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    废水中氨氮去除方法——吸附法   详细解析

    更新日期:2021-10-25 14:18

     

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    在吸附法脱氮处置废水方面,国内、外都大量做了研讨,提出了多种可行工艺。重点主要集中在吸附法的机理、吸附剂的性质比较和再生办法的研讨。研讨较多的有沸石、粉煤灰、膨润土等。

     

    氨氮的去除原理主要是非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,影响去除氨氮的主要要素包括与吸附剂溶液作用时间、吸附剂用量、溶液中氨氮浓度、吸附剂的粒度和溶液的温度等。

     

    在废水处置实际工程中,多种废水经二级处置后仍达不到排放规范,需求对二级出水作进一步的深度处置。为此,吸附法还被用于深度脱氮。

     

    沸石吸附法在美国、日本曾经胜利地进行工业化。主要应用固定床吸附柱,以斜发沸石为吸附剂,粒径0.81.7mm,空速510-1,进水氨氮浓度20mg/L,出水氨氮浓度<1mg/L

     

    几种常用氨氮吸附剂

     

    1、活性碳

     

    活性碳(AC)是一种常见的吸附资料 ,主要有粒状和粉末状。活性炭可用动植物、煤、石油、纸浆废液、废合成树脂及其他有机残物等 ,经粉碎及加粘合剂成型后 ,经加热脱水、炭化、活化而制得。

     

    活性炭具有超大的比表面积和独特发达的微孔 ,通常活性炭的比外表积高达5001700/g。活性炭的微孔容积约为0.150.9mL/g,外表积占总外表积的95%以上。

     

    活性炭的吸附以物理吸附为主 ,但由于外表氧化物存在 ,也发生一些化学选择性吸附。活性炭是目前废水处置中广泛采用的吸附剂。

     

    其中粒状炭因工艺简单 ,操作简便 ,用量最大。国外应用的粒状炭多为煤质或果壳质无定型炭 ,国内多用柱状煤质炭。活性炭主要是吸附水中的氨分子方式的氮 ,无选择性 ,吸附容量有限 ,所以脱氮效率很低。

     

    2、活性炭纤维

     

    活性炭纤维 (ACF)是一种新型吸附功用资料,它以木质素、纤维素、酚醛纤维、聚丙烯纤维、沥青纤维等为原料,经炭化和活化制得。

     

    与活性炭相比拟,ACF具有特有的微孔构造 ,更高的表面面积和比外表积以及多种官能团,均匀细孔直径也更小,经过物理吸附、化学吸附以及物理化学吸附等方式在废水、废气处置、水净化等范畴得到了普遍应用。

     

    纤维状活性炭微孔体积占总孔体积90%左右 ,其微孔孔径大局部在1nm左右,没有过度孔和大孔。比外表积普通为6001200m2/g ,以至可达3000m2/g

     

    活性炭纤维脱附再生速率快,时间短,且其性能不变,这一点优于活性炭。

     

    ACF废品可制成毡、布、纸片等外形 ,在实践应用中更为灵敏 ,操作也更为简易便当 ,并且具有一定的强度 ,耐破损 ,克制了粒状和粉状活性炭在操作过程中构成的沟槽和沉降等问题。

     

    与活性炭一样 ,活性炭纤维吸附时无选择性 ,主要用于吸附有机污染物 ,而对氨氮吸附量有限 ,普通用于炼油厂综合废水处置。

     

    3、沸石

     

    沸石(Zeolite)是一种分布普遍开采量很高的自然而价廉的离子交换物质。自然产的沸石有许多品种,其中以斜发沸石(Clinoptilolite)和丝光沸石(Mordenite)为主。

     

    沸石是一种含水架状构造的多孔硅铝酸盐矿物质,构成沸石骨架的最根本构造是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。沸石具有空阔的骨架构造,晶穴体积约为总体积的40%50%,孔径大多在1nm以下。

     

    沸石具有很大的比外表积(400800m2/g沸石),仅次于活性炭,可用作吸附剂、离子交换剂等,沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用,而且沸石有耐酸、耐碱、热稳定等性能,工业上常用于废水处置。

     

    沸石具有较大的吸附才能和净化效果,其斜发沸石和丝光沸石的阳离子交流容量分别为223meq100g(毫克当量)213meq100g。由于自然沸石中含有杂质,所以纯度较高的沸石交流容量不大于200meq100g,通常为100150meq100g

     

    斜发沸石在离子交流和定量处置方面,对NH4+-N具有较好的选择性,因而工程上能够用于污水脱除氨氮处置工艺,脱氮率可达90%97%。工业上沸石除氨安装较为简单,通常为一圆柱形滤器。

     

    沸石实现再生处置的主要办法有应用NaOHNaCl溶液的化学溶液再生和500℃600℃的高温条件下将沸石中的NH4+转变为NH3气体的燃烧法再生。

     

    沸石重复再生后对NH4+的吸附交换性能影响不大,但由于污水中共存阳离子如Ca2+,会使沸石的交流性能呈不可逆性降低。

     

    4、腐植酸系吸附剂

     

    腐植酸是一种带负电的聚电解质,具有庞大分子量的有机物。腐植酸类物质可用于工业废水处理中,特别是重金属废水及放射性废水,除去其中的离子。

     

    腐植酸自身的性质和构造影响了它对阳离子的吸附性能。腐植酸对阳离子的吸附,包括离子交流、整合、外表吸附、凝聚等作用,既有化学吸附,又有物理吸附。

     

    用作吸附剂的腐植酸类物质有两大类:一类是自然的富含腐植酸的风化煤、泥煤、褐煤等,直接作吸附剂用或经简单处置后作吸附剂用;另一类是把富含腐植酸的物质用恰当的粘结剂作成腐植酸系树脂,造粒成型,用于管式或塔式吸附安装。

     

    5、煤质吸附剂

     

    活性炭是一种优质吸附剂,但价钱昂贵,再生难度大,使其应用被限制。因而,开发制造低价的代用品具有重要意义。褐煤、长焰煤、无烟煤等具有高的孔隙率和比表面积,用其制取煤质吸附剂具有远大前景。

     

    煤质吸附剂对废水中金属离子、氰化物、挥发酚等都有去除作用,吸附才能强,而且价钱低廉,无需再生。将煤与浓硫酸或发烟硫酸反响生成磺化煤,可用于处置TNT废水,吸附后用丙酮或乙酸乙酯加乙醇很容易解吸,可重复使用。