酸性廢水過濾中和及吹脫實驗報告

1. 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。

2. 污水處理中的中和池有什麼作用

很多時候，工廠排出廢水並不是中性的，有的是酸性、有的是鹼性。在勻質池中經過勻質後的廢水酸鹼性相對穩定在某一個平衡的范圍內，而要進行污水處理，還要進行酸鹼性中和。中和的方法有很多種，不同的方法針對不同的廢水處理，如果不進行中和處理，偏酸偏鹼性的污水會對設備造成腐蝕，也不利於下一步的污水凈化。

1·酸鹼污水相互中和，一般的化工污水由於多個生產線，多種產品生產方式，廢水的酸鹼性也有所不同，某些化工污水同時會排出酸性污水和鹼性污水，如此在污水未處理之前，先進行中和。但由於酸鹼性污水的排除數量比例和酸鹼度有所差異，因此這種酸鹼性污水相互中和的辦法也只是初級中和處理，一般很難做到直接中和成為中性污水。但是由於有前期的初步中和，卻也可以節約不少中和成本。
2·葯劑投放污水中和處理法：這種方法一般在酸鹼性污水處理之後進行。酸性污水投放鹼性葯劑；鹼性污水投放酸性葯劑。投放比例和數量要根據污水的酸鹼度、整體數量和成分進行計算，非常嚴格。常用的中和葯劑也要分類使用，酸性污水處理一般使用石灰、石灰石、白雲石、電石渣、蘇打、苛性鈉等。鹼性污水的中和劑通常採用硫酸、鹽酸、煙道氣體等。
3·酸性廢水過濾中和：此方法僅適用於酸性污水。由於鹼性中和劑大多是石灰石、白雲石等固體，因此可在污水通道中設置過濾屏障，在污水通過過程中進行中和，由於酸性污水的腐蝕性，可以再污水流動過程中進行中和，只要葯劑種類適合，無需計算投放數量，只要設計的中和劑屏障合理，在通過過程中就可以進行中和，最後得到中性污水。而鹼性污水由於中和劑是酸性的液體狀態，不可能做到過濾中和，因此此方法不適合鹼性污水的中和處理。
參考資料：http://www.nmgjlscl.com/Item/Show.asp?m=1&d=2840

3. 請問各位老師，實驗室廢水如何處理呀

新聞報道關於對高校、科研機構、檢測機構和企業中的檢驗研究部門中的化學實驗室廢水由於越來越多，不但給水資源造成極大的污染，同時也破壞了生態的平衡，所以廢水的處理問題成為了首要解決的問題，搜科儀器信息網提出了凈化處理實驗室廢水方案，希望有效的解決目前實驗室污水的問題。
1、收集並分析化學實驗室廢水的主要成分：首先要了解本次實驗內容和所用葯品類型，確定雜質離子的種類。觀察廢水中是否有固體物質，是無機化學沉澱物還是有機物，然後再用實驗室現有的下口玻璃瓶作為廢水收集的容器，出水口在下方，有膠皮管和止水閥，便於取水。
2、調整廢水的pH值：想要確定酸鹼中和需要用廢酸廢鹼(以廢治廢)的量和濃度，拿出准備好pH試紙或酸度計測定廢水的pH值，以防腐蝕設備。
3、用化學沉澱法來分離廢水中的可溶性離子：根據廢水的成分分批處理。Ca2+，Ag+，Ba2+，SO42-，Cl-等離子容易轉變為沉澱和氣體，而K+，Na+，NO3-等可溶鹽離子用此法難以除掉。
4、化學污泥的沉澱和過濾：通過化學沉澱得到的固體沉澱，先將反應後的混合液靜置一段時間後，沉澱就會沉降到容器的底部而使溶液分層。若使用離心機進行離心分離，幾分鍾內就能完成。再將分層後的上清液進行過濾，進一步除去沒有沉澱下來的固體。也可用真空抽濾器，幾分鍾內完成。
5、難沉澱的鈉離子、鉀離子、硝酸根等離子的電滲析：人造滲透膜(陰、陽離子交換膜)對要交換的離子具有選擇性和透過性，水分子也可以自由通過。這種電滲析法膜處理技術，在現代工業水質凈化中應用很普遍，但對於高中生則很陌生。它適合處理濃度較小的廢水，否則會堵塞膜孔，影響出水水質甚至降低膜的使用壽命。它的優點是佔地面積很小，處理的水量卻很大，適合化學實驗室使用。

4. 實驗室廢物，廢液處理辦法有哪些

廢液的處理 實驗室廢液可以分別收集進行處理，下面介紹幾種處理方法： 2.1、 無機酸類：將廢酸慢慢倒入過量的含碳酸鈉或氫氧化鈣的水溶液中或用 廢鹼互相中和，中和後用大量水沖洗。 2.2、 氫氧化鈉、氨水：用6mol/L鹽酸水溶液中和，用大量水沖洗。 含氰廢液：加入氫氧化鈉使pH值在10以上，加入過量的高錳酸鉀(3%)溶液，使CN- 氧化分解。如含量高，可加入過量的次氯酸鈣和氫氧化鈉溶液。 2.3、 普通簡單的廢液: 如石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等可直接倒入廢液桶 中，廢液桶盡量不要密封，不能裝太滿（3/4即可）。 2.4、 有特殊刺激性氣味的液體倒入另一個廢液桶內立即封蓋，統一處理。固體廢棄物的處理： 3.1、 沾附有有害物質的濾紙、包葯紙、棉紙、廢活性炭及塑料容器等東西， 不要丟入垃圾箱內，要分類收集。 3.2、 廢棄不用的葯品可交還倉庫保存或用合適的方法處理掉。 3.3、 廢棄玻璃物品單獨放入紙箱內；廢棄注射器針頭統一放入專用容器內， 注射管放入垃圾箱內。 3.4、乾燥劑和硅膠可用垃圾袋裝好後放入帶蓋得垃圾桶內；其他廢棄的固體葯品包裝好後集中放入紙箱內，放到液體廢液集中放置點由專業回收公司處理（劇毒，易爆危險品要先預處理）。