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加氯法處理深度處理低氨氮廢水
發布日期：2018-08-12 作者：準諾檢測 點擊：
加氯法處理深度處理低氨氮廢水
材料與方法
實驗材料：某線路板廠生化尾水（氨氮24.0mg/L左右），試劑為工業級次氯酸鈉，即漂白水（Cl2含量w=10%，密度=1.18g/mL）。
實驗原理
在含有氨氮的水中投加次氯酸時，當pH在中性附近時，主要隨次氯酸投加逐步進行下述反應：
NH4++HOCl→NH2Cl+H2O
NH2Cl+HOCl→NHCl2+H2O
2NH2Cl+HOCl→N2↑+3H++3Cl-+H2O
由于使用漂水的有效氯含量較低，使用時較安全，無氯氣外泄的危險，因此實驗采取漂水作為氧化劑。
漂水在水中的水解：
NaOCl+H2O HOCl+Na++OH-
HOCl H++OCl-
漂水的折點反應為：
1.5NaOCl+NH4+ 0.5N2↑+H++1.5NaCl+1.5H2O
實驗方法
取250mL燒杯若干，放于磁力攪拌器上，調整需要的轉速，加入一定量的漂水溶液進行反應。反應完畢后取水樣檢測氨氮最后對數據進行分析。漂白水加入折算成有效氯的計算公式：
Cl2的質量：m=ρ·ω·V
ρ-漂水的密度；
ω-漂水的有效含量；
V-漂水的體積；
結果與討論
實驗條件：原水氨氮：24.0mg/L；反應溫度23℃；加藥方式一次性投加；反應時間為30min；按照m（Cl2）：m（N）=8.2：1；實驗記錄見表-1，結果趨勢見圖-1
由圖-1的趨勢來看，pH過低效果不理想，因為整個反應過程產生酸，pH過低，則抑制反應往正反應方向進行；而pH過高，則影響次氯酸鈉分解成有效氯，從而影響處理效果。因此pH為5.5~6.5氨氮去除效果是最好的。
實驗條件：原水氨氮：24.0mg/L；反應溫度為23℃；加藥方式為一次性加藥；按照不同單耗加藥，反應時間為30min；原水pH值6.5；實驗記錄見表-2，結果如圖-2所示。
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表-2 藥劑單耗影響實驗 |
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編號 |
加藥量(ppm) |
m（Cl2）：m（N） |
反應時間（min） |
pH |
氨氮 |
|
原水 |
— |
— |
— |
6.5 |
24.0 |
|
1 |
2189 |
7.4：1 |
30 |
6.5 |
5.09 |
|
2 |
2249 |
7.6：1 |
30 |
6.5 |
3.48 |
|
3 |
2308 |
7.8：1 |
30 |
6.5 |
1.88 |
|
4 |
2367 |
8.0：1 |
30 |
6.5 |
— |
|
5 |
2426 |
8.2：1 |
30 |
6.5 |
— |
|
6 |
2485 |
8.4：1 |
30 |
6.5 |
— |
通過圖-2可以看出，在氨氮含量為：24.0mg/L的原水中，按m(Cl2):m(N)=8.0:1，處理效果最好，處理后的氨氮低于檢出限。因此建議最佳藥劑質量比為m(Cl2):m(N)=8.0:1~8.2:1之間，雖然藥劑用量越大越好，但是成本也隨之增加，更會使余氯增多，導致二次污染。
反應時間及加藥方式對實驗結果的影響
實驗條件：原水氨氮：24.0mg/L；反應溫度為23℃；加藥方式為一次性加藥；按照不同反應時間；按照m（Cl2）：m（N）=8.2：1；原水pH值6.5；實驗記錄見表-3，結果如圖-3所示。
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表-3 反應時間影響實驗 |
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編號 |
加藥量(ppm) |
m（Cl2）：m（N） |
反應時間（min） |
pH |
氨氮 |
|
原水 |
— |
— |
— |
6.5 |
24.0 |
|
1 |
2425 |
8.2：1 |
10 |
6.5 |
4.12 |
|
2 |
2425 |
8.2：1 |
20 |
6.5 |
3.01 |
|
3 |
2425 |
8.2：1 |
30 |
6.5 |
— |
|
4 |
2425 |
8.2：1 |
40 |
6.5 |
— |
|
5 |
2425 |
8.2：1 |
50 |
6.5 |
— |
|
6 |
2425 |
8.2：1 |
60 |
6.5 |
— |
從實驗過程看，隨著反應時間的延長，氨氮的濃度逐步下降。從10min~30min之間，氨氮下降效果明顯，幅度大。為了提高效率，反應時間為30min。
結論
（1）從實驗過程來看，折點加氯處理低濃度氨氮廢水時，氯的投加量相對較少，處理效果良好。
（2）最佳工藝條件：pH=5.5~6.5；m(Cl2):m(NH4+)=8.0:1~8.2:1之間；反應時間T=30min。處理后氨氮小于檢出限。
實際使用
在實際應用中，漂白水（有效氯以Cl2計8~10%）的投加量為氨氮消減量的80~100倍，反應時間超過20min為宜，適用于pH值控制在5.5~8.0，計量式連續加藥的加藥方式更為合理。
適用范圍
生化尾水（氨氮濃度25~50mg/L）；如果氨氮較高前處理不能投加（或者加還原劑還原），氨氮濃度高時會導致反應后的pH值大幅下降，pH值可以8.0下降到6.0以下，造成排放水不達標的情況，在排放口直接投加的要非常注意這一點。
含氯產品選擇
大型的污水處理廠建議選擇氯氣或者二氧化氯（氯氣發生器或者二氧化氯發生器產出相關藥劑）；中小型的污水處理廠建議投加漂白水、漂白粉、氯酸鈉等。具體用量都可以根據有效氯（以Cl2計）計算。
