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第一章
1 引言本课题的研究意义及内容
吹脱法是近几年处理高浓度氨氮废水的一种有效方法。废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在。当pH值为中性时,氨氮主要以铵离子的形式存在;当pH值为碱性时,氨氮主要以游离氮(NH。)的形式存在[2]。吹脱法是将废水的pH值调节至碱性,先将废水中的铵离子(NH4+)转化为游离氨,然后通人蒸汽或空气(气提介质)进行解吸,将废水中的氮转化为气相,进而将其从水中去除,或将氨回收以作它用。空气吹脱法操作灵活,占地面积小,脱氮效率高[3]。本文对拉西环填料塔空气吹脱处理模拟废水中氨氮的操作条件进行了考察,并从理论和实践上对结果进行了分析及讨论,确定了最适宜的操作条件,为实际生产提供了依据。
本设计主要针对模拟氨氮废水进行化学沉淀法去除氨氮的研究。在溶解性磷酸盐,镁及氨氮的起始摩尔浓度比为1:1:1条件下,研究改变起始浓度及pH对氨氮去除效果影响并找出最佳pH条件下,通过改变溶解性磷酸盐,镁及氨氮的起始摩尔浓度配比,考察化学沉淀法对氨氮去除效果的影响并探讨化学沉淀法去除氨氮的最佳实验条件,以便为实际废水中去除氨氮摸索最佳反应条件做铺垫。具体包括:
、溶解性磷酸盐及镁初始摩尔浓度为1:1:1条件下,pH对氨氮处理效果的影响。
,氨氮初始浓度对氨氮去除率的影响。
=11条件下,氨氮、溶解性磷酸盐及镁初始摩尔浓度配比对氨氮处理效果的影响。
氨氮废水的来源
水是人们居住星球上的一种物质资源,它具有可循环性和独特的物理化学性质,是任何物质不可替代的,它是人类生存的基本条件和生产活动的物资基础。我国由于缺水和水污染对经济发展和人民的身体健康造成了极大危害。全国每年废水排放总量由1998年的395亿吨增至2000年的1415亿吨,全国估计每年水污染造成的经济损失约400亿元保护水资源、防止水体污染已成为我国政府十分关注的重大问题。
随着工农业的发展和人民生活水平的提高,含氮化合物废水的排放量急剧增加,已经成为环境的主要污染源而备受关注。氨态氮是水相环境中氮的主要污染形态,其中氨态氮主要存在形式为铵离子和游离氨。总之,来源比较广泛,排放量较大,其主要来源包括生活污水和动物排泄物、工业废水、煤油废水、某些制药防水、垃圾填埋场渗滤液及钢铁、煤油、化肥无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等排放废水。
随着科学工作者对氨氮进一步研究和探讨发现,氨氮是水体富营养化和环境污染的一种重要污染物质,一旦氨氮进入水体,可导致水体缺氧滋生有害水生物导致鱼类中毒,并且人类在食用此种鱼类的同时又肯会有轻度中毒状甚至死亡。此外,氨氮还会影响鱼鳃的氧气传递,浓度较高时甚至导致鱼类死亡。大量的氨氮废水排入江河湖海给工业废水的处理带来了困难,在用***消毒时,氨氮就会与***气作用生成******,明确降低***的消费速率,大大增加了***的需要量。氨转化为***、***盐进一步转化为亚***铵具有严重的三致作用,直接影响人类健康。
氮、磷是水体中某些藻类的营养物质。在一定的水温,光照和水流状态下,当水体中氮、磷达到一定浓度时形成水体富营养化,藻类大量繁殖,使水体严重缺氧,对其他水生生物的呼吸造成障碍,尤其是赤潮生物及其代谢物含有***,可引起水生生物中毒、死亡。
氨氮的来源可分为自然来源和人为来源两种,氨氮的人为来源主要是人工固氮制造的氨。氨常用于含氮化合物的生产,特别是***和化肥。氨还是无机和有机合成工业中重要的原料,例如用于尿素、染
料、医药品和塑料等精细化工产品的生产。另外氨水具有微碱性,因而常作为洗涤剂。氨有很高的汽化热。并且容易被加压液化,普遍用作压缩机和制冷机中的循环冷却。
(1)工业污染物
由于氨在工业中的广泛应用,使得氨氮存在于许多工业废水中,如钢铁、炼油、化肥以及肉类加工和饲料加工生产等。此外皮革、孵化、屠宰等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,由于废水中有机氮的脱氨反应,在废水贮积过程中氨氨浓度会迅速增加。工业生产过程中的氨损失造成的氨氮排放也相当惊人。
(2)面源性的农业污染物
面源性的农业污染物,包括肥料、农药和动物粪便等:肥料和农药从农田中流失,包括通过雨水冲淋、农业捧水和地表径流带入河道和水体,成为直接的营养源。人工合成的化学肥料和农药是水体中氮磷营养元素的主要来源。施入农田的氮肥只有一部分被农作物吸收,未被农作物吸收的氮肥超过50%,有的甚至超过80%。为了取得高额农作物产量,农田用肥良越来越大,加上科学施肥及其推广问题尚未得到有效的解决,进入水体的流失肥料数量也必然越来越多。有机肥
料也可能经微生物分解,成为可溶行无机盐,然后进入地下水或江河湖泊。此外,畜禽养殖业肥料和水中野生动物的排泄物,氮磷含量也相当高,也会