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氨氮廢水處理光催化技術

文章出處:未知發表時間:2022-11-02 13:40:08

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     回轉窯富氧燃燒技術的開發,促進了煤在鋅冶煉浸出渣火法處理中的應用。某鋅冶煉企業在使用回轉窯富氧燃燒技術,煙氣凈化時洗滌液氨氮含量較高,經循環富集達到了400~800mg/L,即使經污水處理系統處置后仍難以達到《鉛、鋅工業污染物排放標準》(GB25466-2010)的氨氮排放標準。而常規的中低濃度氨氮廢水脫除工藝存在投資大、效率低、二次污染等問題,因此,急需一種新技術來解決有色冶金廢水中氨氮超標問題,實現治污不產污的目的。

 

1、氨氮工業廢水處理技術

 

     通常將NH+4-N濃度小于500mg/L的生活污水和工業廢水均定義為中低濃度的氨氮廢水。目前,該中低濃度的氨氮廢水常采用傳統生物脫氮法和物化法來處理。傳統生物脫氮工藝被稱為三級活性污泥法。在此基礎上,人們又提出了A/O工藝、氧化溝、SBR、PASF等改進方法。物化處理氨氮主要有化學沉淀法、吹脫法、離子交換法、折點氯化法等。折點氯化法是指向含有氨氮的廢水中加入Cl2或NaClO,Cl2達到一定程度時NH4+-N濃度到達最低點,即折點,其機理為氯氣與氨氣反應生成氮氣。離子交換法是利用固相中的離子和液相中的離子進行可逆化學反應,斜發沸石對NH+4的選擇性很強,這種交換樹脂利用其所帶的可交換離子在固相和氣相的界面上發生離子交換,從而實現廢水中氨氮的去除,并且吸附飽和的沸石可再生利用。化學沉淀法又稱MAP法,是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化和物、磷酸或磷酸氫鹽,使之與廢水中NH+4生成難溶的磷酸銨鎂沉淀,從而實現廢水中氨氮的分離。常規氨氮廢水處理技術對比如表1所示。

 

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2、光催化氨氮廢水處理技術

 

    光催化是可直接利用太陽能的綠色環保新技術,且其反應產物為惰性氣體和水。近年來,該技術已成為環保領域研究熱點。光催化水處理技術是通過氧化劑將有機污染物深度氧化分解為無毒的CO2、H2O等無機小分子,氧化劑為反應產生的羥基自由基(?OH)。另外,污水中的重金屬離子在光催化還原反應過程中可以被有效去除。

    由于TiO2具有優異的光催化活性、較高的化學穩定性和較低的成本而受到廣泛關注。目前關于TiO2光催化降解氨氮機理的報道很少。武婕等指出,TiO2光催化降解過程中形成的自由基(OH)和超氧離子(O-2)具有很高的反應活性,可促使無機氮離子發生一系列氧化還原反應。催化反應過程主要為NH+4的氧化和NO-3的還原,同時還將產生一些中間產物,氮氣和水是降解的最終產物,二者均不會對環境造成污染。但該過程反應機理還需進一步深入研究。

    劉佳等采用水解沉淀法制備了Cu/La共摻雜納米TiO2催化劑,光催化試驗表明,所得改性光催化劑對氨氮的去除及焦化廢水的處理均具有較高的催化活性。光觸媒催化反應原理如圖1所示。

 

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