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            折點加氯法脫氨氮后余氯的脫除

            來源:http://www.madelainejordan.com/ 作者:余氯檢測儀 時間:2019-01-08

              摘要:隨著人們生活質量的不斷提升,用水質量保障日漸成為了人們關注的焦點。水處理工作中,消毒作為保障水質的重要環節,在濾除水雜質,清除水污染等過程中起到了不可或缺的作用。當下我國水處理采用的加氯法在提高水質的同時,也在很大程度上控制了水體中傳染病的蔓延。本文以加氯法實驗為基礎,通過分析水處理過程中的氯投加量和處理后的余氯停留時間,對水處理中的余氯脫除方法進行探究,并基于折點加氯法脫氨氮技術,對水體余氯脫除的實際處理手段進行探究。

              關鍵詞:折點加氯法;水處理;脫氨氮;余氯處理

            便攜式余氯檢測分析儀
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              1.折點加氯法脫氨氮研究背景

              我國作為煤礦儲備大國,煤礦的開采與利用十分普及。而在煤礦開發過程中,煤制焦炭以及焦化產品的回收等過程都會產生一定量的廢水,由于廢水中的部分冷凝水是在煤炭焦化過程中產生的,所以煤炭工業中的廢水多含有大量的氰化物、高濃度的酚以及多類型的氨氮有機物。煤炭工業廢水的產生,對我國居民用水安全構成了一定威脅。污水直接對外排放,使得污水中的氨氮有機物直接污染了河流與水庫,進而污染人們的生活用水,此外煤礦工業廢水在污水處理過程中也難以實現對其中氨氮化合物的有效清除,這也對污水處理工作的開展造成了阻礙。隨著我國對用水及其安全處理工作的大量開展,水處理過程中的氨氮處理技術也得到了一定程度的提高,清華大學,同濟大學等多所大學開設了A/O法實驗研究課程,鞍山耐火設計研究院也對內循環法的廢水處理進行了深入研究,在社會各領域對含氨氮廢水處理的研究與總結中,折點加氯脫氨氮法與活性炭技術余氯處理法得以提出,這也為當下我國水處理技術的發展提供了有效參考。

              2.水處理折點加氯原理分析

              折點加氯法脫氨氮水處理是基于A²/O法生物處理技術基礎,對生化出水進行折點加氯處理,使其氨氮濃度降至10mg/L,并達到國家規定的排放標準。含氨氮廢水的折點加氯處理,也有效去除了水中的二價硫和可氧化氰化物,使得水質得到了有效提升,這也為居民用水安全提供了更為有力的保障。在折點加氯污水處理過程中,水體中次氯酸的投入量要與水體PH值相統一,當PH值達到中性左右時,改變次氯酸的投入量,投料量與水體PH關系如圖:

              如圖分析可知,當水體中氨氮含量與次氯酸投加量的比低于5.06時,水體中產生的化學反應主要以次氯酸的氨化為主,反應方程式為:NH3+HOCl=NH2Cl+H2O。當污水中氨氮氯化第一階段結束后,生成的一氯胺會導致水中的余氯濃度增加,這時要進一步加大次氯酸的投加量,使一氯胺發生如下反應:NH2Cl+HOCl=NHCl2+H2O,反應產生的二氯胺會繼續和第一階段產生的一氯胺進行反應,進而生成氮氣和氫離子,化學反應方程式為: NH2Cl+NHCl2=N2↑+3H++3Cl-,在第三階段的化學反應過程中,污水中的氮元素以氮氣的形式脫離水體,在折點加氯法生成氮氣的同時,水中的余氯濃度也隨著Cl/N數值的增加而減小,如圖,當水體Cl/N的數值達到7.6時,由于水中游離態的次氯酸增多,會直接導致水中殘留氯濃度再次增大,這也是實際水處理過程中產生的常見現象,所以要實現在提升折點加氯法效率的同時,保證水體余氯的清除效率,應在投入次氯酸的同時關注水體的PH值變化,當水體氨氮含量達到國家排放標準后及時停止氯化合物的投入。

              3.加氯脫氨氮后余氯的活性炭處理探究

              由于污水處理過程中水體的加氯處理會造成氯化合物的剩余,這會直接導致水體的二次污染,進而對河流湖泊生態系統和社會居民用水造成影響,所以在對水體開展折點法加氯脫氨氮處理后,還應對水體做進一步的余氯處理。對比折點加氯法脫氨氮技術原理圖和次氯酸的實際投料控制,可以得出水體經脫氨氮處理后,殘留氯主要以結合余氯和游離余氯構成,其中結合余氯主要包括化學處理過程中產生的一氯胺和二氯胺,游離態余氯的主要構成則為次氯酸。在對污水余氯活性炭處理的研究中,社會各領域的研究尚未得出一致結論,但究其結構原理可知,該反應所涉及的化學方程式主要為C+HOCl=CO+H++Cl-和2NH2Cl+CO=N2↑+C+2H++2Cl-+H2O,如公式所指出的,活性炭在水體中與殘留次氯酸進行反應,最終生成了氮氣、碳單質、氫離子、氯離子和水,反應過程中,次氯酸在活性炭的作用下分解成為了不同單質與粒子,使得污水中的殘留氯化合物得到了有效分解。在余氯的活性炭處理過程中,為將水體中的余氯濃度穩定控制在1mg/L以下,要在余氯處理時設立多個活性炭層,并保證處理水體在其中的停留時間保持在30min左右,水體與活性炭長時間的接觸反應,能夠有效提升水體氨氮和余氯的去除效率,進而有效地提升處理后水體的品質。應值得注意的是,在折點加氯脫氨氮的余氯處理過程中,為保證余氯的處理效率在95%以上,應注重活性炭技術和COD、色度等處理技術的有機結合,多項余氯處理技術的融入,使余氯的處理效率得以有效提升的同時,也極大地節約了水體處理的成本費用,這對我國今后水體處理技術的研究與發展是具有重要意義的。

              結束語

              折點加氯法脫氨氮處理技術和余氯處理技術的提出,為我國水質優化提供了更為有效的處理途徑,煤礦及工業污水在該技術處理下,不僅實現了水質的有效優化,也極大地減少了污水對自然水體的污染與危害,這在我國水源的優化及資源可持續發展中起到了極其重要的作用。

              參考文獻

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              [2]西安建筑科技大學.山西焦化集團有限公司生化站廢水脫氮技術可行性研究[D].2010, 12.

              [3]陸昌淼,等.污水綜合排放標準詳解[M].北京:中國標準出版社, 2011.

              [4]浙江大學環境科學及工程研究所,硝化-反硝化工藝處理焦化廢水試驗研究[J].環境污染與防治,2011,12.

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