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低浓度氨氮废水的脱氮方法研究

发布时间:2022/7/30 13:57:43   
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环保水处置撮要:针对今朝产业临盆历程中广大采取的低浓度氨氮废水脱氮办法脱氮成绩欠安的题目,提议了基于电化学处置的低浓度氨氮废水脱氮办法,在剖析氨氮废水根源及其毒害的根本上,采取适宜的尝试仪器、试剂,安排尝试安设,采取电化学氧化脱氮办法,过程设置不同初始浓度的氨氮废水,测试不同初始浓度氨氮废水、不同电流密度以及不同氯离子浓度对产业废水中氨氮和总氮浓度降解成绩的影响,测试终于显示,在废水初始氨氮浓度为20mg/L时,电解能耗最小,降解废水中每克氨氮仅须要损耗0.87kWh;废水中氨氮和总氮降解能耗跟着电流密度的增大而飞腾,电流效率则跟着电流密度的增大而下落;电化学氧化脱氮历程中废水中氨氮和总氮的降解根底相符反响动力学准零级准则。关键词:低浓度;氨氮废水;脱氮;初始浓度;电流密度;氯离子浓度弁言地球上的水资本特别丰裕,但也许供人类直接饮用和农业浇灌的淡水资本却特别稀缺,淡水资本仅占地球上一切水资本的2.5%,并且有高出对折的地表水存在于高出地下深度m的地下蓄水层中,其开拓和哄骗都是极端坚苦的,其它浅层地表水和淡水湖、淡水河的水资本仅占地球上一切水资本的0.2%,全寰宇有快要五亿人面对淡水资本紧俏的严酷情势[1-2]。华夏大部份都会和区域也面对淡水资本稀缺的窘境,由于经济进取和技艺研发等多方面束缚成分,使得华夏诸多企业在排放浑水时常常只重视COD的深度处置,粗心了低浓度氨氮的灵验处置,以致低浓度氨氮废水被随便排放到生态处境中,激发河道、湖泊等水体中藻类植物养分含量多余呈现富养分化局面形成水质混浊[3-4];与此同时,产业废水轮回杀菌再哄骗历程中,低浓度氨氮的存在会大大添加杀菌时氯的哄骗量[5-6],在这类情势下研讨一种低浓度氨氮废水的脱氮办法也许治理生态处境爱护面对的一浩劫题。依据国表里诸多材料显示,暂时用于低浓度氨氮废水脱氮的办法要紧有离子交流法、吸附法、氯化脱氮法、硝化反硝化法等[7],研讨并归纳这些办法运用历程中的优瑕玷,提议了基于电化学处置的低浓度氨氮废水脱氮办法,为以来低浓度氨氮废水脱氮供应灵验提拔。1氨氮废水的根源与毒害1.1氨氮废水根源氨氮废水具备根源普及、排放量较大的特性,其要紧根源包含市政浑水、化肥厂排放废水、焦化废水、废料渗滤液、煤气废水、农业混浊废水等,个中市政浑水具备生化性较好的水质特性,市政浑水中COD含量约为~mg/L,氨氮浓度水准约为30~50mg/L,市政浑水水量高出4.6××m3/year;化肥厂排放的废水中含有砷、酚等洪量有毒物资,且废水中固体悬浮物较多,pH值极不不变,COD含量约为~mg/L,氨氮浓度水准约为~mg/L,水量高出2.6××m3/year;焦化废水中常常含有洪量难以降解的有机化合物,COD含量约为~1mg/L,氨氮浓度水准约为~mg/L,水量高出2.85××m3/year;废料渗滤液中金属含量较高,且水质COD含质变动较大,约为0~mg/L,水量摇动也较大,常常境况下大于25×m3/year,氨氮浓度水准约为~0mg/L;煤气废水中成份对比繁杂,大都为有毒物资,且很难降解,COD含量约为~1mg/L,氨氮浓度水准约为~mg/L,水量摇动较大;农业混浊废水具备较好的生化机能,COD含量较大,氨氮浓度水准也较高,水量约为10×m3/year。1.2氨氮废水的毒害氨氮废水的毒害包含:氨离子的氧化历程会损耗水体中的氧气,以致水质发黑发臭,水体品质严峻下落,影响水伶俐物和水生植物的生存;水体中氨氮元素超标会加快水体富养分化水准;其它,废水中的氨离子和氮离子游离均会对水伶俐物和水生植物形成极大的毒害。2尝试材料与办法2.1尝试试剂的采取

如表1和表2所示给出了基于电化学处置的低浓度氨氮废水脱氮办法本质运用历程中须要的尝试试剂和尝试仪器

2.2尝试安设

尝试安设为克己低浓度氨氮废水脱氮电解安设,个中采取6mL的玻璃烧杯做为低浓度氨氮废水电解槽;采取析氯电极和钛网离别做为低浓度氨氮废水电解电极板阳极和阴极;电极板面积为14cm×7cm,个中阳极和阴极的极板面积比例为1∶1;采取扬州凯弘电源科技有限公司临盆的型号为KH-DK的直流稳压电源做为安设电源,详细安设示企图如图1所示。

3低浓度氨氮废水的脱氮终于剖析3.1初始浓度对氨氮降解的影响哄骗上述尝试仪器和尝试试剂设置成浓度0、10、20、50、mg/L的氨氮废水溶液,溶液初始pH值为5.9,调理图1尝试安设的直流稳压电源电流密度为5mA/c㎡,尝试剖析的是氨氮废水初始浓度不同前提下电化学氧化脱氮办法的机能(包含氨氮和总氮的去除成绩)。如图2(a)和(b)所示给出了电化学氧化脱氮历程中的氨氮浓度和总氮浓度变动境况。图2氨氮初始浓度对氨氮和总氮的降解影响从图2(a)中也许看出,氨氮废水初始浓度与电解反合光阴体现出了优良的线性相干,当设置好的氨氮废水初始浓度从mg/L稀释变动为10mg/L时,氨氮废水初始浓度与电解反合光阴之间的线性相相干数离别为0.、0.、0.、0.、0.,相符反响动力学准零级准则,但溶液中氨氮的初始浓度值为10mg/L时,过程6min左右的电化学氧化反响便可到达产业废水甲第A的排污准则;过程20min左右的电化学氧化反响,溶液中氨氮的浓度仅为0.03mg/L,远远小于地表水Ⅰ级准则;当溶液初始浓度为20mg/L时,过程40min左右的电化学氧化反响溶液中氨氮的浓度便可到达5mg/L,即产业废水甲第A的排污准则,由此注明,研讨采取的电化学氧化脱氮办法对低浓度氨氮废水具备较好的脱氮成绩,也许到达章程的排放准则。从图2(b)中也许明白地看出,电化学氧化脱氮办法关于氨氮废水溶液中的总氮一样具备较好的降解成绩,除了浓度为mg/L的氨氮废水溶液中的总氮没有被绝对降解去除外,其他三组浓度为10、20、50mg/L的氨氮废水溶液过程脱氮处置后总氮浓度均小于1.mg/L,依据电化学氧化脱氮办法的反响机理可知,低浓度氨氮废水中氨氮大部份被氧化为氮气降解掉,个中小部份被转折为硝酸盐氮等物资,这类脱氮办法也许淘汰二次混浊。如图3所示展现了氨氮废水初始浓度对电解反响中电流效率和能量损耗的影响。依据图3尝试终于也许看出,跟着初始浓度添加,电化学氧化脱氮安设的电流效率产生了显然下落,注明电化学氧化脱氮办法恰当低浓度氨氮废水脱氮,尝试安设的能耗变动摇动较大,当氨氮废水初始浓度水准为mg/L时,尝试安设能耗疾速飞腾,降解废水中每克氨氮须要损耗1.7kWh;当氨氮废水初始浓度水准为20mg/L时,尝试安设能耗最小,降解废水中每克氨氮仅须要损耗0.87kWh。图3氨氮初始浓度对电流效率和能量的影响3.2尝试安设电流密度对废水中氨氮的影响为了剖析尝试安设电流密度对废水中氨氮的降解影响,设置氨氮初始浓度为20mg/L的溶液,在尝试安设电流密度离别为3、6、9、12mA/cm2的前提下举行电化学氧化脱氮测试,终于如图4所示。图4电流密度巨细对脱氮的影响张望图4(a)也许发觉,溶液中氨氮浓度的降解成绩线性相相干数遵循尝试安设电流密度从大到小排序顺次为0.、0.、0.、0.,一样相符反响动力学准零级准则;图4(b)显示溶液中总氮浓度的降解成绩也与尝试安设电流密度具备较好的线性相干相干,相符反响动力学准零级准则,当尝试安设电流密度离别为12、9、6、3mA/c㎡时,溶液中氯离子浓度为mg/L时,对浓度为20mg/L的溶液做脱氮处置时氨氮浓度须要到达甲第B的排放准则(即8mg/L),离别须要16min、22min、36min和43min;到达甲第A的排放准则(即5mg/L),则离别须要23min、31min、44min和60min,溶液中总氮浓度在类似的电解反合光阴内也可到达甲第B和甲第A的排放准则,上述尝试终于充足解释了尝试安设电流密度较低时低浓度氨氮废水脱氮成绩更好。3.3溶液中氯离子浓度对氨氮降解成绩的影响尝试设置氨氮初始浓度为20mg/L的溶液做为样本测试目标,哄骗安设电流密度为6mA/c㎡,在氨氮废水溶液浓度离别为、、、mg/L的尝试前提下举行电化学氧化脱氮测试,剖析溶液中不同氯离子浓度对氨氮降解成绩的影响,测试终于如图5所示。依据图5(a)可知,跟着溶液中氯离子浓度水准的陆续添加,在类似电解反合光阴内溶液中氨氮浓度和总氮浓度显著下落,处置氨氮浓度为20mg/L的溶液时,遵循溶液中氯离子浓度由高到低氨氮降解到达甲第A排放准则离别须要25、27、38、67min;依据图5(b)可知,在类似的电化学氧化脱氮反合光阴内,总氮降解一样也许到达甲第A排放准则,且溶液中氨氮和总氮的降解均相符反响动力学准零级准则,注明采取电化学氧化脱氮办法在低浓度氨氮废水处置历程中也许得到较好的成绩,且降解速率较快。4论断针对提议的基于电化学处置的低浓度氨氮废水脱氮办法,过程三组测试获得了下列论断:废水中氨氮的降解与溶液初始浓度具备线性相干相干,在废水初始氨氮浓度为20mg/L时,电解能耗最小,降解废水中每克氨氮仅须要损耗0.87kWh;废水中氨氮和总氮降解能耗跟着电流密度的增大而飞腾,电流效率则跟着电流密度的增大而下落;电化学氧化脱氮历程中废水中氨氮和总氮的降解根底相符反响动力学准零级准则。电化学氧化脱氮办法对低浓度氨氮废水具备较好的脱氮成绩。参考文件:[1]顾书军,方芳,李凯,等.低浓度氨氮废水单级自养脱氮EGSB反响器的疾速启动[J].处境科学,,37(8):-.[2]杨成荫,陈杨,欧阳坤,等.氨氮废水处置技艺的研讨近况及预测[J].产业水处置,,38(3):1-5.[3]高梦佳,王淑莹,王衫允,等.生存浑水对老练厌氧氨氧化颗粒污泥的影响[J].化工学报,,68(5):-.[4]项文琪,李孟,杨江涛,等.好氧反硝化菌对高氨氮产业废水脱氮的研讨[J].武汉理工大学学报,,38(1):65-69.[5]王荒野,魏荷芬,胡子全,等.一株异养硝化好氧反硝化菌的挑选判决及其脱氮性格[J].处境科学学报,,37(3):-.[6]赵慧敏,赵剑强.不同运转方法对微生物燃料电池处置氨氮废水的影响[J].化工进取,,35(5):-.[7]韩晓宇,孙延芳,张树军,等.进水氨氮浓度对两种污泥系统CANON工艺的冲锋影响[J].哈尔滨产业大学学报,,50(2):40-45.预览时标签弗成点收录于合集#个

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