酸性废水过滤中和及吹脱实验报告

1. 工业废水如何有效去除氨氮超标

1 高浓度氨氮废水处理技术

高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L
的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升，呈现氨氮污染源多、排放量大，并且排放的浓度增大的特点〔2〕。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。

1.1 吹脱法

将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图 1。

图 2 生物脱氮的途径

用生物法处理含氨氮废水时，有机碳的相对浓度是考虑的主要因素，维持最佳碳氮比也是生物法成功的关键之一。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点，其缺点为占地面积大，处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。同时，在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外，高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用，因此当处理氨氮废水的初始质量浓度<300
mg/L 时，采用生物法效果较好。

J. Kim 等〔24〕采用小球藻处理美国俄亥俄州辛辛那提磨溪污水处理厂废水中的氨氮，实验结果表明，小球藻在经历24 h 的迟缓期后，在48 h 内氨氮去除率可达50%。

2.3.1 传统生物硝化反硝化技术

传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下，在硝酸盐和亚硝酸盐菌的作用下，氨氮可被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮；再通过缺氧条件，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气，从而达到脱氮的目的。

传统生物硝化反硝化法中，较成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR
序批式处理法、接触氧化法等。它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。但该法也存在一些弊端，如必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除，使运行费用增加；碳氮比较小时，需要进行消化液回流，增加了反应池容积和动力消耗；硝化细菌浓度低，系统投碱量大等。

杨小俊等〔25〕通过A/O 膜生物反应器处理某炼油厂气浮池出水中的氨氮，实验结果表明，当氨氮和COD 容积负荷分别在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/（m3·d）时，处理后水中氨氮质量浓度小于5 mg/L。

2.3.2 新型生物脱氮技术

（1）短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，阻止亚硝酸盐进一步氧化，然后直接在缺氧的条件下，以有机物或外加碳源作为电子供体，将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。

短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点：对于活性污泥法，可节省25%的供氧量，降低能耗；节省碳源，一定情况下可提高总氮的去除率；提高了反应速率，缩短了反应时间，减少反应器容积。但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密，每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌，而且各个因素之间也存在着相互影响的关系，这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段，对此现象的理论解释还不充分。

（2）同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时，即为同时硝化反硝化（SND）。废水中溶解氧受扩散速度限制，在微生物絮体或者生物膜的表面，溶解氧浓度较高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖，越深入絮体或膜内部，溶解氧浓度越低，形成缺氧区，反硝化细菌占优势，从而形成同时硝化反硝化过程。

邹联沛等〔26〕对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究，实验结果表明，当DO 为1mg/L，C/N=30，pH=7.2
时，COD、NH4+-N、TN 去除率分别为96%、95%、92%，并发现在一定的范围内，升高或降低反应器内DO 浓度后，TN 去除率都会下降。

同时硝化反硝化法节省反应器，缩短了反应时间，且能耗低、投资省。但目前对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验室阶段，其作用机理及动力学模型需做进一步的研究，其工业化运用尚难实现。

（3）厌氧氨氧化技术。厌氧氨氧化是指在缺氧或厌氧条件下，微生物以NH4+ 为电子受体，以NO2- 或NO3- 为电子供体进行的NH4+、NO2- 或NO3- 转化成N2的过程〔27〕。

何岩等〔28〕研究了SHARON
工艺与厌氧氨氧化工艺联用技术处理“中老龄”垃圾渗滤液的效果，实验结果表明，厌氧氨氧化反应器可在具有硝化活性的污泥中实现启动；
在进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度不超过250 mg/L 的条件下，氨氮和亚硝酸氮的去除率分别可达到80%和90%。目前，SHARON
与厌氧氨氧化联合工艺的研究仍处于实验室阶段，还需要进一步调整和优化工艺条件，以提高联合工艺去除实际高氨氮废水中的总氮的效能。

厌氧氨氧化技术可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗，免去反硝化反应的外源电子供体，可节省传统硝化反硝化过程中所需的中和试剂，产生的污泥量少。但目前为止，其反应机理、参与菌种和各项操作参数均不明确。

2.4 膜技术

2.4.1 反渗透技术

反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于半透膜对溶质的选择截留作用，将溶质与溶剂分离的技术，具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中，设备给予足够的压力，水通过选择性膜析出，可用作工业纯水，而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高，成为可以被再次处理和利用的浓缩液。在实际操作中，施加的反渗透压力与溶液的浓度成正比，随着氨氮浓度的升高，反渗透装置所需的能耗就越高，而效率却是在下降〔29〕。

徐永平等〔30〕以兖矿鲁南化肥厂碳酸钾生产车间含NH4Cl 的废水为研究对象，利用反渗透法对NH4Cl
废水的处理过程进行了研究，实验装置采用反渗透膜（NTR-70SWCS4）过滤机。结果表明，在用反渗透膜技术处理氨氮废水的过程中，氯化铵质量浓度适宜在60
g/L 以下，在该浓度条件下，设备脱氨氮效率较高，一般大于97%，各项技术指标合格，可以用于实际生产操作。

2.4.2 电渗析法

电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从电解质溶液中分离出来的过程。电渗析法可高效地分离废水中的氨氮，并且该方法前期投入小，能量和药剂消耗低，操作简单，水的利用率高，无二次污染副产物。

唐艳等〔31〕采用自制电渗析设备对进水电导率为2 920 μS/cm，氨氮质量浓度为534.59 mg/L
的氨氮废水进行处理，通过实验得到在电渗析电压为55 V，进水流量为24 L/h
这一最佳工艺参数条件下，可对实验用水有效脱氮的结论，出水氨氮质量浓度为13 mg/L。

3 不同浓度工业含氨氮废水的处理方法比较

不同氨氮废水处理方法优缺点比较见表 4。

通过对以上几种不同方法的论述，可以看出目前针对工业废水中高浓度氨氮的处理方法主要使用物理化学方法做预处理，再选择其他方法进行后续处理，虽能取得较好的处理效果，但仍存在结垢、二次污染的问题。对低浓度的氨氮废水较常用的方法为化学法和传统生物法，其中化学法的一些处理技术还不成熟，未在实际生产中应用，因此还无法满足工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求；
生物法能较好地解决二次污染问题，且能达到工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求，但目前对微生物的选种和驯化还不完全成熟。

2. 污水处理中的中和池有什么作用

很多时候，工厂排出废水并不是中性的，有的是酸性、有的是碱性。在匀质池中经过匀质后的废水酸碱性相对稳定在某一个平衡的范围内，而要进行污水处理，还要进行酸碱性中和。中和的方法有很多种，不同的方法针对不同的废水处理，如果不进行中和处理，偏酸偏碱性的污水会对设备造成腐蚀，也不利于下一步的污水净化。

1·酸碱污水相互中和，一般的化工污水由于多个生产线，多种产品生产方式，废水的酸碱性也有所不同，某些化工污水同时会排出酸性污水和碱性污水，如此在污水未处理之前，先进行中和。但由于酸碱性污水的排除数量比例和酸碱度有所差异，因此这种酸碱性污水相互中和的办法也只是初级中和处理，一般很难做到直接中和成为中性污水。但是由于有前期的初步中和，却也可以节约不少中和成本。
2·药剂投放污水中和处理法：这种方法一般在酸碱性污水处理之后进行。酸性污水投放碱性药剂；碱性污水投放酸性药剂。投放比例和数量要根据污水的酸碱度、整体数量和成分进行计算，非常严格。常用的中和药剂也要分类使用，酸性污水处理一般使用石灰、石灰石、白云石、电石渣、苏打、苛性钠等。碱性污水的中和剂通常采用硫酸、盐酸、烟道气体等。
3·酸性废水过滤中和：此方法仅适用于酸性污水。由于碱性中和剂大多是石灰石、白云石等固体，因此可在污水通道中设置过滤屏障，在污水通过过程中进行中和，由于酸性污水的腐蚀性，可以再污水流动过程中进行中和，只要药剂种类适合，无需计算投放数量，只要设计的中和剂屏障合理，在通过过程中就可以进行中和，最后得到中性污水。而碱性污水由于中和剂是酸性的液体状态，不可能做到过滤中和，因此此方法不适合碱性污水的中和处理。
参考资料：http://www.nmgjlscl.com/Item/Show.asp?m=1&d=2840

3. 请问各位老师，实验室废水如何处理呀

新闻报道关于对高校、科研机构、检测机构和企业中的检验研究部门中的化学实验室废水由于越来越多，不但给水资源造成极大的污染，同时也破坏了生态的平衡，所以废水的处理问题成为了首要解决的问题，搜科仪器信息网提出了净化处理实验室废水方案，希望有效的解决目前实验室污水的问题。
1、收集并分析化学实验室废水的主要成分：首先要了解本次实验内容和所用药品类型，确定杂质离子的种类。观察废水中是否有固体物质，是无机化学沉淀物还是有机物，然后再用实验室现有的下口玻璃瓶作为废水收集的容器，出水口在下方，有胶皮管和止水阀，便于取水。
2、调整废水的pH值：想要确定酸碱中和需要用废酸废碱(以废治废)的量和浓度，拿出准备好pH试纸或酸度计测定废水的pH值，以防腐蚀设备。
3、用化学沉淀法来分离废水中的可溶性离子：根据废水的成分分批处理。Ca2+，Ag+，Ba2+，SO42-，Cl-等离子容易转变为沉淀和气体，而K+，Na+，NO3-等可溶盐离子用此法难以除掉。
4、化学污泥的沉淀和过滤：通过化学沉淀得到的固体沉淀，先将反应后的混合液静置一段时间后，沉淀就会沉降到容器的底部而使溶液分层。若使用离心机进行离心分离，几分钟内就能完成。再将分层后的上清液进行过滤，进一步除去没有沉淀下来的固体。也可用真空抽滤器，几分钟内完成。
5、难沉淀的钠离子、钾离子、硝酸根等离子的电渗析：人造渗透膜(阴、阳离子交换膜)对要交换的离子具有选择性和透过性，水分子也可以自由通过。这种电渗析法膜处理技术，在现代工业水质净化中应用很普遍，但对于高中生则很陌生。它适合处理浓度较小的废水，否则会堵塞膜孔，影响出水水质甚至降低膜的使用寿命。它的优点是占地面积很小，处理的水量却很大，适合化学实验室使用。

4. 实验室废物，废液处理办法有哪些

废液的处理 实验室废液可以分别收集进行处理，下面介绍几种处理方法： 2.1、 无机酸类：将废酸慢慢倒入过量的含碳酸钠或氢氧化钙的水溶液中或用 废碱互相中和，中和后用大量水冲洗。 2.2、 氢氧化钠、氨水：用6mol/L盐酸水溶液中和，用大量水冲洗。 含氰废液：加入氢氧化钠使pH值在10以上，加入过量的高锰酸钾(3%)溶液，使CN- 氧化分解。如含量高，可加入过量的次氯酸钙和氢氧化钠溶液。 2.3、 普通简单的废液: 如石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等可直接倒入废液桶 中，废液桶尽量不要密封，不能装太满（3/4即可）。 2.4、 有特殊刺激性气味的液体倒入另一个废液桶内立即封盖，统一处理。固体废弃物的处理： 3.1、 沾附有有害物质的滤纸、包药纸、棉纸、废活性炭及塑料容器等东西， 不要丢入垃圾箱内，要分类收集。 3.2、 废弃不用的药品可交还仓库保存或用合适的方法处理掉。 3.3、 废弃玻璃物品单独放入纸箱内；废弃注射器针头统一放入专用容器内， 注射管放入垃圾箱内。 3.4、干燥剂和硅胶可用垃圾袋装好后放入带盖得垃圾桶内；其他废弃的固体药品包装好后集中放入纸箱内，放到液体废液集中放置点由专业回收公司处理（剧毒，易爆危险品要先预处理）。