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    氨氮废水处理高级氧化技术

    更新日期:2023-08-30 13:58
    铭盛环境——工业污水,工业废水处理专家,提供污水处理解决方案
     
      氨氮是水环境中氮的主要形态,通常以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)两种形式存在,当水为碱性时以NH3为主,酸性水时以NH4+为主。氨氮的来源分自然和人为两大类。其中人为产生的氨氮主要来源于城镇生活污水,畜禽养殖、种植和水产养殖的农业污水及钢铁、炼油和化肥等工业废水,集中式污染治理设施废水也会排放一定量的氨氮。理氨氮污染物的方法有很多,目前主要有生物法、吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、离子交换法等。然而这些氨氮处理方法都有各自的局限性,如生物法占地面积大、运行条件较苛刻,吹脱法能耗大、出水氨氮较高,化学沉淀法用药量大、成本高,折点氯化法会产生氯胺二次污染物,离子交换法树脂用量大,再生难等。下面,江苏铭盛环境为您介绍氨氮废水处理高级氧化技术。
      1、高级氧化技术
      AOPs是近30多年来环境领域新发展起来的一项
    工业废水处理技术,它主要是指在强氧化过程中产生以·OH为核心的强氧化剂,快速、无选择性、彻底的氧化环境中的各类有机和无机污染物。近几年来,受到广泛研究的Fenton氧化法、臭氧氧化法、催化湿式氧化法、电化学氧化法、光催化氧化法、声化学氧化法、超临界水氧化法等都属于AOPs。这些方法都提及·OH反应,这是它们之间共同的特征,也是AOPs最重要的反应。只是产生·OH的方式不同,有的通过光,有的却是通过电或者超声等。·OH是一种氧化能力极强的氧化剂,其氧化还原电位达2.8eV,仅低于氟(标准氧化还原电位为3.08eV),是已知的第二强氧化剂,也是水处理中使用的最强氧化剂,且它的氧化性没有选择性,几乎能与水中的任何物质发生反应。因此,AOPs的应用越来越广法。
      目前,AOPs处理氨氮污染物的应用研究主要包括光催化氧化法和电化学氧化法。
      2、高级氧化技术处理氨氮废水的应用研究
      2.1 光催化氧化法
      光催化氧化法处理氨氮一般是指在紫外光的激发下,半导体催化剂表面产生的电子-空穴对与吸附在催化剂表面的溶解氧和水等物质作用产生氧化性极强的·OH,从而引起氧化一还原反应氧化分解氨氮污染物的一种方法。其中,半导体催化剂有TiO2、ZnO、SnO2等,而目前主要以TiO2系列催化剂处理氨氮污染物的研究报道较多。
      TiO2光催化氧化氨氮的影响因素有TiO2浓度、pH、温度和光照时间等。
      很多研究者通过对TiO2进行掺杂改性,提高了TiO2光催化氧化氨氮的效率,有的还增加了TiO2催化剂对氨氮转化为氮气的选择性。
      对TiO2进行负载处理,可提高光催化剂的机械强度,增加光催化剂的使用寿命。载体有玻璃珠、珍珠岩、沸石、活性炭等。
      2.2 电化学氧化法
      电化学氧化法处理氨氮分两种,一种是利用电场作用,使氨氮直接在阳极板上失去电子发生氧化反应,第二种是依靠电解过程中产生的强氧化性中间产物氧化氨氮,在这里分为存在Cl-和不存在Cl-两种情况,存在Cl-时去除氨氮类似于折点氯化法,不存在Cl-时主要是·OH氧化氨氮。
      阳极材料在电化学氧化法处理氨氮中显得至关重要,不同的阳极材料会有不同的电化学性能。
      电化学氧化法处理氨氮也有传统的二维电极电化学氧化法和新型的三维电极法之分,三维电极法较二维电极法有较高的面体比和电流效率,且时空产率更大,因此,近年来三维电极电化学氧化法处理氨氮成为了电化学氧化法处理氨氮的研究热点。
      3、结论与展望
      AOPs是新兴的一种水处理技术,因其高效、适用性广、氧化降解彻底等优点而逐渐研究应用于氨氮的降解。在AOPs降解氨氮研究中,光催化氧化法、电化学氧化法更为广泛。但由于AOPs的成本缺陷,大多都是进行的实验室研究,在工程应用上的研究较少。因此在后续的探索研究中应从成本控制上加大AOPs在工程应用上处理氨氮研究的力度。另外,在大多研究成果中,·OH很容易将氨氮氧化为NO2-和NO3-,因此后面应深入分析中间及最终产物并控制适当因素或加入最佳催化剂以减少NO2-和NO3-的产生,使AOPs降解氨氮最大化的转化为N2。