原水高氨氮去除技術(shù)的研究

1、LOGOLOGO原水高氨氮去除技術(shù)的研究原水高氨氮去除技術(shù)的研究目錄 1. 研究背景 2. 課題研究方案 3. 課題研究計劃及預期成果1. 研究背景n1.1 水體的氨氮污染概況水體的氨氮污染概況n1.2 水體高氨氮的危害水體高氨氮的危害n1.3 現(xiàn)有的氨氮廢水的處理方法現(xiàn)有的氨氮廢水的處理方法 1.1 水體的氨氮污染概況 根據(jù)國家環(huán)境保護總局發(fā)布的根據(jù)國家環(huán)境保護總局發(fā)布的2007年中國環(huán)年中國環(huán)境質(zhì)量狀況境質(zhì)量狀況，2007年全國廢水排放總量為年全國廢水排放總量為556.7億億噸，氨氮排放量為噸，氨氮排放量為132.3萬噸（其中，工業(yè)排放量為萬噸（其中，工業(yè)排放量為34萬噸，生活排放量為萬噸

2、，生活排放量為98.3萬噸）。萬噸）。 國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)七大水系（海河、遼河、黃河、國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)七大水系（海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長江、珠江）的淮河、松花江、長江、珠江）的411個地表水監(jiān)測個地表水監(jiān)測斷面中，主要污染指標為氨氮、五日生化需氧量、斷面中，主要污染指標為氨氮、五日生化需氧量、高錳酸鹽指數(shù)和石油類。高錳酸鹽指數(shù)和石油類。 28個國控重點湖個國控重點湖(庫庫)中，主要污染指標為總氮中，主要污染指標為總氮和總磷。和總磷。 氨氮在水體中以游離氨氮在水體中以游離NH3分子和分子和NH4+離子兩種離子兩種形式存在。形式存在。 1.2 水體高氨氮的危害消耗水體的溶解氧消耗水體的溶解氧

3、自來水廠處理運行困難自來水廠處理運行困難 加速水體的富營養(yǎng)化過程加速水體的富營養(yǎng)化過程硝化細菌作用下被氧化硝化細菌作用下被氧化為硝酸鹽為硝酸鹽 ，消耗溶解，消耗溶解氧，致魚死亡氧，致魚死亡造成飲用水的異味甚造成飲用水的異味甚至完全不能飲用至完全不能飲用 。消。消毒增加加氯量，對人毒增加加氯量，對人體危害體危害原水高氨氮的危害原水高氨氮的危害赤潮，藍藻爆發(fā)赤潮，藍藻爆發(fā)1.3 現(xiàn)有的氨氮廢水的處理方法 1.1.化學法與混凝法處理效果穩(wěn)定，氨氮去除率高，且操作化學法與混凝法處理效果穩(wěn)定，氨氮去除率高，且操作簡便，然而產(chǎn)生大量難以處理的污泥出水中鹽的濃度增加簡便，然而產(chǎn)生大量難以處理的污泥出水中鹽的

4、濃度增加等缺點限制了它的推廣應用，一般適用于處理高濃度工業(yè)等缺點限制了它的推廣應用，一般適用于處理高濃度工業(yè)廢水。廢水。2.2.生物脫氮技術(shù)應用比較廣泛，可去除多種含氮化合物，生物脫氮技術(shù)應用比較廣泛，可去除多種含氮化合物，對一些濃度較低，成分不是很復雜的氨氮廢水，總氮去除對一些濃度較低，成分不是很復雜的氨氮廢水，總氮去除率可達率可達70%95%70%95%，且二次污染小，比較經(jīng)濟。但生物法處，且二次污染小，比較經(jīng)濟。但生物法處理高濃度氨氮不適合，高濃度氨氮不僅抑制生物活性理高濃度氨氮不適合，高濃度氨氮不僅抑制生物活性 3.3.吸附法通過氨氮陽離子在具有比較大的比表面積或者是吸附法通過氨氮陽離

5、子在具有比較大的比表面積或者是有陽離子交換性能的材料表面吸附或者交換得以實現(xiàn)。有陽離子交換性能的材料表面吸附或者交換得以實現(xiàn)。 4.4.高級氧化技術(shù)，如電催化氧化、光催化氧化、超臨界催高級氧化技術(shù)，如電催化氧化、光催化氧化、超臨界催化氧化、以及在濕式氧化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的催化濕式氧化化氧化、以及在濕式氧化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的催化濕式氧化技術(shù)技術(shù) 3. 課題研究計劃及預期成果n 通過研究沸石等若干種材料及采用不同的化通過研究沸石等若干種材料及采用不同的化學方法對幾種材料進行改性處理后對低濃度氨氮學方法對幾種材料進行改性處理后對低濃度氨氮的吸附去除特性，由此挑選出合適的吸附基質(zhì)，的吸附去除特性，由此挑選

6、出合適的吸附基質(zhì)，并對吸附條件進行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，設計動并對吸附條件進行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，設計動態(tài)反應器，考察挑選出的基質(zhì)材料在動態(tài)反應器態(tài)反應器，考察挑選出的基質(zhì)材料在動態(tài)反應器中對水體中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技中對水體中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技術(shù)在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應用前景。術(shù)在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應用前景。主要研究內(nèi)容 n（1）考察在常溫下不同基質(zhì)（活性炭、沸石、氧）考察在常溫下不同基質(zhì)（活性炭、沸石、氧化鋁、粉煤灰等）對氨氮的去除效果，得到對氨化鋁、粉煤灰等）對氨氮的去除效果，得到對氨氮去除效果較好的基質(zhì)。氮去除效果較好的基質(zhì)。n（2）采用不同化學方法對基質(zhì)材料進行改性

7、（酸）采用不同化學方法對基質(zhì)材料進行改性（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對氨氮的去改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對氨氮的去除效果。除效果。n（3）考察時間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、）考察時間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、pH值、溫度等工藝參數(shù)對氨氮去除效果的影響，值、溫度等工藝參數(shù)對氨氮去除效果的影響，提高氨氮去除效果。提高氨氮去除效果。n（4）設計動態(tài)氨氮去除反應器，優(yōu)化工藝參數(shù)，）設計動態(tài)氨氮去除反應器，優(yōu)化工藝參數(shù)，考察其對氨氮的去除效果?？疾炱鋵Π钡娜コЧ?。擬采用方法 n采用納氏試劑比色法測定氨氮濃度，采用采用納氏試劑比色法測定氨氮濃度，采用SEM觀觀察基質(zhì)表面的微觀形態(tài)，基

8、質(zhì)的比表面積通過察基質(zhì)表面的微觀形態(tài)，基質(zhì)的比表面積通過BET檢測，通過檢測，通過XRD考察吸附基質(zhì)表面物質(zhì)的變考察吸附基質(zhì)表面物質(zhì)的變化?；?。n擬采用擬采用NH4Cl溶液模擬高氨氮原水，在此研究基溶液模擬高氨氮原水，在此研究基礎(chǔ)之上以太湖、陽澄湖、西塘河高氨氮原水作為礎(chǔ)之上以太湖、陽澄湖、西塘河高氨氮原水作為處理對象，考察氨氮的去除效果。處理對象，考察氨氮的去除效果。關(guān)鍵問題及研究難點 n吸附基質(zhì)的選擇吸附基質(zhì)的選擇n工藝參數(shù)的選擇與實際水質(zhì)條件的結(jié)合工藝參數(shù)的選擇與實際水質(zhì)條件的結(jié)合n原水水質(zhì)的多變性原水水質(zhì)的多變性研究計劃 n2011年年45月月 查閱資料，確定實驗方法路線，查看歷年原查

9、閱資料，確定實驗方法路線，查看歷年原水水文資料；水水文資料；n2011年年67月月 準備實驗裝置、儀器和藥品；準備實驗裝置、儀器和藥品；n2011年年810月月 考察不同基質(zhì)（活性炭、沸石、氧化鋁、考察不同基質(zhì)（活性炭、沸石、氧化鋁、粉煤灰等）對氨氮的去除效果粉煤灰等）對氨氮的去除效果n2011年年1112月月 采用不同化學方法對基質(zhì)材料進行改性采用不同化學方法對基質(zhì)材料進行改性（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對氨氮的去除效（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對氨氮的去除效果。果。n2012年年14月月 考察時間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、考察時間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、pH值、溫度等

10、工藝參數(shù)對氨氮去除效果的影響，提高氨值、溫度等工藝參數(shù)對氨氮去除效果的影響，提高氨氮去除效果。氮去除效果。n2012年年512月月 設計動態(tài)氨氮去除反應器，優(yōu)化工藝參數(shù)，設計動態(tài)氨氮去除反應器，優(yōu)化工藝參數(shù)，考察其對氨氮的去除效果?？疾炱鋵Π钡娜コЧ?。 經(jīng)費概算 預預 算算 科科 目目 金額金額(元元) 計算根據(jù)及理由及年度使用計劃計算根據(jù)及理由及年度使用計劃 合合 計計 7000 科研業(yè)務費科研業(yè)務費3000 1000 項目調(diào)研及相關(guān)費用項目調(diào)研及相關(guān)費用 2000學術(shù)交流、論文發(fā)表、項目結(jié)題學術(shù)交流、論文發(fā)表、項目結(jié)題 實驗材料費實驗材料費 2000 500 檢測所用試劑檢測所用試劑 1000 各種化學試劑和反應器制作費用各種化學試劑和反應器制作費用 500 化學容器等易損耗品化學容器等易損耗品 協(xié)作費協(xié)作費 2000 SEM、BET、XRD等分析測試費用等分析測試費用 預期成果n得到對氨氮吸附效果較為理想的基質(zhì)；得到對氨氮吸附效果較為理想的基質(zhì)；n優(yōu)化工藝參數(shù)，對基質(zhì)進行有效的改性；優(yōu)化工藝參數(shù)，對基質(zhì)進行有效的改性；n設計并優(yōu)化動態(tài)反應器。設計并優(yōu)化動態(tài)反應器。 n技術(shù)路線