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- 1、折点加氯法去除氨氮（物化法除氨氮的技术汇总）
- 2、干货！折点加氯法除氨氮的成本计算！
1、折点加氯法去除氨氮（物化法除氨氮的技术汇总）
点氯化法去除氨氮(物化法去除氨氮技术总结)
氨氮的去除手段我们经常使用生化脱氮，但是在一些特殊场合或者紧急情况下，可能需要非生化手段来去除！
1.吹除法
汽提方法的基本原理是气液相平衡和传质速率理论。废水中的NH3-N通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的平衡状态存在:
NH4++OH↹NH3+H2O
当PH值为中性时，NH3-N主要以铵离子(NH4+)的形式存在，而当PH值为碱性时，NH3-N主要以游离氨(NH3)的形式存在。汽提法是在沸水中加入碱，调节PH值至碱性，先将废水中的NH4+转化为NH3，然后通入蒸汽或空气体进行脱附，再将废水中的NH3转化为气相。常用空气或蒸汽作为载气，前者称为空气汽提，后者称为蒸汽汽提。
控制汽提效率的关键因素是温度、气液比和pH值。
当水温大于25℃，气液比控制在3500左右，渗滤液pH值控制在10.5左右时，氨氮浓度高达2000 ~ 4000 mg/L的垃圾渗滤液去除率可达90%以上。汽提法在低温下对氨氮的去除效率不高。
采用超声波汽提技术处理化肥厂高浓度氨氮废水(如882毫克/升)。最佳工艺条件为:pH=11，超声汽提时间40分钟，气水比为1000: 1。实验结果表明，超声波辐照后，氨氮的去除效果明显增强。与传统汽提技术相比，氨氮去除率提高17% ~ 164%，达到90%以上，汽提后氨氮小于100 mg/L。
为了低成本地将pH调节到碱性，需要在废水中加入一定量的氢氧化钙，但容易产生水垢。同时，为防止吹脱的氨氮造成二次污染，有必要在吹脱塔后安装氨氮吸收装置。
对UASB预处理后的垃圾渗滤液(2240mg/L)进行处理，发现当pH=11.5，反应时间为24h，且仅以120r/min的速度梯度进行机械搅拌时，氨氮去除率可达95%。但当pH=12时，通过曝气去除氨氮，第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85%。因此，认为汽提法脱氮的主要机理应是机械搅拌，而不是空气体扩散搅拌。
2.沸石吸附
沸石中的阳离子与废水中的NH4进行交换，达到脱氮的目的。沸石一般用于处理含低浓度氨或微量重金属的废水。然而，蒋建国等人讨论了沸石吸附去除垃圾渗滤液中氨氮的效果和可行性。实验结果表明，沸石的最终吸附潜力为每克15.5毫克氨氮。当沸石粒径为30 ~ 16目时，氨氮去除率达到78.5%。在相同的吸附时间、沸石用量和粒径下，进水氨氮浓度越高，吸附率越高，用沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。
用沸石离子交换法处理厌氧消化猪粪废水时，发现钠-杰欧沸石在钠-杰欧、镁-杰欧、钙-杰欧和钾-杰欧中效果最好，其次是钙-杰欧。增加离子交换床的高度可以提高氨氮的去除率。综合考虑经济原因和水力条件，床高18cm(H/D=4)和相对流量小于7.8BV/h是合适的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度影响很大。
沸石脱氨法的应用必须考虑沸石的再生，通常包括再生溶液法和焚烧法。使用焚烧时，产生的氨气必须经过处理。
3.膜分离技术
利用膜的选择性透过性去除氨氮的方法。该方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。蒋等人采用电渗析法和聚丙烯(PP)介质空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水，取得了良好的效果。采用电渗析法处理2000 ~ 3000 mg/L氨氮废水，去除率可达85%以上，同时可获得8.9%的浓氨。该方法工艺流程简单，不消耗化学物质，运行过程中的电耗与废水中氨氮的浓度成正比。PP 空纤维膜的除氨效率大于90%，回收的硫酸铵浓度约为25%。运行时需要加碱，加碱量与废水中氨氮浓度成正比。
乳状液膜是一种具有选择性透过性的乳状液形式的液膜，可用于液-液分离。在分离过程中，通常采用乳状液膜(如煤油膜)作为分离介质，NH3通过油膜两侧NH3的浓度差和扩散传递作为驱动力进入膜内，从而达到分离的目的。
4.MAP沉淀法
主要采用以下化学反应:
Mg2+NH4+PO43-=MgNH4PO4↓
理论上，当[Mg2+] [NH4+] [PO43-]大于2.5×10–13时，通过加入一定比例的磷酸盐和镁盐，可以产生磷酸铵镁(MAP)去除废水中的氨氮。穆大纲等。采用向高氨氮浓度的工业废水中加入氯化镁6H2O和na2hpo 4 12H2O的方法，生成磷酸铵镁沉淀，以去除其中的高氨氮。结果表明，在pH 8.91、Mg2、NH4、PO43摩尔比为1.25:1:1、反应温度25℃、反应时间20min、沉淀时间20min的条件下，氨氮浓度可由9500mg/L降至460mg/L，去除率可达95%以上。
由于大部分废水中镁盐的含量低于磷酸盐和氨氮的含量，虽然生成的磷酸铵镁可以作为农用肥料抵消一部分成本，但加入镁盐的成本仍然是制约该方法实施的主要因素。海水取之不尽，含大量镁盐。Kumashiro等研究了以海水为镁离子源的磷酸铵镁结晶过程。盐水是制盐的副产品，主要含有氯化镁和其他无机化合物。Mg2约为32g/L，是海水的27倍。Lee等人分别以氯化镁、海水和卤水为Mg2源，通过磷酸铵镁结晶处理猪场废水。结果表明，酸碱度是最重要的控制参数，当终点酸碱度≈ 9.6时，反应可在10分钟内完成。由于废水中氮磷的不平衡，与其他两种Mg2源相比，卤水除磷效果相同，但脱氮效果稍差。
5.化学氧化法
一种用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气的方法。点氯化是最常见的化学氧化法，利用水中的氨与氯反应生成氨进行脱氨。
点氯化法是通过在废水中引入氯或次氯酸钠将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当废水中引入氯气到一定点时，水中游离氯含量最低，氨浓度降至零。当引入的氯气量超过这一点时，水中的游离氯会增加。所以这个点叫做拐点，这种状态下的氯化叫做拐点氯化。氨氮废水处理所需的实际氯量取决于温度、酸碱度和氨氮浓度。每克氨氮氧化需要9 ~ 10毫克氯气。最佳反应范围为pH 6 ~ 7，接触时间为0.5 ~ 2h。
点氯化处理后的出水在排放前，一般需要用活性炭或二氧化硫进行脱氯，以去除水中的余氯。1毫克的余氯大约需要0.9 ~ 1.0毫克的二氧化硫。脱氯过程中会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略不计，因此只需2mg左右(以CaCO3计)即可去除1mg余氯。点氯化除氨的机理如下:
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-
氯化铵+氢氧化钠→N2+氯化锂+氢+氯离子
点氯化法最突出的优点是，通过正确控制加氯量和均化流速，可以将废水中的氨氮全部降至零，同时可以对废水进行消毒。对于低氨氮浓度(小于50毫克/升)的废水，这种方法更经济。为了克服单独使用破点氯化法处理氨氮废水需要大量氯的缺点，该方法常与生物硝化法结合使用，生物硝化法先硝化后去除微量残留氨氮。
氯化法处理率90% ~ 100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区特别有吸引力。投资少，但运营成本高。副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染。氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
作为同系溴，在溴化物的存在下，臭氧和氨氮将在拐点发生类似氯化的如下反应:
Br-+O3+H+ →HBrO+O2
NH3+HBrO→NH2Br+H2O
NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O
NH2Br+NHBr 2→N2↓+3Br-+3H+
采用有效容积为32L的连续曝气柱对合成废水(氨氮600mg/L)进行研究，探讨了Br/N、pH和初始氨氮浓度对反应的影响，确定了去除最多氨氮、生成最少NO3-的最佳反应条件。研究发现，在对数坐标下，NFR(出水NO3-N与进水氨氮之比)与Br-/N呈线性相关。当Br-/N>0.4，氨氮负荷为3.6 ~ 4.0 kg/(MD)时，NFR值随氨氮负荷的降低而降低。当出水pH值为6.0时，NFR和溴化硼(有毒副产物)最少。BrO - Br可以通过Na2SO3定量分解，Na2SO3的用量可以通过ORP控制。
2、干货！折点加氯法除氨氮的成本计算！
折点加氯法除氨氮的应用
折点加氯法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下：
折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。
氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
折点加氯的成本计算
采用次氯酸钠处理废水中的氨氮，调试比例使废水达标准排放。并且根据实验数据得出的比例，已确定初步的处理成本。
1、实验步骤
取水样后，检测其氨氮浓度，量取好体积，根据氨氮浓度按比例调试加入次氯酸钠溶液，待反应一段时间后，鼓气反应半小时。检测其中的氨氮 有效氯含量。在继续鼓气2个半小时到4个小时赶走多余的有效氯。
2、实验数据
3、实验结论
1.根据实验数据可看出，按氨氮重量mg:10%次氯酸钠重量g=1:(0.08～0.088)时都可以使氨氮达标，但在1：0.088时处理效果最好，鼓气半小时情况下氨氮除至最低值，且余氯含量低。
2.因残余有效氯对COD测定有干扰，在余氯含量高于0.005%以上时，需鼓气赶除，余氯含量在0.02%左右时经3小时鼓气可降至0.002%左右。在此范围内COD含量在40mg/l左右，达到标准。不过最好鼓气时间达到4到5小时，待余氯基本除去。
3.按比例加入次氯酸钠时，如加入的过多或少，余氯含量都偏高，鼓气也很难除去，因此对氨氮检测结果必须精确，原水不能用目视比色法，应用标准曲线法或使用氨氮测试仪。加入的次氯酸钠量也需准确。
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