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光催化氧化处理废水的缺点

发布时间:2023-02-24 10:09:21

1. 光催化分解水获得氢能的缺点

欠缺点是效率低。
由于光生电子和空穴的复合及产物氢氧的逆反应,使得纯水体系的光分解水制氢效率很低。
。氢能作为一种洁净的新能源,是煤、石油等传统能源最为理想的替代物。

2. 印染废水的处理方法有哪些

如果是方法的话就很多了,我之前开题报告有写过。。。
印染废水先经过格栅、筛网、沉砂、调节水量及水质、降温等预处理,以除去悬浮物和可直接沉降的杂质,改善废水水质,确保后期处理的进行。预处理只是把废水中的悬浮物和浮石渣除去,要达到排放或回用标准,还需要经过一系列的深度处理,进而除去印染废水中的有机物、色素及其他杂质。深度处理的方法主要有:物理化学法、化学法和生物法。
物理法
吸附法
吸附法在印染废水处理中应用较多。这种方法是将废水通过由活性炭、硅藻土、粉煤灰等吸附剂组成的滤床,废水中的污染物质被吸附在多孔物质表面上或被过滤除去,从而达到净化水质的目的。吸附法适合于低浓度印染废水以及印染废水的深度处理。
超声波
超声波技术是指频率在15 kHz 以上的声波,在溶液中以一种球面波的形式传递,产生声空化现象,激化液体中微小泡核,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程,引发相应的物理、化学变化,从而使废水中浊度、COD、苯胺含量等随之下降,进而起到降低废水中有机物浓度的作用。然而单独使用超声处理废水,受到处理量小、效率低、设备成本高等因素的限制,难以实现工业化生产。
生物法
(1) 活性污泥法
活性污泥法用于印染废水的处理已经有相当长的时间。由于印染废水中很多染料和染色助剂很难生物降解,因此采用单一的活性污泥法处理印染废水,其对色度的去除率很低。
(2) 生物炭法
生物炭法是一种新型的水处理工艺,它将生物降解和活性炭吸附相结合,同时发挥了生物法处理效率高,运行费用低及活性炭处理程度高的特点,具有广阔的应用前景。
化学法
(1) 混凝法
混凝法由于工艺流程简单,操作管理方便,设备投资少,占地面积小,对印染废水中的不溶性染料和大分子有机物有很好的去除效果,而成为印染废水的常用处理方法之一。但混凝法对可溶性染料的去除效果差,同种絮凝剂对不同的印染废水会有不同的处理效果,运行费用较高,泥渣量多且脱水困难,会造成二级污染,制约了混凝法被进一步广泛地应用于印染废水的处理。
(2)臭氧 氧化法
臭氧用于印染废水处理有很好的脱色作用,因为染料显色是由其发色基团引起,臭氧由于具有很强的氧化性,可将这些基团氧化分解,使其失去显色能力。臭氧氧化的主要优点是臭氧发生器简单紧凑、占地少、容易实现自动化控制。主要缺点是处理成本高,不适合大流量废水的处理,因而不适合大规模推广使用。
(3)光催化氧化:在印染废水的处理中,光催化氧化法也是广泛研究的热点。目前常用的催化剂主要有TiO2、H2O2、O3 等,在太阳光或紫外光的照射下,促使催化剂的能级发生跃迁,产生活性很强的自由基,与废水中的有机污染物发生氧化还原反应而达到去除污染物的目的。
电化学氧化:电化学氧化用于印染废水的处理,有很好的脱色效果。但由于电化学反应过程耗电量大,因此,该工艺运行成本较高[
你参考下吧,我在文库传了些资料你可以参考看看
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3. UV光氧催化的优缺点

UV光催化设备的优势:
一、除恶臭:能去除挥发性有机物(VOC)、苯、甲苯、二甲苯的分子、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物,
以及各种恶臭味,净化、脱臭效率可达99%以上,净化、脱臭效果大大超过1993年颁布的恶臭污染物排放标准(GB14554-93)。
二、无需添加任何物质:只需要设置相应的排风管道和排风动力,使工业废气通过本设备进行分解净化,无需添加任何物质参与化学反应。,
三、适应性强:可适应高浓度,大气量,不同工业 废气 物质的净化处理,可每天24小时连续工作,运行稳定可靠。
四、运行成本低:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查,
本设备能耗低,(每处理1000立方米/小时,仅耗电约0.2度电能),设备风阻极低。
UV光催化设备工作原理:
1、利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射来裂解排放的废气废气,能有效的处理:硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯,
硫化物H2S、VOC类,等废气的分子链结构,使有机或无机高分子废气化合物分子链,在高能紫外线光束照射下,
降解转变成低分子化合物,如CO2、H2O等,从而达到有效的治理,从而实现达标排放。

4. 光催化技术应用于空气净化方面存在哪些弊端

光催化技术应用于空气净化方面所表现出的弊端主要体现在以下几个方面:
1、光催化对污染物的去除效率较低。
2、光催化剂一般需要紫外光照射,在夜间无光照或室内光照不足时,会使部分有害气体分解不彻底。
3、污染物在光催化剂表面的的停留时间过短,导致不能被光催化氧化彻底降解,会产生中间产物,有些中间产物对人体健康带来的危害可能大于目标污染物。
4、目前大多数光催化降解实验及反应器设计都只考虑在低风量条件下(<10 L/h),而室内空气净化器一般设计较高的风量(>100 m3/h) 以确保洁净空气量(CADR)值能满足相关标准的要求,这势必会减少污染物在光催化剂表面的停留时间,降低光催化效率。

5. 污水处理实用的高级氧化技术是什么呢

实用的高级氧化技术目前运用比较好的有两种:

  1. 臭氧氧化,利用臭氧的强氧化作用分解污染物

  2. 芬顿氧化,利用二价铁离子和双氧水的复合作用处理污染物

6. 城市污水处理常用方法有哪些他们有哪些优缺点

城市污水治理的几种常用方法
活性污泥处理法
目前在城市生活污水中应用最多的就是所谓的活性污泥法,它有处理能力强,处理后水质好等优势。其大致组成包括由曝气池,沉淀池,污泥排放以及回流等系统。待处理的污水和活性污泥回流共同进入曝气池然后混合,然后在其中与空气接触使得含氧量增加,发生代谢反应。经过充分搅拌的混合液变为悬浮状态,所以其中的有机污染物和氧气能够与微生物接触发生反应。接下来进入的是沉淀池,原来的悬浮固体会在其中沉降而被隔离,所以从沉淀池流出的已经为净化水。沉淀池里的污泥一般都会回流,从而保证曝气池中的悬浮固体和微生物有一定的浓度。在曝气池里的反应会使微生物增殖,所以过多的微生物要排出沉淀池以维持整个系统的稳定性。除需要能够氧化和分解有机物外,活性污泥还必须有一定凝聚和沉降能力,以便可以使其从混合液中分离,进而在出口得到纯净的水。活性污泥法的缺点在于其基础建设的成本过高,不易实施。
生物膜处理法
所谓生物膜法,就是通过在一些固体物表面附着的微生物对污水中的有机污染物加以处理的方法。它和活性污泥处理方法发展时间基本一致。所谓的“生物膜”即是附着在固体表面的微生物形象叫法,一般是由非常密集的好氧菌,厌氧菌,原生动物和藻类等结合一起形成的生态系统。生物膜所附着的固体介质叫做载体或滤料,由此向外生物膜可以分成厌气层,好气层,附着以及运动水层。整个方法的基本运作过程为,先由生物膜吸附水层中的有机物,然后由好氧菌进行分解,再由厌氧菌进行厌气分解,运动水层通过流动不断更新生物膜,由此反复实现对污水的净化作用。
一般适用生物膜法的场合为中小规模城市废水的处理,所用的处理结构是生物滤池或生物转盘,在我国的南方一般使用生物滤池。由于材料和技术的不断革新,生物膜法技术近年来进步很大。因为生物膜法中微生物一般固定在填料上,所以构成的生态系统比较稳定,微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多,其剩余的污泥也更少。生物膜法所拥有的高效率高,高耐冲击性、产泥量低以及运管便利性等优势使其在各种处理方法中竞争力极大。生物膜法的劣势在于成本较高且单位处理效率低。所以进一步降低成本,提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。
氧化处理法
氧化处理法是当今被广泛使用的一种城市污水预处理方法,有较大的潜力。可根据其中氧化剂的种类和反应器类型对其分类为化学氧化法,催化氧化法以及光催化氧化法等。其中,化学氧化法的操作比较简单,但效果不够明显且运行成本较高,所以实际工作中应用不多。为实现处理效果的提高,降低成本的目标,目前找到了一些其他氧化技术。
在这些新方法中的其中一种就是光催化法。它的特点是所需设备简单,条件温和,氧化能力高并且处理效果彻底。在污水处理中受到广泛欢迎。
光催化反应就是通过光的作用发生的化学反应。反应过程中分子由于吸收特定波长的光波而转变为分子激发态,进而发生化学反应形成新物质,或者变成中间化学产物以促进热反应的进行。光化学反应所需的活化能来自于光,把太阳能的中的光能进行光电转化和光化学转化加以利用是目前非常热门的研究领域。
光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Feton 体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。
所谓光化学反应,就是只有在光的作用下才能进行的化学反应。该反应中分子吸收光能被激发到高能态,然后电子激发态分子进行化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量。在太阳能利用中,光电转换以及光化学转换一直是光化学研究十分活跃的领域。80 年代初,开始研究光化学应用于环境保护,其中光化学降解治理污染尤受重视,包括无催化剂和有催化剂的光化学降解。前者多采用臭氧和过氧化氢等作为氧化剂,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又称光催化降解,一般可分为均相、多相两种类型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2为介质,通过光助-芬顿(photo-Fenton)反应使污染物得到降解,此类反应能直接利用可见光;多相光催化降解就是在污染体系中投加一定量的光敏半导体材料,同时结合一定能量的光辐射,使光敏半导体在光的照射下激发产生电子空穴对,吸附在半导体上的溶解氧、水分子等与电子-空穴作用,产生·OH 等氧化性极强的自由基,再通过与污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等使污染物全部或接近全部矿质化,最终生成CO2、H2O 及其它离子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。与无催化剂的光化学降解相比,光催化降解在环境污染治理中的应用研究更为活跃。
氧化处理法目前由于低成本以及高效率的优势特点处理方式已经得到了广泛的关注。另外它在对污水进行深度处理和不易进行生物降解的有机废水处理等场合都有不错的前景,成为了国内外一项活跃的研究课题,很多人认为氧化法将在21 世纪成为废水处理的一项重要方法。

7. 光催化氧化能降解所有废水中的有机物吗

可以的,但是要有充分的光照时间和反应时间,控制好水的流量和流速

8. 污水生物处理各方式优缺点对比

污水处理工艺方案技术比较表

氧化沟 生物接触氧化法 A/O法

技术适用性 国内外使用情况,水量、水质的适应程度 运行管理复杂, 国外采用较多,适应中、小规模污水处理厂,对水质水量的变化适应能力较差 运行管理简单,国内外采用较多,对水质水量变化适应性强,适用于工业废水处理与深度处理 运行管理复杂,国内外采用较多,对水质水量的变化适应能力较差,适应大中小规模污水厂
二 水质目标
出水水质 满足污水排放标准的保证率 出水水质好,对于工业废水处理运行缺乏经验,且运行复杂,工程实例少 适用于处理难生化降解的低浓工业废水,出水水质好 适合一般城市污水,出水水质好,能高效脱氮,污泥产量小且稳定。污泥无需消化
对外界条件的适应性 气温、水温、营养、水量变化等对出水水质的影响 出水水质稳定,对外界条件变化适应性较强 出水水质稳定,对外界条件变化适应性好 出水水质稳定,对外界条件变化适应性强
三 工程实施
分步实施 分步实施的可能 可分组实施 可分组实施 可分组实施
施工难易 施工的难易程度 容易 容易 容易
占地面积 处理万吨水量占地 ≤8亩 ≤8亩 ≥12亩
四 环境影响
对周围环境的影响 指噪声及臭味等 噪音及臭味低 噪音及臭味低 噪音及臭味低
污泥的影响 污泥的产量及稳定性 污泥量小,污泥稳定性好 污泥量小,污泥稳定性好 污泥量略多,污泥稳定性好
五 运行管理
运转操作 指运行和操作的方便程度 运行复杂,需根据水质调整,对员工技术要求高。 简单 简单
维护管理 设备维修难易及工作量 设备多,系统复杂,维修量大 设备较少,维修要求相对低 设备较少,维修要求相对低

9. 氨氮高了,高氨氮废水有哪些处理方法

随着我国经济的高速发展,产生了大量高浓度氨氮废水。氨氮废水的大量排放,导致水体中氨氮大量富集,引起水体的富营养化与恶化,对水环境造成巨大危害,不仅严重影响了人们的正常生活,甚至危害了人们的身体健康,社会影响巨大。因此,国家在氨氮废水的排放要求方面也制定了越来越严格的法规与排放标准。目前,除了合成氨、肉类加工、钢铁等12个行业执行相应的国家行业标准(通常一级标准为25mg/L)外,其他均需遵守国家标准GB8978-1996«污水综合排放标准»。该标准明确1998年后新建单位氨氮最高允许排放浓度为15mg/L。
氨氮废水的处理方法和工艺有很多种,主要有物化法和生物法。物化法包括吹脱法、离子交换法、折点氯化法、化学沉淀法、膜分离法、高级氧化法、电解法、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、厌氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化沟等。
1、物化法
1.1 吹脱法
在废水中氨氮多以铵离子(NH+4)和游离氨(NH3)的状态存在,两者保持平衡,平衡关系为:NH3+H2O→NH+4+OH-。这个平衡受pH值影响。当废水pH值升高时,OH-离子增多,该平衡反应向左移动,有利于NH+4生成游离态的NH3,从而使得游离氨所占比例增大,游离氨易于从水中逸出。当废水的pH值升高到11左右时,废水中的氨氮几乎全部以NH3的形式存在,再加上曝气吹脱的物理作用,则可促使NH3更容易从水中逸出,向大气转移。此外,该反应为放热反应,温度升高,反应方程向左移动,也有利于NH3从水中逸出。依据此原理,可以采用吹脱法来去除废水中氨氮,吹脱法一般分为空气吹脱法、水蒸汽吹脱法(汽提法)和超重力吹脱法。
1.1.1 空气吹脱法
空气吹脱法去除氨氮的原理是:在碱性条件下,通过外力将空气鼓入需要脱氨处理的废水中,同时在废水中使鼓入的空气和废水充分接触,废水中溶解的游离态氨将穿过废水界面,向外界空气转移,从而达到去除氨氮的目的。
目前,空气吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多,吹脱速率高,处理费用相对较低,但随着氨氮浓度的降低,特别是当氨氮质量浓度低于1g/L以下时,吹脱速率显著降低。气液比、pH值、气体流速、温度、初始浓度等是影响吹脱法处理效果的主要因素。
现有吹脱装置主要有吹脱池和吹脱塔,由于前者效率低,易受外界环境影响,因此多采用吹脱塔装置。通常采用逆流操作,塔内装有一定高度的填料以增加气—液传质面积,从而有利于氨气从废水中解吸。常用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。
空气吹脱法的优点是:具有稳定的氨氮去除率,工艺操作简单,氨氮容积负荷大等。缺点是:吹脱过程中易使填料层结垢,使废水流通不畅,从而影响设备的正常运行;同时,吹脱工艺需要调节废水pH值,需投加大量碱,从而使废水处理成本增高;另外,经空气吹脱处理后,废水中还含有少量氨氮,处理后的废水时常不能达到国家排放标准。因此,吹脱法通常与其他方法联合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脱法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是:大量蒸汽与废水接触,将废水中游离氨蒸馏出来,以达到去除氨氮的目的。当向废水中通入水蒸汽时,两液相在填料表面上逆流接触进行热和物质交换,当水溶液的蒸汽压超过外界的压力时,废水就开始沸腾,氨就加速转为气相。此外,气泡表面之间形成自由表面,废水中的氨不断向气泡内蒸发扩散,当气泡上升到液面上破裂释放出其中的氨,大量的气泡扩大了蒸发表面,强化了传质过程,通入的蒸汽升高了废水的温度,从而也提高了一定pH值时被吹脱的分子氨的比率。
汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水,操作条件与空气吹脱法类似,氨氮去除率高,但汽提法工艺处理成本高,操作条件难控制,消耗动力高等。
1.1.3 超重力吹脱法
空气吹脱法和水蒸汽吹脱法一般采用填料塔作为吹脱设备,而超重力吹脱法是利用超重力设备———超重机取代传统的填料塔作为吹脱设备,以空气为气提剂,将水中的游离氨解吸到气相中的氨氮废水治理方法。
氨氮废水加碱调节pH值为10~11后进入超重机处理。废水经超重机分布器均匀喷洒在填料内缘,在超重力作用下,液体被填料粉碎成液滴,沿填料径向甩出,经筒壁汇集后从超重机底部流出。同时,空气经超重机进气口进入超重机壳体,在一定风压下,由超重机转子外腔沿径向进入内腔。在填料层内,气液两相在大的气液接触面积的情况下完成气液接触,将水中的游离氨吹出。气体送至除雾器,将夹带的少量液体分离后,至吸收装置,脱氨后排空。利用超重机的水力学特性与传递特性,可获得良好的吹脱效果并减少设备投资与运行费用。
与工业上传统仅使用塔设备的吹脱法相比,超重力法吹脱法具有以下几点优势:
(1)设备体积质量小,设备及基建费用少,过程放大容易,启动、停车迅速,运行更稳定;
(2)摆脱了重力场的影响,对物料粘度适应性广,操作弹性大;
(3)气相动力消耗小,物料停留时间短,传质系数大;
(4)去除氨氮效率高,有利于气相中氨的回收利用:
(5)能够增加水中的溶解氧,为可能的后续生化处理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脱氨氮技术的大规模工业应用较少,主要是因为该技术不够成熟。特别是大型的结构,仍需要根据具体的物系进行合理设计和试验。
1.2 离子交换法
离子交换法是一种特殊的吸附过程即交换吸附。其主要机理是:利用离子间的浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和力作为推动力达到吸附特定离子的目的。吸附过程是可逆的,吸附饱和的交换剂通过添加特定的解吸液可对交换剂上吸附的离子进行解吸,从而实现交换剂的循环使用。常见的交换剂有沸石等天然交换剂和人工合成的离子交换树脂两大类,而后者还可根据树脂上功能团的不同分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
天然沸石(主要是斜发沸石)对NH+4具有强的选择吸附能力,并且天然沸石的价格低于人工合成的离子交换树脂。因此,工程上常用沸石对NH+4的强选择性,将NH+4截留于沸石表面,从而去除废水中的氨氮。pH值=4~8是沸石离子交换的最佳范围。当pH值<4时,H+与NH+4发生竞争;pH值>8时,NH+4变为NH3,从而失去离子交换性能。但是沸石交换容量容易饱和,吸附容量低,更换频繁,饱和后的沸石需再生才能再次使用。
离子交换树脂主要是利用特定阳离子交换树脂与水中的NH+4进行交换,交换后的树脂再通过解吸而还原。与沸石相比,强酸型阳离子交换树脂吸附容量大,处理效果稳定,但目前对强酸型阳离子交换树脂的研究多处于实验室阶段。
离子交换法的优点是去除率高,适用于处理中低浓度的氨氮废水。处理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。但对于高浓度的氨氮废水,会造成短时间交换剂饱和,从而再生频繁,使处理成本增大,且再生液仍为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。在实际工程应用中,离子交换法常结合其它污水处理工艺来处理高浓度氨氮废水,先用其它方法作预处理,使经预处理后的废水浓度在100mg/L左右,然后再用离子交换法处理剩余氨氮废水。
1.3 折点氯化法
折点氯化法是将氯气通入氨氮废水中达到某一点,在该点时水中游离氯含量最低,而氨氮的浓度降为零。当通入的氯气量超过该点时,水中的游离氯就会增多,该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化,折点氯化法的原理就是氯气与氨反应生成了无害的氮气。加氯量对反应有很大影响,当氯的投加量与氨的摩尔比为1∶1时,化合余氯增加,主要为氯氨。当该比例为1.5∶1时余氯下降至最低点即“折点”,反应方程式为:NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影响因素,pH值高时产生NO-3,低时产生NCl3。为了保证完全反应,通常pH值控制在6~8,一般加9mg~10mg的氯气可氧化1mg氨氮。
折点加氯法的优点是氨氮去除率高(可达90%~100%),不受水温影响,处理效果稳定,反应迅速完全,设备投资少,并有消毒作用。缺点是由于在处理氨氮废水中要调节pH值,处理成本较高。同时液氯使用安全要求高且贮存时要求的环境条件高。另外,折点加氯法处理氨氮废水后会产生副产物氯代有机物和氯胺,会给环境带来二次污染。因此,折点氯化法多用于较低浓度氨氮废水,适用于废水的深度处理,工业上一般用于给水处理,对于大水量高浓度氨氮废水不适合。
1.4 化学沉淀法
化学沉淀法去除废水中氨氮的原理是:向氨氮废水中投加磷酸盐和镁盐,使废水中的氨氮与磷酸盐和镁盐生成一种难溶性的磷酸氨镁沉淀(MgNH4PO4•6H2O),从而达到去除废水中氨氮的目的。
磷酸铵镁(MAP)又称鸟粪石,可溶于热水和稀酸,不溶于醇类、磷酸氨以及磷酸钠的水溶液,遇碱易分解、在空气中不稳定,升温至100℃时便会失水变为无机盐,继续加热至融化(约600℃)则会分解成焦磷酸镁。MAP可以用作饲料和肥料的添加剂,是一种很好的长效复合肥;也可用于涂料生产、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂制造和医药行业。因此,磷酸铵镁脱氮除磷技术既可以去除废水中的氨氮,又可回收较有经济价值的MAP,达到变废为宝的目的。
化学沉淀法的优点是工艺简单、效率高,经处理后产生的沉淀物MAP经进一步加工处理后,能成为性能优良的农家复合肥料。缺点是处理成本高。在处理氨氮废水过程中需加入大量价格昂贵的混凝剂。此外,去除1gNH+4-N可产生8.35gNaCl,由此带来的高盐度将会影响后续生物处理的微生物活性。因此,该方法一直停留在实验室规模未在工程上运用,较少用于实际氨氮废水处理。
1.5 膜分离法
膜分离法包括反渗透法、液膜法、电渗析法等。
1.5.1 反渗透法
反渗透就是借助外界的压力使膜内部的压力大于膜外的压力,使小于膜孔径的分子(水)透过,大于膜孔径的分子截留在膜内,这种作用现象称作反渗透。其作用机理关键在于半透膜的选择透过性,半透膜上有好多细小的微孔,像水分子这样的小分子可以自由的透过,而大于半透膜上微孔的NH+4则不能通过。当溶液进入膜系统后,在外加压力的作用下半透膜就会选择性的让某些小分子物质透过,大分子物质NH+4则会留在半透膜内侧通过管道另外的出口排出。
反渗透装置处理废水需要对原水进行预处理,不然会损坏装置内的膜件,并且该装置需要高质量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又称气态膜法,目前已应用于水溶液中挥发性物质的脱除、回收富集和纯化,如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的机理是:采用疏水性中空纤维微孔膜,膜一侧是待处理的氨氮废水,另一侧是酸性吸收液,疏水的微孔结构在两液相间提供一层很薄的气膜结构。废水中NH3在废水侧通过浓度边界层扩散至疏水微孔膜表面,随后在膜两侧NH3分压差的推动下,NH3在废水和微孔膜界面处气化进入膜孔,然后扩散进入吸收液发生快速不可逆反应,从而达到脱除氨氮的目的。
液膜法具有比表面积大,传质推动力高,操作弹性大,氨氮脱除率高,无二次污染等优势,适合处理含盐量较高、油性污染物含量低的高氨氮废水。氨氮或含盐量较高时,能有效抑制水的渗透蒸馏通量,减弱对吸收液的稀释作用;但当废水中含有油性污染物时,会造成膜的污染,使膜的传质系数不能得到完全恢复。由于废水的复杂性、膜材料的研发更新换代、可逆吸收剂的研发以及后续副产品的生产应用等多种原因,气态膜法脱氨工业化进程很慢,国内生产应用实例较少。不过对于高盐高浓度氨氮废水,气态膜处理成本较低,其应用前景广阔。
1.5.3 电渗析法
电渗析法的原理是:当进水通过多组阴阳离子渗透膜时,NH+4在施加的电压影响下,透过膜到达膜另一侧浓水中并集聚,从而从进水中分离出来,实现溶液的淡化、浓缩、精制和提纯。国内外专家在电渗析法处理氨氮废水方面作了大量研究,并取得了一定成绩。但由于高选择性的防污膜仍在发展中,且对废水预处理的要求很高,电渗析法用于工业尚需时日。
1.6 高级氧化法
高级氧化法是通过化学、物理化学方法将废水中污染物直接氧化成无机物,或将其转化为低毒、易降解的中间产物。应用于脱除废水中氨氮的高级氧化法主要有湿式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 湿式催化氧化法
湿式催化氧化法是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术,其原理是:在特定的温度、压力下,通过催化剂作用,经空气氧化可使污水中的有机物和氨氮分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。
湿式催化氧化法技术优点是:氨氮负荷高,工艺流程简单,氨氮去除率高,占地面积少等。缺点是:在处理氨氮废水中会使用大量催化剂,造成催化剂的流失和增加对设备的腐蚀,使氨氮废水处理成本增大。
湿式催化氧化法从处理效果上来说适合高浓度氨氮废水的处理,但这种方法对温度、压力、催化剂等条件要求非常严格,反应设备须抗酸抗碱耐高压,一次性投资巨大,而且处理水量较大时费用很高,经济上不划算,目前在国内还鲜有工程应用的实例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近发展起来的一种处理废水的高级氧化技术,它可以使废水中的有机物在特定氧化剂的作用下完全分解为简单的无机物CO2和H2O,达到降解污染物的目的,处理方法简单高效,没有二次污染。但由于反应过程中需要的催化剂难以分离回收,使该方法在实际工程中一定程度上受到了限制。
1.7 电解法
电解法利用阳极氧化性可直接或间接地将NH+4氧化,具有较高的氨氮去除率,该方法操作简便,自动化程度高,其缺点是耗电量大,因此并不适用于大规模含氨氮废水的处理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低浓度的氨氮废水(50mg/L)作为农作物的肥料来使用,该法既为污灌区农业提供了稳定的水源,又避免了水体富营养化,提高了水资源利用率。土壤灌溉法只适合处理低浓度氨氮废水,当废水中的氨氮浓度低于50mg/L左右时,废水中的氨氮在土壤表层发生硝化作用,在土壤深度30cm左右达到峰值,随后由于脱氮等作用,在100cm处减小到10mg/L左右,在400cm以下土壤中未测出NH+4,直接污染到地下水的可能性几乎为零。
2、生物法
生物脱氨氮的原理:首先通过硝化作用将氨氮氧化成亚硝酸氮(NO-2-N),再通过硝化作用将亚硝酸氮进一步氧化为硝酸氮(NO3-N),最后通过反硝化作用将硝酸氮还原成氮气(N2)从水中逸出。
生物法的优点是:可去除多种含氮化合物,对氨氮可以彻底降解,总氨氮去除率可达95%以上,二次污染小且运行费用低。然而生物法对水质有严格的要求,高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用,会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致出水难于达标排放。
因此,生物法主要用来处理低浓度的氨氮废水,且没有或少有毒害物质存在,主要在处理生活污水以及垃圾渗滤液等方面应用较广泛。常见的氨氮废水生物处理工艺有传统硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化沟和SBR。
3、方法比较
根据废水中氨氮浓度不同可将废水分为三类:
(1)低浓度氨氮废水:氨氮浓度小于50mg/L;
(2)中浓度氨氮废水:氨氮浓度为50mg/L~500mg/L;
(3)高浓度氨氮废水:氨氮浓度大于500mg/L。

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