Ⅰ 氨銅廢水的處理問題,FeSO4可以還原氨銅絡合離子嗎
絡合廢水
蝕板、化學沉銅等工序排放的廢水中含有銅離子和絡合劑如NH4OH、EDTA和酒石酸鉀等。絡合廢水中銅離子和絡合劑形成一種比穩定的絡合物,是比較難處理的線路板廢水中的一種。有的線路板企業主要將其回收處理,將銅轉化為CuSO4、CuO、Cu、硫酸銨或氯化銨等,有的企業將其排放至污水處理系統處理。
對絡合廢水(EDTA、氨鹼銅)的處理首先應考慮破壞絡合作用,能夠使銅離子游離出來。目前在實際運行中,採用多種方法破絡,現歸納如下(註:★表示該法最常用)。
方法一:調PH值破絡(調廢水PH至酸性2左右破絡);
方法二:氧化劑氧化還原破絡(鐵屑反應、NaClO);
方法三:離子交換-電解法破絡法破絡;
★ 方法四:化學葯劑置換破絡(Na2S、FeCl3、專用特殊葯劑等);
以上四種方法中,方法一加酸液(HCl、H2SO4)調絡合廢水PH值至2-3,Cu2+從絡合物中游離出來,破鉻效果良好。但因含絡廢水原水多呈鹼性,調至酸性PH為2-3時消耗大量的酸液,破絡後還需再調至鹼性PH在8-9左右沉澱銅,又消耗大量的鹼液,處理費用較高,因此運用不廣泛。其工藝為:
方法二氧化還原破絡常用鐵屑—聚鐵法,在酸性條件下PH=3,鐵屑Fe和二價鐵離子Fe2+還原,反應約20-30min,Fe2+將Cu2+EDTA絡合物中的Cu2+還原成Cu+,因Cu+在鹼性條件下不易與EDTA結合,故在鹼性條件下,生成Cu2O,與Fe(OH)2、Cu (OH)2共沉。
因鐵屑——聚鐵法破絡的鐵屑反應器易結垢成團,影響設備的正常運作,且鐵屑更新勞動強度大,妨礙了此種方法的應用。採用次氯酸鈉破絡是含氰廢水在破氰時發生的副反應,對破絡有一定的作用。只有污水含有氰時,該法才有實際意義。
方法三中離子交換——電解法因高濃度的重金屬易使交換樹脂飽和、絡合物易使交換樹脂污染或老化、電解耗電量大、處理金屬重種類單一等缺點而很少採用。
方法四中採用具有破絡作用的化學葯劑如Na2S、FeCl3、專用特殊葯劑等,葯品易購得、價格適中、效果好、應用條件寬松,在線路板廢水中具有應用推廣價值,也是目前線路板廢水處理中普遍採用的方法。FeCl3破絡效果好,但葯品具有強腐蝕性,運輸、貯存、配製要求較高,採用的也較少。破絡專用葯劑現在開發的品種很多,大多屬專利產品,如ISX(不溶性交聯澱粉黃原酸酯)是七十年代發展起來的水處理劑,對大多數重金屬都能沉澱,PH范圍寬3-11,沉澱快。TMT(三巰三嗪三鈉鹽)是最近美國開發的一種新型重金屬沉澱劑。S946也是一種新型處理劑。
採用Na2S處理絡合廢水是絕大多數線路板企業廢水處理的選擇。Na2S不但用來處理絡合廢水,而且用來處理非絡合廢水除銅效果也是很好的。S2-沉澱絡合物中銅離子反應生成CuS。
但這個方法的缺點是絡合物EDTA分子鏈不能破壞,仍以活性態存在於排放廢水中,在排放的水中有重新生成絡鹽的可能,給廢水的深度處理及回用造成困難。
Ⅱ 總氮超標有哪些危害應該如何處理
水中氮元素的過量排放會引起水體富營養化,使藻類大量繁殖,出現水華赤潮,當水中總氮含量大於0.3mg/L時,即達到富營養化的標准;另外,硝酸鹽本身對人無害,但在體內會被還原為亞硝酸鹽,一方面,亞硝酸鹽會與血紅蛋白反應生成高鐵血紅蛋白,影響氧的傳輸能力,特別對於嬰兒,易導致高鐵血紅蛋白症(藍嬰病);另一方面,亞硝酸鹽過高,會與蛋白生成亞硝胺,屬於強致癌物質,對健康危害極大。
總氮的去除:
1、氨氮的去除
含氨氮廢水目前市場上技術已經非常成熟,一般通過以下幾種辦法去除。
第一,折點加氯氧化法,通過加入次氯酸鈉或者漂白粉進行氧化,將氨氮轉化為氮氣釋放,目前市場上常見的氨氮去除劑基本以漂白粉為主。其反應方程式如下所示:
2NH2Cl + HClO →N2↑+3H++3Cl- +H2O
第二,利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。首先通過硝化細菌和亞硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,然後再進行反硝化,將硝酸鹽轉化為氮氣。其反應原理圖如下所示:
2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亞硝化作用)
2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)
HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)
2、有機氮的去除
生物法,氮化合物在生物作用下可實現向氮氣的轉化:
生物法成本較低,效果穩定,但工藝復雜,操作困難,且佔地面積較大,運行時間較長;化學法省去中間轉化步驟,更快速直接,但成本較高,折點加氯法控制難度大,效果不穩定。
3、硝態氮的去除
硝態氮主要是指硝酸根離子,目前有採用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉移,無法真正去除總氮,濃縮以後的硝酸根廢液需要進一步處理。
在生物脫氮中,主要是指硝酸根離子通過反硝化細菌降解轉化為氮氣的過程。
Ⅲ 工業廢水如何有效去除氨氮超標
1 高濃度氨氮廢水處理技術
高濃度氨氮廢水是指氨氮質量濃度大於500mg/L
的廢水。伴隨石油、化工、冶金、食品和制葯等工業的發展,以及人民生活水平的不斷提高,工業廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升,呈現氨氮污染源多、排放量大,並且排放的濃度增大的特點〔2〕。目前針對高氨氮廢水的處理技術主要使用吹脫法、化學沉澱法等。
1.1 吹脫法
將空氣通入廢水中,使廢水中溶解性氣體和易揮發性溶質由液相轉入氣相,使廢水得到處理的過程稱為吹脫,常見的工藝流程見圖 1。
圖 2 生物脫氮的途徑
用生物法處理含氨氮廢水時,有機碳的相對濃度是考慮的主要因素,維持最佳碳氮比也是生物法成功的關鍵之一。
生物法具有操作簡單、效果穩定、不產生二次污染且經濟的優點,其缺點為佔地面積大,處理效率易受溫度和有毒物質等的影響且對運行管理要求較高。同時,在工業運用中應考慮某些物質對微生物活動和繁殖的抑製作用。此外,高濃度的氨氮對生物法硝化過程具有抑製作用,因此當處理氨氮廢水的初始質量濃度<300
mg/L 時,採用生物法效果較好。
J. Kim 等〔24〕採用小球藻處理美國俄亥俄州辛辛那提磨溪污水處理廠廢水中的氨氮,實驗結果表明,小球藻在經歷24 h 的遲緩期後,在48 h 內氨氮去除率可達50%。
2.3.1 傳統生物硝化反硝化技術
傳統生物硝化反硝化脫氮處理過程包括硝化和反硝化兩個階段。硝化過程是指在好氧條件下,在硝酸鹽和亞硝酸鹽菌的作用下,氨氮可被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮;再通過缺氧條件,反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮氣,從而達到脫氮的目的。
傳統生物硝化反硝化法中,較成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR
序批式處理法、接觸氧化法等。它們具有效果穩定、操作簡單、不產生二次污染、成本較低等優點。但該法也存在一些弊端,如必須補充相應的碳源來配合實現氨氮的脫除,使運行費用增加;碳氮比較小時,需要進行消化液迴流,增加了反應池容積和動力消耗;硝化細菌濃度低,系統投鹼量大等。
楊小俊等〔25〕通過A/O 膜生物反應器處理某煉油廠氣浮池出水中的氨氮,實驗結果表明,當氨氮和COD 容積負荷分別在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/(m3·d)時,處理後水中氨氮質量濃度小於5 mg/L。
2.3.2 新型生物脫氮技術
(1)短程硝化反硝化技術。短程硝化反硝化是在同一個反應器中,先在有氧的條件下,利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽,阻止亞硝酸鹽進一步氧化,然後直接在缺氧的條件下,以有機物或外加碳源作為電子供體,將亞硝酸鹽進行反硝化生成氮氣。
短程硝化反硝化與傳統生物脫氮相比具有以下優點:對於活性污泥法,可節省25%的供氧量,降低能耗;節省碳源,一定情況下可提高總氮的去除率;提高了反應速率,縮短了反應時間,減少反應器容積。但由於亞硝化細菌和硝化細菌之間關系緊密,每個影響因素的變化都同時影響到兩類細菌,而且各個因素之間也存在著相互影響的關系,這使得短程硝化反硝化的條件難以控制。目前短程硝化反硝化技術仍處在人工配水實驗階段,對此現象的理論解釋還不充分。
(2)同時硝化反硝化技術。當硝化與反硝化在同一個反應器中同時進行時,即為同時硝化反硝化(SND)。廢水中溶解氧受擴散速度限制,在微生物絮體或者生物膜的表面,溶解氧濃度較高,利於好氧硝化菌和氨化菌的生長繁殖,越深入絮體或膜內部,溶解氧濃度越低,形成缺氧區,反硝化細菌占優勢,從而形成同時硝化反硝化過程。
鄒聯沛等〔26〕對膜生物反應器系統中的同時硝化反硝化現象進行了研究,實驗結果表明,當DO 為1mg/L,C/N=30,pH=7.2
時,COD、NH4+-N、TN 去除率分別為96%、95%、92%,並發現在一定的范圍內,升高或降低反應器內DO 濃度後,TN 去除率都會下降。
同時硝化反硝化法節省反應器,縮短了反應時間,且能耗低、投資省。但目前對於同步硝化反硝化的研究尚處於實驗室階段,其作用機理及動力學模型需做進一步的研究,其工業化運用尚難實現。
(3)厭氧氨氧化技術。厭氧氨氧化是指在缺氧或厭氧條件下,微生物以NH4+ 為電子受體,以NO2- 或NO3- 為電子供體進行的NH4+、NO2- 或NO3- 轉化成N2的過程〔27〕。
何岩等〔28〕研究了SHARON
工藝與厭氧氨氧化工藝聯用技術處理「中老齡」垃圾滲濾液的效果,實驗結果表明,厭氧氨氧化反應器可在具有硝化活性的污泥中實現啟動;
在進水氨氮和亞硝酸氮質量濃度不超過250 mg/L 的條件下,氨氮和亞硝酸氮的去除率分別可達到80%和90%。目前,SHARON
與厭氧氨氧化聯合工藝的研究仍處於實驗室階段,還需要進一步調整和優化工藝條件,以提高聯合工藝去除實際高氨氮廢水中的總氮的效能。
厭氧氨氧化技術可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗,免去反硝化反應的外源電子供體,可節省傳統硝化反硝化過程中所需的中和試劑,產生的污泥量少。但目前為止,其反應機理、參與菌種和各項操作參數均不明確。
2.4 膜技術
2.4.1 反滲透技術
反滲透技術是在高於溶液滲透壓的壓力作用下,藉助於半透膜對溶質的選擇截留作用,將溶質與溶劑分離的技術,具有能耗低、無污染、工藝先進、操作維護簡便等優點。
利用反滲透技術處理氨氮廢水的過程中,設備給予足夠的壓力,水通過選擇性膜析出,可用作工業純水,而膜另一側氨氮溶液的濃度則相應增高,成為可以被再次處理和利用的濃縮液。在實際操作中,施加的反滲透壓力與溶液的濃度成正比,隨著氨氮濃度的升高,反滲透裝置所需的能耗就越高,而效率卻是在下降〔29〕。
徐永平等〔30〕以兗礦魯南化肥廠碳酸鉀生產車間含NH4Cl 的廢水為研究對象,利用反滲透法對NH4Cl
廢水的處理過程進行了研究,實驗裝置採用反滲透膜(NTR-70SWCS4)過濾機。結果表明,在用反滲透膜技術處理氨氮廢水的過程中,氯化銨質量濃度適宜在60
g/L 以下,在該濃度條件下,設備脫氨氮效率較高,一般大於97%,各項技術指標合格,可以用於實際生產操作。
2.4.2 電滲析法
電滲析是在外加直流電場的作用下,利用離子交換膜的選擇透過性,使離子從電解質溶液中分離出來的過程。電滲析法可高效地分離廢水中的氨氮,並且該方法前期投入小,能量和葯劑消耗低,操作簡單,水的利用率高,無二次污染副產物。
唐艷等〔31〕採用自製電滲析設備對進水電導率為2 920 μS/cm,氨氮質量濃度為534.59 mg/L
的氨氮廢水進行處理,通過實驗得到在電滲析電壓為55 V,進水流量為24 L/h
這一最佳工藝參數條件下,可對實驗用水有效脫氮的結論,出水氨氮質量濃度為13 mg/L。
3 不同濃度工業含氨氮廢水的處理方法比較
不同氨氮廢水處理方法優缺點比較見表 4。
通過對以上幾種不同方法的論述,可以看出目前針對工業廢水中高濃度氨氮的處理方法主要使用物理化學方法做預處理,再選擇其他方法進行後續處理,雖能取得較好的處理效果,但仍存在結垢、二次污染的問題。對低濃度的氨氮廢水較常用的方法為化學法和傳統生物法,其中化學法的一些處理技術還不成熟,未在實際生產中應用,因此還無法滿足工業對低濃度氨氮廢水深度處理的要求;
生物法能較好地解決二次污染問題,且能達到工業對低濃度氨氮廢水深度處理的要求,但目前對微生物的選種和馴化還不完全成熟。
Ⅳ 污水總氮超標的解決辦法
污水脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物反硝化工藝,其中反硝化工藝是指污水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被微生物還原為氮氣的生化反應過程。
生物促進總氮去除菌
一、廢水中總氮的構成
廢水中總氮主要由氨氮、有機氮、硝態氮、亞硝態氮組成,其中氨氮主要來自於氨水以及諸如氯化銨等無機物。有機氮主要來自於一些有機物中的含氮基團,比如有機胺類等。硝態氮在自然界中比較穩定,且含量較高,比如機械化學等工業使用大量與硝酸鹽相關的原材料作為氧化劑,同時很多污水通過前期生化以及硝化以後也含有大量的硝酸鹽,因為硝態氮十分穩定,且極易溶解於水,因此污染十分嚴重,極易擴散。
二、導致出水總氮超標的原因涉及許多方面,主要有:
1、污泥負荷與污泥齡
由於生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而,脫氮系統也必須採用低負荷或超低負荷,並採用高污泥齡。
2、內、外迴流比
生物反硝化系統外迴流比較單純生物硝化系統要小些,這主要是入流污水中氮絕大部分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。相對來說,二沉池由於反硝化導致污泥上浮的危險性已很小。另一方面,反硝化系統污泥沉速較快,在保證要求迴流污泥濃度的前提下,可以降低迴流比,以便延長污水在曝氣池內的停留時間。
運行良好的污水處理廠,外迴流比可控制在50%以下。而內迴流比一般控制在300~500%之間。
3、反硝化速率
反硝化速率系指單位活性污泥每天反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
對反硝化來說,希望DO盡量低,最好是零,這樣反硝化細菌可以「全力」進行反硝化,提高脫氮效率。但從污水處理廠的實際運營情況來看,要把缺氧區的DO控制在0.5mg/L以下,還是有困難的,因此也就影響了生物反硝化的過程,進而影響出水總氮指標。
5、BOD5/TKN
因為反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的,所以進入缺氧區的污水中必須有充足的有機物,才能保證反硝化的順利進行。由於目前許多污水處理廠配套管網建設滯後,進廠BOD5低於設計值,而氮、磷等指標則相當於或高於設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求,也導致了出水總氮超標的情況時有發生。
6、pH
反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感,在pH為6~9的范圍內,均能進行正常的生理代謝,但生物反硝化的最佳pH范圍為6.5~8.0。
7、溫度
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那麼敏感,但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增至最大。當低於15℃時,反硝化速率將明顯降低,至5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須增大SRT,提高污泥濃度或增加投運池數。
三、污水總氮超標的解決辦法:
1、氨氮的去除
利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮,其原理是通過生物促進硝化菌MicroBoost- N和生物促進總氮去除菌Micro Boost-Den的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。首先通過硝化細菌和亞硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,然後再進行反硝化,將硝酸鹽轉化為氮氣。其反應原理圖如下所示:
2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亞硝化作用)
2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用)
HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用)
2、有機氮的去除
生物法,氮化合物在生物作用下可實現向氮氣的轉化:
化學法,通過氧化使氮化合物直接從有機氮、氨氮直接轉化為氮氣:
生物法成本較低,效果穩定,但工藝復雜,操作困難,且佔地面積較大,運行時間較長;化學法省去中間轉化步驟,更快速直接,但成本較高,折點加氯法控制難度大,效果不穩定。
3、硝態氮的去除
硝態氮主要是指硝酸根離子,目前有採用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉移,無法真正去除總氮,濃縮以後的硝酸根廢液需要進一步處理。
在生物脫氮中,主要是指硝酸根離子通過總氮去除菌降解轉化為氮氣的過程。
Ⅳ 怎樣利用化學法除氨氮
化學法除氨氮是根據廢水中污染物的性質,必要時投加某種化工原料(氨氮專去除劑SN-1),屬在一定的工藝條件下(溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等)進行化學反應,使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物,或者生成不溶於水的氣體產物,從而使廢水凈化,或者達到一定的去除率。選擇合適的化工原料也很重要。
Ⅵ 沸石吸附鉻離子的過程中會受到哪些因素的影響
主要有接觸時間、沸石粒徑、氨氮初始濃度等
沸石對生活污水中氨氮的吸附能力明顯低於人工配製氯化銨溶液,氨氮去除率隨著沸石投加量的增加而增加,但單位質量沸石的氨氮吸附量卻隨之減小,吸附過程呈現快速吸附,緩慢平衡的特點。生活污水中懸浮物的存在,會削減沸石對氨氮的吸附能力。不同類型的陽離子和陰離子的加入都能導致人工配製氯化銨溶液中氨氮在沸石上的吸附量存在差異。陽離子的影響趨勢主要為價態的影響,即價態越高,對氨氮吸附阻礙作用越顯著,當陽離子當量濃度2 meq/L時,影響吸附強弱的順序為Ca2+Mg2+Na+;陰離子影響沸石吸附強弱的順序受初始氨氮的濃度影響較大。Langmuir等溫方程式較Freundich、Dubinin Rashkevich、Koble Corrigan和Temkin等溫方程式更好地描述沸石吸附氨氮的行為。
常用的氨氮去除方法主要有折點加氯法、空氣吹脫法、生物法脫氨、離子交換法,前三者由於受到成本、冬季低溫、佔地空間等因素的影響不利於在北方城市推廣。而離子交換法,具有溫度影響不大、運行成本低、佔地空間相對較小、操作容易、可再生利用等特點,適合北方城市應用。沸石是一種廉價的非金屬礦物,對氨氮具有較高的選擇吸附性,國內外用沸石來處理氨氮廢水已作了較多研究,但用來處理污泥滲濾的研究還很少見。
沒有意義
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