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光催化氧化處理廢水的缺點

發布時間:2023-02-24 10:09:21

1. 光催化分解水獲得氫能的缺點

欠缺點是效率低。
由於光生電子和空穴的復合及產物氫氧的逆反應,使得純水體系的光分解水制氫效率很低。
。氫能作為一種潔凈的新能源,是煤、石油等傳統能源最為理想的替代物。

2. 印染廢水的處理方法有哪些

如果是方法的話就很多了,我之前開題報告有寫過。。。
印染廢水先經過格柵、篩網、沉砂、調節水量及水質、降溫等預處理,以除去懸浮物和可直接沉降的雜質,改善廢水水質,確保後期處理的進行。預處理只是把廢水中的懸浮物和浮石渣除去,要達到排放或回用標准,還需要經過一系列的深度處理,進而除去印染廢水中的有機物、色素及其他雜質。深度處理的方法主要有:物理化學法、化學法和生物法。
物理法
吸附法
吸附法在印染廢水處理中應用較多。這種方法是將廢水通過由活性炭、硅藻土、粉煤灰等吸附劑組成的濾床,廢水中的污染物質被吸附在多孔物質表面上或被過濾除去,從而達到凈化水質的目的。吸附法適合於低濃度印染廢水以及印染廢水的深度處理。
超聲波
超聲波技術是指頻率在15 kHz 以上的聲波,在溶液中以一種球面波的形式傳遞,產生聲空化現象,激化液體中微小泡核,表現為泡核的振盪、生長、收縮及崩潰等一系列動力學過程,引發相應的物理、化學變化,從而使廢水中濁度、COD、苯胺含量等隨之下降,進而起到降低廢水中有機物濃度的作用。然而單獨使用超聲處理廢水,受到處理量小、效率低、設備成本高等因素的限制,難以實現工業化生產。
生物法
(1) 活性污泥法
活性污泥法用於印染廢水的處理已經有相當長的時間。由於印染廢水中很多染料和染色助劑很難生物降解,因此採用單一的活性污泥法處理印染廢水,其對色度的去除率很低。
(2) 生物炭法
生物炭法是一種新型的水處理工藝,它將生物降解和活性炭吸附相結合,同時發揮了生物法處理效率高,運行費用低及活性炭處理程度高的特點,具有廣闊的應用前景。
化學法
(1) 混凝法
混凝法由於工藝流程簡單,操作管理方便,設備投資少,佔地面積小,對印染廢水中的不溶性染料和大分子有機物有很好的去除效果,而成為印染廢水的常用處理方法之一。但混凝法對可溶性染料的去除效果差,同種絮凝劑對不同的印染廢水會有不同的處理效果,運行費用較高,泥渣量多且脫水困難,會造成二級污染,制約了混凝法被進一步廣泛地應用於印染廢水的處理。
(2)臭氧 氧化法
臭氧用於印染廢水處理有很好的脫色作用,因為染料顯色是由其發色基團引起,臭氧由於具有很強的氧化性,可將這些基團氧化分解,使其失去顯色能力。臭氧氧化的主要優點是臭氧發生器簡單緊湊、佔地少、容易實現自動化控制。主要缺點是處理成本高,不適合大流量廢水的處理,因而不適合大規模推廣使用。
(3)光催化氧化:在印染廢水的處理中,光催化氧化法也是廣泛研究的熱點。目前常用的催化劑主要有TiO2、H2O2、O3 等,在太陽光或紫外光的照射下,促使催化劑的能級發生躍遷,產生活性很強的自由基,與廢水中的有機污染物發生氧化還原反應而達到去除污染物的目的。
電化學氧化:電化學氧化用於印染廢水的處理,有很好的脫色效果。但由於電化學反應過程耗電量大,因此,該工藝運行成本較高[
你參考下吧,我在文庫傳了些資料你可以參考看看
- -不好意思,文檔今天剛傳,居然還木有顯示。。。

3. UV光氧催化的優缺點

UV光催化設備的優勢:
一、除惡臭:能去除揮發性有機物(VOC)、苯、甲苯、二甲苯的分子、無機物、硫化氫、氨氣、硫醇類等主要污染物,
以及各種惡臭味,凈化、脫臭效率可達99%以上,凈化、脫臭效果大大超過1993年頒布的惡臭污染物排放標准(GB14554-93)。
二、無需添加任何物質:只需要設置相應的排風管道和排風動力,使工業廢氣通過本設備進行分解凈化,無需添加任何物質參與化學反應。,
三、適應性強:可適應高濃度,大氣量,不同工業 廢氣 物質的凈化處理,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠。
四、運行成本低:本設備無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,只需作定期檢查,
本設備能耗低,(每處理1000立方米/小時,僅耗電約0.2度電能),設備風阻極低。
UV光催化設備工作原理:
1、利用特製的高能高臭氧UV紫外線光束照射來裂解排放的廢氣廢氣,能有效的處理:硫化氫、甲硫氫、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,
硫化物H2S、VOC類,等廢氣的分子鏈結構,使有機或無機高分子廢氣化合物分子鏈,在高能紫外線光束照射下,
降解轉變成低分子化合物,如CO2、H2O等,從而達到有效的治理,從而實現達標排放。

4. 光催化技術應用於空氣凈化方面存在哪些弊端

光催化技術應用於空氣凈化方面所表現出的弊端主要體現在以下幾個方面:
1、光催化對污染物的去除效率較低。
2、光催化劑一般需要紫外光照射,在夜間無光照或室內光照不足時,會使部分有害氣體分解不徹底。
3、污染物在光催化劑表面的的停留時間過短,導致不能被光催化氧化徹底降解,會產生中間產物,有些中間產物對人體健康帶來的危害可能大於目標污染物。
4、目前大多數光催化降解實驗及反應器設計都只考慮在低風量條件下(<10 L/h),而室內空氣凈化器一般設計較高的風量(>100 m3/h) 以確保潔凈空氣量(CADR)值能滿足相關標準的要求,這勢必會減少污染物在光催化劑表面的停留時間,降低光催化效率。

5. 污水處理實用的高級氧化技術是什麼呢

實用的高級氧化技術目前運用比較好的有兩種:

  1. 臭氧氧化,利用臭氧的強氧化作用分解污染物

  2. 芬頓氧化,利用二價鐵離子和雙氧水的復合作用處理污染物

6. 城市污水處理常用方法有哪些他們有哪些優缺點

城市污水治理的幾種常用方法
活性污泥處理法
目前在城市生活污水中應用最多的就是所謂的活性污泥法,它有處理能力強,處理後水質好等優勢。其大致組成包括由曝氣池,沉澱池,污泥排放以及迴流等系統。待處理的污水和活性污泥迴流共同進入曝氣池然後混合,然後在其中與空氣接觸使得含氧量增加,發生代謝反應。經過充分攪拌的混合液變為懸浮狀態,所以其中的有機污染物和氧氣能夠與微生物接觸發生反應。接下來進入的是沉澱池,原來的懸浮固體會在其中沉降而被隔離,所以從沉澱池流出的已經為凈化水。沉澱池裡的污泥一般都會迴流,從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池裡的反應會使微生物增殖,所以過多的微生物要排出沉澱池以維持整個系統的穩定性。除需要能夠氧化和分解有機物外,活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力,以便可以使其從混合液中分離,進而在出口得到純凈的水。活性污泥法的缺點在於其基礎建設的成本過高,不易實施。
生物膜處理法
所謂生物膜法,就是通過在一些固體物表面附著的微生物對污水中的有機污染物加以處理的方法。它和活性污泥處理方法發展時間基本一致。所謂的「生物膜」即是附著在固體表面的微生物形象叫法,一般是由非常密集的好氧菌,厭氧菌,原生動物和藻類等結合一起形成的生態系統。生物膜所附著的固體介質叫做載體或濾料,由此向外生物膜可以分成厭氣層,好氣層,附著以及運動水層。整個方法的基本運作過程為,先由生物膜吸附水層中的有機物,然後由好氧菌進行分解,再由厭氧菌進行厭氣分解,運動水層通過流動不斷更新生物膜,由此反復實現對污水的凈化作用。
一般適用生物膜法的場合為中小規模城市廢水的處理,所用的處理結構是生物濾池或生物轉盤,在我國的南方一般使用生物濾池。由於材料和技術的不斷革新,生物膜法技術近年來進步很大。因為生物膜法中微生物一般固定在填料上,所以構成的生態系統比較穩定,微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多,其剩餘的污泥也更少。生物膜法所擁有的高效率高,高耐沖擊性、產泥量低以及運管便利性等優勢使其在各種處理方法中競爭力極大。生物膜法的劣勢在於成本較高且單位處理效率低。所以進一步降低成本,提高效率是今後生物膜法研究的主要方向。
氧化處理法
氧化處理法是當今被廣泛使用的一種城市污水預處理方法,有較大的潛力。可根據其中氧化劑的種類和反應器類型對其分類為化學氧化法,催化氧化法以及光催化氧化法等。其中,化學氧化法的操作比較簡單,但效果不夠明顯且運行成本較高,所以實際工作中應用不多。為實現處理效果的提高,降低成本的目標,目前找到了一些其他氧化技術。
在這些新方法中的其中一種就是光催化法。它的特點是所需設備簡單,條件溫和,氧化能力高並且處理效果徹底。在污水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應就是通過光的作用發生的化學反應。反應過程中分子由於吸收特定波長的光波而轉變為分子激發態,進而發生化學反應形成新物質,或者變成中間化學產物以促進熱反應的進行。光化學反應所需的活化能來自於光,把太陽能的中的光能進行光電轉化和光化學轉化加以利用是目前非常熱門的研究領域。
光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以用於處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外,在有紫外光的Feton 體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協同效應,使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快,促進有機物的氧化去除。
所謂光化學反應,就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。該反應中分子吸收光能被激發到高能態,然後電子激發態分子進行化學反應。光化學反應的活化能來源於光子的能量。在太陽能利用中,光電轉換以及光化學轉換一直是光化學研究十分活躍的領域。80 年代初,開始研究光化學應用於環境保護,其中光化學降解治理污染尤受重視,包括無催化劑和有催化劑的光化學降解。前者多採用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;後者又稱光催化降解,一般可分為均相、多相兩種類型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-芬頓(photo-Fenton)反應使污染物得到降解,此類反應能直接利用可見光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導體材料,同時結合一定能量的光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用,產生·OH 等氧化性極強的自由基,再通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉移等使污染物全部或接近全部礦質化,最終生成CO2、H2O 及其它離子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。與無催化劑的光化學降解相比,光催化降解在環境污染治理中的應用研究更為活躍。
氧化處理法目前由於低成本以及高效率的優勢特點處理方式已經得到了廣泛的關注。另外它在對污水進行深度處理和不易進行生物降解的有機廢水處理等場合都有不錯的前景,成為了國內外一項活躍的研究課題,很多人認為氧化法將在21 世紀成為廢水處理的一項重要方法。

7. 光催化氧化能降解所有廢水中的有機物嗎

可以的,但是要有充分的光照時間和反應時間,控制好水的流量和流速

8. 污水生物處理各方式優缺點對比

污水處理工藝方案技術比較表

氧化溝 生物接觸氧化法 A/O法

技術適用性 國內外使用情況,水量、水質的適應程度 運行管理復雜, 國外採用較多,適應中、小規模污水處理廠,對水質水量的變化適應能力較差 運行管理簡單,國內外採用較多,對水質水量變化適應性強,適用於工業廢水處理與深度處理 運行管理復雜,國內外採用較多,對水質水量的變化適應能力較差,適應大中小規模污水廠
二 水質目標
出水水質 滿足污水排放標準的保證率 出水水質好,對於工業廢水處理運行缺乏經驗,且運行復雜,工程實例少 適用於處理難生化降解的低濃工業廢水,出水水質好 適合一般城市污水,出水水質好,能高效脫氮,污泥產量小且穩定。污泥無需消化
對外界條件的適應性 氣溫、水溫、營養、水量變化等對出水水質的影響 出水水質穩定,對外界條件變化適應性較強 出水水質穩定,對外界條件變化適應性好 出水水質穩定,對外界條件變化適應性強
三 工程實施
分步實施 分步實施的可能 可分組實施 可分組實施 可分組實施
施工難易 施工的難易程度 容易 容易 容易
佔地面積 處理萬噸水量佔地 ≤8畝 ≤8畝 ≥12畝
四 環境影響
對周圍環境的影響 指雜訊及臭味等 噪音及臭味低 噪音及臭味低 噪音及臭味低
污泥的影響 污泥的產量及穩定性 污泥量小,污泥穩定性好 污泥量小,污泥穩定性好 污泥量略多,污泥穩定性好
五 運行管理
運轉操作 指運行和操作的方便程度 運行復雜,需根據水質調整,對員工技術要求高。 簡單 簡單
維護管理 設備維修難易及工作量 設備多,系統復雜,維修量大 設備較少,維修要求相對低 設備較少,維修要求相對低

9. 氨氮高了,高氨氮廢水有哪些處理方法

隨著我國經濟的高速發展,產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水的大量排放,導致水體中氨氮大量富集,引起水體的富營養化與惡化,對水環境造成巨大危害,不僅嚴重影響了人們的正常生活,甚至危害了人們的身體健康,社會影響巨大。因此,國家在氨氮廢水的排放要求方面也制定了越來越嚴格的法規與排放標准。目前,除了合成氨、肉類加工、鋼鐵等12個行業執行相應的國家行業標准(通常一級標准為25mg/L)外,其他均需遵守國家標准GB8978-1996«污水綜合排放標准»。該標准明確1998年後新建單位氨氮最高允許排放濃度為15mg/L。
氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種,主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉澱法、膜分離法、高級氧化法、電解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。
1、物化法
1.1 吹脫法
在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在,兩者保持平衡,平衡關系為:NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時,OH-離子增多,該平衡反應向左移動,有利於NH+4生成游離態的NH3,從而使得游離氨所佔比例增大,游離氨易於從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時,廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在,再加上曝氣吹脫的物理作用,則可促使NH3更容易從水中逸出,向大氣轉移。此外,該反應為放熱反應,溫度升高,反應方程向左移動,也有利於NH3從水中逸出。依據此原理,可以採用吹脫法來去除廢水中氨氮,吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。
1.1.1 空氣吹脫法
空氣吹脫法去除氨氮的原理是:在鹼性條件下,通過外力將空氣鼓入需要脫氨處理的廢水中,同時在廢水中使鼓入的空氣和廢水充分接觸,廢水中溶解的游離態氨將穿過廢水界面,向外界空氣轉移,從而達到去除氨氮的目的。
目前,空氣吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應用較多,吹脫速率高,處理費用相對較低,但隨著氨氮濃度的降低,特別是當氨氮質量濃度低於1g/L以下時,吹脫速率顯著降低。氣液比、pH值、氣體流速、溫度、初始濃度等是影響吹脫法處理效果的主要因素。
現有吹脫裝置主要有吹脫池和吹脫塔,由於前者效率低,易受外界環境影響,因此多採用吹脫塔裝置。通常採用逆流操作,塔內裝有一定高度的填料以增加氣—液傳質面積,從而有利於氨氣從廢水中解吸。常用填料有拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。
空氣吹脫法的優點是:具有穩定的氨氮去除率,工藝操作簡單,氨氮容積負荷大等。缺點是:吹脫過程中易使填料層結垢,使廢水流通不暢,從而影響設備的正常運行;同時,吹脫工藝需要調節廢水pH值,需投加大量鹼,從而使廢水處理成本增高;另外,經空氣吹脫處理後,廢水中還含有少量氨氮,處理後的廢水時常不能達到國家排放標准。因此,吹脫法通常與其他方法聯合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脫法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是:大量蒸汽與廢水接觸,將廢水中游離氨蒸餾出來,以達到去除氨氮的目的。當向廢水中通入水蒸汽時,兩液相在填料表面上逆流接觸進行熱和物質交換,當水溶液的蒸汽壓超過外界的壓力時,廢水就開始沸騰,氨就加速轉為氣相。此外,氣泡表面之間形成自由表面,廢水中的氨不斷向氣泡內蒸發擴散,當氣泡上升到液面上破裂釋放出其中的氨,大量的氣泡擴大了蒸發表面,強化了傳質過程,通入的蒸汽升高了廢水的溫度,從而也提高了一定pH值時被吹脫的分子氨的比率。
汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與空氣吹脫法類似,氨氮去除率高,但汽提法工藝處理成本高,操作條件難控制,消耗動力高等。
1.1.3 超重力吹脫法
空氣吹脫法和水蒸汽吹脫法一般採用填料塔作為吹脫設備,而超重力吹脫法是利用超重力設備———超重機取代傳統的填料塔作為吹脫設備,以空氣為氣提劑,將水中的游離氨解吸到氣相中的氨氮廢水治理方法。
氨氮廢水加鹼調節pH值為10~11後進入超重機處理。廢水經超重機分布器均勻噴灑在填料內緣,在超重力作用下,液體被填料粉碎成液滴,沿填料徑向甩出,經筒壁匯集後從超重機底部流出。同時,空氣經超重機進氣口進入超重機殼體,在一定風壓下,由超重機轉子外腔沿徑向進入內腔。在填料層內,氣液兩相在大的氣液接觸面積的情況下完成氣液接觸,將水中的游離氨吹出。氣體送至除霧器,將夾帶的少量液體分離後,至吸收裝置,脫氨後排空。利用超重機的水力學特性與傳遞特性,可獲得良好的吹脫效果並減少設備投資與運行費用。
與工業上傳統僅使用塔設備的吹脫法相比,超重力法吹脫法具有以下幾點優勢:
(1)設備體積質量小,設備及基建費用少,過程放大容易,啟動、停車迅速,運行更穩定;
(2)擺脫了重力場的影響,對物料粘度適應性廣,操作彈性大;
(3)氣相動力消耗小,物料停留時間短,傳質系數大;
(4)去除氨氮效率高,有利於氣相中氨的回收利用:
(5)能夠增加水中的溶解氧,為可能的後續生化處理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脫氨氮技術的大規模工業應用較少,主要是因為該技術不夠成熟。特別是大型的結構,仍需要根據具體的物系進行合理設計和試驗。
1.2 離子交換法
離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是:利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的,吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸,從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類,而後者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
天然沸石(主要是斜發沸石)對NH+4具有強的選擇吸附能力,並且天然沸石的價格低於人工合成的離子交換樹脂。因此,工程上常用沸石對NH+4的強選擇性,將NH+4截留於沸石表面,從而去除廢水中的氨氮。pH值=4~8是沸石離子交換的最佳范圍。當pH值<4時,H+與NH+4發生競爭;pH值>8時,NH+4變為NH3,從而失去離子交換性能。但是沸石交換容量容易飽和,吸附容量低,更換頻繁,飽和後的沸石需再生才能再次使用。
離子交換樹脂主要是利用特定陽離子交換樹脂與水中的NH+4進行交換,交換後的樹脂再通過解吸而還原。與沸石相比,強酸型陽離子交換樹脂吸附容量大,處理效果穩定,但目前對強酸型陽離子交換樹脂的研究多處於實驗室階段。
離子交換法的優點是去除率高,適用於處理中低濃度的氨氮廢水。處理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水,出水濃度可達1mg/L以下。但對於高濃度的氨氮廢水,會造成短時間交換劑飽和,從而再生頻繁,使處理成本增大,且再生液仍為高濃度氨氮廢水,仍需進一步處理。在實際工程應用中,離子交換法常結合其它污水處理工藝來處理高濃度氨氮廢水,先用其它方法作預處理,使經預處理後的廢水濃度在100mg/L左右,然後再用離子交換法處理剩餘氨氮廢水。
1.3 折點氯化法
折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點,在該點時水中游離氯含量最低,而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時,水中的游離氯就會增多,該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化,折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響,當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時,化合余氯增加,主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即「折點」,反應方程式為:NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素,pH值高時產生NO-3,低時產生NCl3。為了保證完全反應,通常pH值控制在6~8,一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。
折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%),不受水溫影響,處理效果穩定,反應迅速完全,設備投資少,並有消毒作用。缺點是由於在處理氨氮廢水中要調節pH值,處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外,折點加氯法處理氨氮廢水後會產生副產物氯代有機物和氯胺,會給環境帶來二次污染。因此,折點氯化法多用於較低濃度氨氮廢水,適用於廢水的深度處理,工業上一般用於給水處理,對於大水量高濃度氨氮廢水不適合。
1.4 化學沉澱法
化學沉澱法去除廢水中氨氮的原理是:向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽,使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉澱(MgNH4PO4•6H2O),從而達到去除廢水中氨氮的目的。
磷酸銨鎂(MAP)又稱鳥糞石,可溶於熱水和稀酸,不溶於醇類、磷酸氨以及磷酸鈉的水溶液,遇鹼易分解、在空氣中不穩定,升溫至100℃時便會失水變為無機鹽,繼續加熱至融化(約600℃)則會分解成焦磷酸鎂。MAP可以用作飼料和肥料的添加劑,是一種很好的長效復合肥;也可用於塗料生產、氨基甲酸酯、軟泡阻燃劑製造和醫葯行業。因此,磷酸銨鎂脫氮除磷技術既可以去除廢水中的氨氮,又可回收較有經濟價值的MAP,達到變廢為寶的目的。
化學沉澱法的優點是工藝簡單、效率高,經處理後產生的沉澱物MAP經進一步加工處理後,能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。此外,去除1gNH+4-N可產生8.35gNaCl,由此帶來的高鹽度將會影響後續生物處理的微生物活性。因此,該方法一直停留在實驗室規模未在工程上運用,較少用於實際氨氮廢水處理。
1.5 膜分離法
膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。
1.5.1 反滲透法
反滲透就是藉助外界的壓力使膜內部的壓力大於膜外的壓力,使小於膜孔徑的分子(水)透過,大於膜孔徑的分子截留在膜內,這種作用現象稱作反滲透。其作用機理關鍵在於半透膜的選擇透過性,半透膜上有好多細小的微孔,像水分子這樣的小分子可以自由的透過,而大於半透膜上微孔的NH+4則不能通過。當溶液進入膜系統後,在外加壓力的作用下半透膜就會選擇性的讓某些小分子物質透過,大分子物質NH+4則會留在半透膜內側通過管道另外的出口排出。
反滲透裝置處理廢水需要對原水進行預處理,不然會損壞裝置內的膜件,並且該裝置需要高質量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又稱氣態膜法,目前已應用於水溶液中揮發性物質的脫除、回收富集和純化,如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的機理是:採用疏水性中空纖維微孔膜,膜一側是待處理的氨氮廢水,另一側是酸性吸收液,疏水的微孔結構在兩液相間提供一層很薄的氣膜結構。廢水中NH3在廢水側通過濃度邊界層擴散至疏水微孔膜表面,隨後在膜兩側NH3分壓差的推動下,NH3在廢水和微孔膜界面處氣化進入膜孔,然後擴散進入吸收液發生快速不可逆反應,從而達到脫除氨氮的目的。
液膜法具有比表面積大,傳質推動力高,操作彈性大,氨氮脫除率高,無二次污染等優勢,適合處理含鹽量較高、油性污染物含量低的高氨氮廢水。氨氮或含鹽量較高時,能有效抑制水的滲透蒸餾通量,減弱對吸收液的稀釋作用;但當廢水中含有油性污染物時,會造成膜的污染,使膜的傳質系數不能得到完全恢復。由於廢水的復雜性、膜材料的研發更新換代、可逆吸收劑的研發以及後續副產品的生產應用等多種原因,氣態膜法脫氨工業化進程很慢,國內生產應用實例較少。不過對於高鹽高濃度氨氮廢水,氣態膜處理成本較低,其應用前景廣闊。
1.5.3 電滲析法
電滲析法的原理是:當進水通過多組陰陽離子滲透膜時,NH+4在施加的電壓影響下,透過膜到達膜另一側濃水中並集聚,從而從進水中分離出來,實現溶液的淡化、濃縮、精製和提純。國內外專家在電滲析法處理氨氮廢水方面作了大量研究,並取得了一定成績。但由於高選擇性的防污膜仍在發展中,且對廢水預處理的要求很高,電滲析法用於工業尚需時日。
1.6 高級氧化法
高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物,或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用於脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 濕式催化氧化法
濕式催化氧化法是20世紀80年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術,其原理是:在特定的溫度、壓力下,通過催化劑作用,經空氣氧化可使污水中的有機物和氨氮分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質,達到凈化的目的。
濕式催化氧化法技術優點是:氨氮負荷高,工藝流程簡單,氨氮去除率高,佔地面積少等。缺點是:在處理氨氮廢水中會使用大量催化劑,造成催化劑的流失和增加對設備的腐蝕,使氨氮廢水處理成本增大。
濕式催化氧化法從處理效果上來說適合高濃度氨氮廢水的處理,但這種方法對溫度、壓力、催化劑等條件要求非常嚴格,反應設備須抗酸抗鹼耐高壓,一次性投資巨大,而且處理水量較大時費用很高,經濟上不劃算,目前在國內還鮮有工程應用的實例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近發展起來的一種處理廢水的高級氧化技術,它可以使廢水中的有機物在特定氧化劑的作用下完全分解為簡單的無機物CO2和H2O,達到降解污染物的目的,處理方法簡單高效,沒有二次污染。但由於反應過程中需要的催化劑難以分離回收,使該方法在實際工程中一定程度上受到了限制。
1.7 電解法
電解法利用陽極氧化性可直接或間接地將NH+4氧化,具有較高的氨氮去除率,該方法操作簡便,自動化程度高,其缺點是耗電量大,因此並不適用於大規模含氨氮廢水的處理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低濃度的氨氮廢水(50mg/L)作為農作物的肥料來使用,該法既為污灌區農業提供了穩定的水源,又避免了水體富營養化,提高了水資源利用率。土壤灌溉法只適合處理低濃度氨氮廢水,當廢水中的氨氮濃度低於50mg/L左右時,廢水中的氨氮在土壤表層發生硝化作用,在土壤深度30cm左右達到峰值,隨後由於脫氮等作用,在100cm處減小到10mg/L左右,在400cm以下土壤中未測出NH+4,直接污染到地下水的可能性幾乎為零。
2、生物法
生物脫氨氮的原理:首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N),再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N),最後通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。
生物法的優點是:可去除多種含氮化合物,對氨氮可以徹底降解,總氨氮去除率可達95%以上,二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求,高濃度的氨氮對微生物活性有抑製作用,會降低生化系統對有機污染物的降解效率,從而導致出水難於達標排放。
因此,生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水,且沒有或少有毒害物質存在,主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。
3、方法比較
根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類:
(1)低濃度氨氮廢水:氨氮濃度小於50mg/L;
(2)中濃度氨氮廢水:氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;
(3)高濃度氨氮廢水:氨氮濃度大於500mg/L。

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