運行成本高、出水氨氮仍偏高〔8〕。折點氯化法理論上可以完全去除廢水中的氨氮,但由于加氯量大、處理成本高、產物存在危害性等問題,不適合處理大量的高濃度氨氮廢水。離子交換法由于吸附劑用量大、再生難,一般協同其他工藝處理高氨氮廢水;瘜W沉淀法用藥量大、成本高,需要進一步開發廉價沉淀劑。 近年來隨著國家對氨氮排放要求越來越嚴格,高濃度氨氮廢水處理日益受到研究者重視。在原有處理方法基礎上的改進工藝不斷涌現。趙賢廣等〔9〕針對工業上高濃度氨氮廢水吹脫法處理存在的缺點,通過改進和優化氨氮吹脫塔的結構和填料,開發了一種新型循環再生復合酸氨吸收溶液,實現廢水中氨的資源化。中國科學院過程工程所、天津大學等單位合作開發出高濃度氨氮廢水資源化處理的全過程工藝和工業化應用裝置〔10〕。該技術通過精餾脫氨工藝量化設計,實現了工業高濃度氨氮廢水的資源化處理。此外,還有電化學法、催化濕式氧化法、反滲透法以及物化法與生化法聯用等技術,但由于處理成本高,多數用于高氨氮廢水的深度處理。 2 微波加熱的原理 近年來,研究者用微波加快化學反應時發現了許多有別于傳統加熱的特殊效應〔14〕。在這些特殊效應中,有些特殊效應不能用溫度的變化解釋。這些難以用溫度變化和特殊溫度分布來解釋的現象即“非熱效應”〔15〕,并逐漸成為人們爭論的焦點。 3 微波技術處理高濃度氨氮廢水研究進展 3.2 微波誘導催化 為了進一步縮短微波輻照時間、降低能耗,在微波處理高濃度氨氮廢水的研究中,微波誘導催化技術受到更多的關注。 林莉等〔22〕采用MnO2作為催化劑,分別以武鋼焦化公司污水處理廠氨氮質量濃度為331 mg/L的生化外排水和焦化公司氨氮質量濃度為1 350 mg/L的蒸氨廢水原水為處理對象開展微波處理研究。研究結果表明,MnO2存在下微波可在很短時間內將廢水加熱到較高溫度,達到快速脫氮的效果。成本方面,微波處理費用約為12元/t,較現有的蒸氨工藝處理費用30元/t要經濟得多。李熠等〔23〕比較了有無催化劑及不同催化劑存在下,微波輻照法對鉭鈮生產過程排放的氨氮廢水(氨氮質量濃度為1 350 mg/L)的處理效果。結果表明,在無敏化劑條件下,微波處理的氨氮去除率明顯大于相同溫度下采用常規加熱方法得到的去除率,加入敏化劑后大大提高了微波處理的氨氮去除率。同時,研究還發現不同的敏化劑對氨氮去除率的提高幅度不同,活性炭作敏化劑時的氨氮去除率要優于MnO2作敏化劑。 3.3 微波協同技術 3.4 微波對吸附劑的改性、合成和再生 正如前文所述,活性炭在微波技術處理氨氮廢水中應用廣泛,但活性炭的經濟性主要取決于再生方式〔30〕。微波輻照再生是在熱再生法基礎上發展起來的活性炭再生技術。微波加熱可使活性炭進一步活化,提高吸附容量。采用這種方法再生活性炭,時間短、耗能低、設備構造簡單,是一種比較理想的活性炭再生方法〔31〕。具體參見http://www.cqhyhb.net更多相關技術文檔。 4 展望 (1)微波作用機理仍需深入研究。從目前的研究結果來看,研究者重視的多是處理效果,而對微波作用機理研究較少,以致相關研究結論缺乏科學指導意義。微波的非熱效應存在與否是目前研究者爭論的焦點,如何有效驗證非熱效應,以及如何得到更均勻的微波場都需要進一步探究。 (2)高效廉價催化劑的制備。目前選用的催化劑大多是活性炭和過渡金屬氧化物,存在催化效率低和損耗等問題,亟待尋求高效廉價的催化劑,以降低處理成本,提高處理效率。很多采用微波技術去除難降解有機污染物的研究成果值得參考借鑒。 (3)微波處理設備的研制。目前研究采用的微波發生裝置大部分是將家用微波爐加以改裝,反應腔體多采用現有的玻璃儀器,缺少高效、穩定、安全的專用微波設備〔32〕。應在充分分析微波技術優勢的基礎上,借鑒相關領域設計經驗,合理創新設計微波設備的反應腔體,提高設備反應過程的自動控制水平,研發能夠連續運行、可組合的微波設備。 (4)完善氨回收裝置。微波脫氮的機理是通過微波的熱效應將廢水中的氨氮迅速以氨的形態蒸發去除,如果能回收利用,可以實現變廢為寶。因此,在研發微波處理設備的同時,也要配套設計專門的氨氣回收裝置,降低微波處理的運行成本,更好地實現工業化應用。 相信隨著理論研究的深入,微波技術的發展,微波技術在高濃度氨氮廢水治理方面將具有廣闊的應用潛力和發展前景。 有污水需要處理的單位,如需了解完整污水處理方案或報價,可以通過污水寶發布方案報價海選公告;全國幾千家環保公司供您選擇,污水寶資深工程師團隊幫您尋找最省錢的污水處理方案,貨比三家花最少的錢將污水處理達標。 |
上一篇:臭氧氧化丙烯酸及酯廢水如何處理 下一篇:當生化池受到負荷沖擊,微生物受損時該采取什么措施? |