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摘要 a d c 发泡剂废水预处理技术研究 摘要 a d c 发泡剂废水是一种高浓度氨氮废水，该废水水量大、成分复 杂，治理困难。工业上常采用空气吹脱或蒸汽汽提的方法进行处理，但 是该废水不仅含有大量硫酸铵，还含有尿素、水合肼等含氮有机物，它 们在碱性条件下比较稳定，难以去除，因而处理后的废水仍不能达标排 放。吹脱法或汽提法处理过程中需将废水p h 值调至11 以上，碱耗量 大，处理成本高。 由于次氯酸钠具有较强的氧化性，可将废水中有机物氧化成小分子 物质，并且来源广泛、价格低廉。故本课题采用次氯酸钠氧化脱除a d c 废水中的尿素、水合肼，对废水进行预处理，分别考察了次氯酸钠投加 量、反应温度、p h 值、搅拌转速、反应时间、空气气量对尿素去除率 和水合肼去除率的影响。为了降低调节废水p h 值所需费用，本课题采 用两步加碱法，用c a o 和n a o h 共同调节废水p h 值。研究结果表明： ( 1 ) 次氯酸钠投加量对尿素、水合肼去除效果影响最大，投加系 数a 为4 2 9g - g j 时，二者去除率均在9 5 左右。 ( 2 ) 反应温度为4 0 。c 时，尿素、水合肼去除效果最好。 ( 3 ) 溶液p h 值、搅拌转速对尿素、水合肼去除率影响不大。 ( 4 ) 尿素与次氯酸钠反应2 0 r a i n 就可满足去除要求，水合肼与次 氯酸钠反应在数分钟内即可完成。 摘要 不大。 ( 5 ) 鼓泡搅拌能提高尿素去除率约8 ，但对水合肼去除率影响 ( 6 ) c a o 和n a o h 共同调节废水p h 值至1 3 时，溶液中钙离子含 量最低，此时n a o h 投加量大约能减少3 8 。 关键词：a d c 发泡剂，次氯酸钠，尿素，水合肼，化学氧化 i i a b s t r a c t p r e t r e a t m e n tt e c h n o l o g yo fa d c f o a m i n ga g e n t a b s t r a c t a d c ( a z o d i c a r b o n a m i d e ) f o a m i n ga g e n tw a s t e w a t e rc o n s i s t e do f h i g hc o n c e n t r a t i o no fn h 4 + - na n dc o m p l e xc o m p o n e n t s ，w h i c hi s1 a r g e v 一一 ， 一 q u a n t i t ya n dh a r d l yt o t r e a t a i ro rs t e a ms t r i p p i n ga r eo f t e nu s e dt o d e a lw i t ht h i sw a t e ri ni n d u s t r y , w h e r e a s ，t h ew a s t e w a t e ri sn o to n l y r i c hi nn h 4 一n ，b u ta l s oh a v eal o to fu r e a ，h y d r a z i n eh y d r a t ea n do t h e r n i t r o g e n - c o n t a i n i n go r g a n i cc o m p o u n d s ，w h i c ha r er e l a t i v e l ys t a b l e u n d e ra l k a l i n ec o n d i t i o n sa n dd i f f i c u l t yt or e m o v e ，s oi t su n a b l et o m e e te m i s s i o n ss t a n d a r d s a i ro rs t e a ms t r i p p i n gp r o c e s sn e e dt oa d j u s t t op hv a l u eo f11o ra b o v e ，l a r g ea l k a l ic o n s u m p t i o na n dh i g hc o s t s s o d i u m h y p o c h l o r i t e c a nb r e a ku po r g a n i cm a t t e rt os m a l l m o l e c u l e sw i t hs t r o n go x i d a t i o na n dh a v ea d v a n t a g e so fe x t e n s i v e s o u r c e sa n dl o wp r i c e s t h e r e f o r e ，i tw a sr e g a r d e da sa no x i d a t i o nt o d e c o m p o s e du r e aa n dh y d r a z i n eh y d r a t ei na d cw a s t e w a t e ri nt h i s p a p e r t h ee f f e c to f s o d i u mh y p o c h l o r i t ed o s a g e ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ， p hv a l u e ，s t i r r i n gs p e e d ，r e a c t i o nt i m e ，a i rq u a n t i t yo nt h er e m o v a lo f u r e aa n dh y d r a z i n eh y d r a t ew e r ei n v e s t i g a t e dr e s p e c t i v e l y i no r d e rt o i i i a b s t r a c t r e d u c ec o s t ，t h et h e s i sa d o p t e dt w o s t e pd o s i n ga l k a l i n e ，w i t hc a oa n d n a o hi nt h er e g u l a t i o no fp hv a l u e t h er e s u l t ss h o wt h a t ： ( 1 ) t h ed o s a g eo fs o d i u mh y p o c h l o r i t eh a v et h eg r e a t e s ti m p a c t o nr e m o v a lr a t eo fu r e aa n dh y d r a z i n eh y d r a t e w h e nt h ed o s i n g c o e f f i c i e n t 仅i s4 2 9g g 一，b o t hr e m o v a lr a t ec a nr e a c ht o9 5 ( 2 ) w h e nt h er e a c t i o nt e m p e r a t u r ei s4 0 。c ，t h er e m o v a le f f e c to f u r e aa n dh y d r a z i n eh y d r a t ea r eb e s t ( 3 ) p hv a l u ea n ds t i r r i n gs p e e dh a v el i t t l ee f f e c to nt h eu r e aa n d h y d r a z i n eh y d r a t er e m o v a lr e s p e c t i v e l y ( 4 ) r e a c t i o nb e t w e e nu r e aa n ds o d i u mh y p o c h l o r i t ec a nm e e tt h e r e m o v a lr e q u i r e m e n t si n2 0 m i n ，b u tr e a c t i o no fh y d r a z i n eh y d r a t ew i t h s o d i u mh y p o c h l o r i t ec a nc o m p l e t ew i t h i naf e wm i n u t e s ( 5 ) b u b b l i n ga g i t a t i o nc a ni n c r e a s eu r e ar e m o v a lr a t eb y8 ，b u t h a v el i t t l ee f f e c to nt h er e m o v a lo fh y d r a z i n eh y d r a t e ( 6 ) c a oa n dn a o ha d j u s t e dp hv a l u e st o 13 c o m m o n l y , t h e l o w e s tc a l c i u mc o n t e n ti ns o l u t i o n ，a tt h es a m et i m et h eq u a n t i t yo f n a o hr e d u c eb y3 8 k e y w o r d s ：a d c ，s o d i u mh y p o c h l o r i t e ，u r e a ，h y d r a z i n eh y d r a t e ， c h e m i c a lo x i d a t i o n i v 北京化工大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独! ： 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文小含 任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做j = n 霞 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到奉声 明的法律结果由本人承担。 作者签名：丕彗l 日期：筮趁啦一 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论义的规 定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化= 人 学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可 以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授耷义 书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 导师签名： 日期：趔丛4 一 日期：_ 尹! q 。：! f 文献综述 第一章文献综述 1 1a d c 发泡剂及其废水来源 1 1 1a d c 发泡剂介绍 发泡剂是一类掺进聚合物体系，在加工过程中适时释放出气体，使高分子材 料形成微孔的助剂【l 】。a d c 且i 偶氮二甲酰胺，英文名称为a z o d i c a r b o n a m i d e ，结 构式为n h 2 c o n n c o n h 2 ，属于偶氮系列有机热分解型发泡剂。该化合物为淡黄 色结晶粉末，易溶于二甲基亚砜，不溶于酸、醇、汽油、苯、吡啶和水，不助燃 且有自熄性，但遇高温易分解放出大量的氮气，分解温度1 8 0 - - - , 2 0 0 ，发气量 2 3 0 2 5 0 m g l - 1 ，密度1 6 6g c m 一。a d c 发气量大，无毒性，无臭味，不污染， 不变色，而且分解温度高，不提前发泡，产生的气孔均匀、致密，被广泛用于聚 氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、氯丁橡胶、天然橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等 塑料和橡胶加工过程【2 圳。 1 1 2a d c 发泡剂生产方法 我国a d c 发泡剂生产始于2 0 世纪6 0 年代，是世界上最大的生产国与供应 国，年生产能力达到1 5 万吨，约占全世界总生产的5 0 左右【5 j 。a d c 生产方法 主要有拉希法( 也称氯氨法) 、酮连氮法、尿素法等。我国氯碱生产厂家为了充 分利用自产的氯气和氢氧化钠，多采用尿素法。该法以氯气、氢氧化钠和尿素为 主要原料，生产过程主要包括次氯酸钠生成、水合肼合成、联二脲缩合生成、湿 a d c 氧化生成、烘干等工序【6 1 ，尿素法生产a d c 工艺流程见图1 1 。 氯q巍羰 尿素 屎鬃+ 鼬峨馥壤套母藏厦降撬承 f 赫嚣卜车h 盘h 车 1 次氯酸h 肼合成h 离心h 缩合h 洗涤l l 钠合成l 脱合成 lf 匹! 卜匣】) 匿二蔓h 垂翌孓一：至圈 图1 - 1 尿素法生产a d c 工艺流程 f i g 1 1 t h eu r e ap r o c e s so f p r o d u c i n ga d c 北京化t 入学倾? i 学位论文 尿素法生产a d c 关键步骤有两步：第一步联二脲缩合生成，在酸性溶液中 肼与尿素反应，生成联二脲；第二步a d c 氧化生成，在溴化物存在下用氧化剂 ( 如氯气) 氧化，再经水洗、干燥等过程制得纯品。 ( 1 ) 缩合反应 n h 2 n h 2j 坐型u 生轴n h 2 c o n h n h c o n h 2 ( 1 - 1 ) 将尿素溶解于2 的水合肼溶液中，加到反应釜内，边搅拌边加入硫酸使得 料液p h 值达到1 2 ，再加热，使p h 值转变为2 - 5 ，然后缓缓加入硫酸，保持 p h 值在2 - 5 。反应数小时后，取样测定终点( 用o 1 m1 2 溶液滴定含肼量) 。缩 合反应生成联二脲，滤出硫酸铵母液后，用热水洗涤，供氧化工序使用。 ( 2 ) 氧化反应 n h 2 c o n h n h c o n h 2j 屿n h 2 c o n = n c o n h 2 ( 1 - 2 ) 将联二脲放入反应釜用水溶解，加入溴化钠，通入氯气，控制反应温度在 3 0 5 0 ，并将制得的偶氮二甲酰胺先用温水洗至中性，再经离心机甩干后，制 得成品。该工序对a d c 产品质量和生产成本影响最大，早期采用硝酸法和铬酸 法，由于成本和污染的原因，已经趋于淘汰。氯气溴化钠作为氧化剂取代铬盐 氧化联二脲生产a d c 的方法，极大降低了产品的生产成本7 1 。 1 1 3a d c 发泡剂废水来源 a d c 发泡剂生产过程中原料利用率低，每生产1 吨a d c 产品需用原辅材料 1 3 余吨，生产中大量的物料流失，进入废水中变成污染物。表1 1 为镇江某化工 厂a d c 发泡剂物料流失量情况【8 1 。 表1 1 每吨a d c 发泡剂物料流失量 t a b l e1 - 1m a t e r i a ll o s so fp r o d u c t i n gp e ra d cf o a m i n ga g e n t 文献综述 由表1 1 可知，每生产1 吨a d c 发泡剂流失的物料达7 吨多，由于各厂家 生产工艺和原料回收情况有所差别，流失量也有较大的差异。虽然厂家改进了生 产工艺和技术，能在一定程度上减少物料流失，但是物料流失量仍然很大，这些 物料直接进入生产废水中，增加了废水治理的难度。 a d c 生产中每个工段均会产生废水，其污染指标主要表现为：c o d 、n h 3 - n 、 s 0 4 2 、c 1 、s s 等。a d c 废水中n h 3 n 主要来源于缩合母液和联二脲洗涤废水， 其主要成分为：残余的水合肼、尿素以及少量溶于废水中的联二脲和硫酸钠、硫 酸铵、氯化钠、氯化铵及其它副产物等。缩合母液和洗涤废水中n h 3 - n 和c o d 含量很高，并且含有较多的无机盐。表1 2 为某化工厂a d c 废水水量及其组成 情况【9 1 。 表1 - 2a d c 废水水量及其组成情况 t a b l e1 - 2c o n s t i t u e n ta n dq u a n t i t yo f a d cw a s t e w a t e r 北京化t 大学硕+ l ：学位论文 由表1 2 可以看出，a d c 废水中n h 3 一n 主要来源于缩合废水和联二脲洗涤 水，该废水水量大、n h 3 - n 和c o d 含量很高，是一种高浓度氨氮废水。高浓度 氨氮废水的治理是一个公认的世界性难题，a d c 废水治理难度更大，主要表现 在以下几个方面： ( 1 ) 污染物废水量大。国内通常的工艺( 尿素法) 每吨a d c 产品产生的 废水若要实现达标排放( n h 3 n 1 5m g l o ) ，将产生1 5 0 吨左右的废水，个别 严重的达到2 0 0 吨以上。 ( 2 ) 氨氮含量高。如联二脲生产过程中产生的母液n h 3 n 高达2 0 0 0 0 m g l - 1 ，联二脲洗涤水中n h 3 n 浓度也为31 6 0m g l - 1 ，治理难度大。 ( 3 ) 污染物种类多。a d c 废水除含有氨氮外，还有硫酸钠、氯化钠、水合 肼、联二脲、尿素、a d c 、盐酸等。 ( 4 ) 排放物可回收利用量大。a d c 生产中物料利用率低，大量的物料流失， 每吨a d c 成品中至少有4 5 吨以上的排放物可供回收。 1 1 4a d c 发泡剂废水危害 a d c 废水是一种高浓度n h 3 - n 废水，该废水中含有多种盐分，并且有机物成 分复杂，治理难度极大。如果将该废水排入水体，会对人类和环境产生非常不利 的影响。氨氮废水的危害主要有以下几个方面： ( 1 ) 造成水体富营养化现象。氨氮排入水体，容易引起水中藻类和其它微 生物大量繁殖，造成水体富营养化； ( 2 ) 影响废水再生利用。当污水循环利用时，再生水中氨氮可以促进输水 管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，并影响换 热效率； ( 3 ) 增加给水处理成本，使得投氯量大大增加( 每克氨氮须增加8 1 0 克氯 气) ，也造成二次污染； ( 4 ) 氨氮随污水排入水体后，可在硝化细菌作用下被氧化为亚硝酸盐和硝 酸盐。硝酸盐和亚硝酸盐有可能转化为亚硝胺，而亚硝胺是致癌、致变和致畸物 质，对人体有潜在威胁。 随着人们环保意识的增强，国家对氨氮制订了严格的排放标准，研究开发经 济、高效的氨氮废水处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。目 前，我国根据废水排入水域的不同将氨氮排放标准分为两级【l o 】：一级标准氨氮 排放浓度1 5m g l 1 ，二级标准氨氮排放浓度2 5m g l 1 。 4 文献综述 1 2 废水脱氮技术简介 a d c 废水是一种高浓度氨氮废水，该废水水量大，含盐量高，许多生产厂 家仅将废水稀释后直接排放，因而排放废水中氨氮含量严重超标，极大地危害了 周围的环境和人们的健康，并成为制约该行业发展的重要因素。氨氮废水对环境 的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近2 0 年来，国内外对氨氮废水处理 技术开展了较多的研究。氨氮废水的处理技术大致可以分为两大类：一类是生化 处理技术；另一类是物理化学处理技术。 1 2 1 生化处理技术 生化法是利用好氧菌及厌氧菌的硝化和反硝化过程，将废水中的氨氮转化为 硝酸盐，实现废水的达标排放。生化法能彻底脱除废水中的氨，并且不会造成二 次污染，能耗较物理化学法低。但由于生物所能承受氨氮的浓度较低，一般生物 处理氨氮浓度不能超过2 0 0m g l 。若废水中的氨氮浓度高于2 0 0m g l o 时则通 常需要采用物理化学法和生化法相结合的工艺，即采用物理化学法先去除废水中 部分氨，然后再采用生化法将氨氮彻底去除到排放标准。 1 2 1 1 传统生化处理技术 传统观点认为：硝化过程为好氧过程，在此过程中，氨态氮转化为硝基氮和 亚硝基氮；而反硝化过程为厌氧过程，在此过程中，硝基氮和亚硝基氮转化为氮 气。因此，一般的生物脱氮过程为厌氧好氧过程、或厌氧缺氧好氧过程，传统 生物脱氮技术反应过程如图1 。2 所示。 有糊堡暇舾+ ( 氨化作用) 一黑需d 2 一一嶝d ，叫 ( 菠碲化作用) 图1 - 2 传统生物脱氮技术 f i g 1 2 t h en o i t r o g e nr e m o v a lt e c h n i q u eo ft r a d i t i o nt e c h n i q u e 传统的生化处理技术主要有以下几种： ( 1 ) 三级活性污泥法 三级活性污泥法 1 由巴茨( b a r t h ) 开创，该法是以氨化、硝化和反硝化三 步反应为基础建立起来的。活性污泥中含有机物降解菌、硝化菌和反硝化菌，它 北京化工人学硕l ：学位论文 们分别在各自的反应池内生长繁殖，并且有各自的沉淀池和回流设施。该工艺的 优点是反应速率大并且反应比较彻底，但是存在着处理设施多，占地面积大，造 价高，管理不便等缺点。因此，实际生产中该工艺很少使用。 ( 2 ) a o 工艺流程 a o 工艺法也叫厌氧好氧工艺法，a ( a n a c r o b i c ) 是厌氧段，用于脱氮除磷； o ( o x i c ) 是好氧段，用于除水中的有机物。刖o 工艺是一个前置反硝化工艺， 属于单级活性污泥脱氮工艺，即只有_ 个污泥回流系统。该工艺具有以下特点： 流程简单，无需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低； 反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好， 反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，确保出水水 质达标排放；a 段搅拌只起使污泥悬浮，而避免d o 的增加。o 段的前段采用强 曝气，后段减少气量，使内循环液的d o 含量降低，以保证a 段的缺氧状态。 ( 3 ) s b r 脱氮工艺 s b r 脱氮工艺【1 2 】( s e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o r ，简称s b r ) ，常称为序批式( 间 歇) 活性污泥法或间歇式( 曝气) 活性污泥法工艺，适用于中、小水量污水的处 理。该工艺具有以下特点：工艺简单，不设二次沉淀池，无污泥回流；投资 省，占地少，运行费用比传统活性污泥法低，处理效率高；耐有机负荷和有毒 物负荷冲击能力强，运行方式灵活，由于是静止沉淀，出水水质好并能有效防止 污泥膨胀；缺氧、好氧过程交替发生，泥龄短且活性高，可同时脱氮除磷。 ( 4 ) 氧化沟法 氧化沟污水处理工艺【1 3 j ( o x i d a t i o nd i t c h ，简称o d ) 是将曝气、沉淀和污泥 稳定等处理过程集于一体，间歇运行，又名氧化渠或“帕斯维尔沟 ( 该沟的开 发者p a v e e r ) 。o d 技术既适合于城市污水的处理，也可用于工业废水的处理，其 封闭循环式的池型尤其适用于污水的脱氮除磷。 1 2 1 2 新型生化处理技术 近几年废水生物脱氮技术迅猛发展，在上述脱氮工艺基础上又出现了新的工 艺和技术，简要介绍如下： ( 1 ) p u n a 嗄 压o x 艺 a n a m m o x i 型1 4 】( 全称a n a e r o b i c a m m o n i u mo x i d a t i o n ) 是指在厌氧条 件下微生物直接以n h 4 + 为电子供体，以n 0 3 或n 0 2 为电子受体，将n h 4 + 、n 0 3 或n 0 2 - 转变成n 2 的生物氧化过程。与传统的硝化反硝化脱氮工艺相比，该工艺具 有以下特点：需氧量低，运转费用低；不需要外加碳源；若原水中无足够 的n 0 2 可使用时需外j j r n 0 2 。 6 文献综述 ( 2 ) s h a r o n 工艺 s h a r o n s e 艺是基- ：- n 0 2 - 的高效脱氨单反应器工艺的简称【l 引。该工艺遵循 短程反硝化原理，是高浓度含氮废水( 5 0 0 0m g l 。) 的理想处理工艺。它是一 个无需污泥截留的单个c s t r 反应器，在温度高于2 5 ( 一般为3 0 - - 4 0 ) 的条 件下可通过种群筛选产生大量的亚硝化菌，并使硝化过程稳定地控制在亚硝化阶 段，可节省能耗及外加碳源( 电子供体) 。该工艺与a n a m m o x 工艺联用时，无 需夕b ) j l l n 0 2 - 及碱性物质，因而处理成本变低。 ( 3 ) o l a n d 工艺 o l a n d 工艺即是由自养硝化菌作为生物催化剂所发生的氧化还原除氮，是 氧控自养硝化反硝化的简称【l6 1 。据报道，该工艺与传统的硝化反硝化工艺相比 可节省供氧6 2 5 ，节省电子供体( 碳源) 1 0 0 。自养硝化菌可用来处理高浓 度含氨废水，实验室研究表明，该工艺对总氮含量的去除效率相当高 5 0 m g t n ( l d ) 】。 ( 4 ) 同时硝化反硝化技术 同时硝化反硝化( s i m u l t a n e o u sn i t r i f i c a t i o na n dd e n i t r i f i c a t i o n ，简称s n d ) 是 指当好氧环境与缺氧环境在一个反应器中同时存在，硝化和反硝化在同一反应器 中同时进行。目前对s n d 现象的机理还没有一致的解释，一般认为的三个主要机 理 1 7 1 为：宏观环境理论；微观环境理论；生物化学作用。高廷耀等【1 8 1 对 几种不同的生物脱氮工艺中的s n d 现象进行了试验分析，试验结果表明，d o 浓 度、污泥絮体结构及污泥有机负荷是影晌s n d 的主要因素。 ( 5 ) 短程消化反硝化技术 短程硝化反硝化生物脱氮( s h o r t c u tn i t r i f i c a t i o n d e n i t r i f i c a t i o n ) 技术是将硝 化过程控制在n 0 2 - 阶段而终止，随后进行反硝化，即氮的转化过程为 n h 4 + - - - * n 0 2 - _ n 2 。袁林江等【1 9 】利用s m s b r 处理焦化废水时获得了稳定、高效的 短程硝化作用，平均亚硝化率为9 1 1 。短程硝化反硝化与传统脱氮工艺相比具 有降低能耗、节省碳源、污泥产量少、占地面积少等特点，且对于含氮较高和碳 源不足的废水具有很大的应用价值。 综上，生化法可用于去除多种含氮有机物，处理效果稳定，不产生二次污 染，但占地面积大、低温时效率低、易受有毒物质影响并且运行管理比较麻烦。 生化法一般适于处理2 0 0m g l 1 以下的废水，对于高浓度氨氮废水无法直接采 用，往往需要采用其它物理或化学方法将氨氮浓度降低后，方可使用。因细菌生 长繁殖需要碳源，对于不含碳元素的化工氨氮废水，如果采用生化法处理，则需 要添加含碳源的废水，无形中又增加了废水的处理量及处理成本，致使废水处理 的经济性降低。 北京化t 大学硕j ：学化论文 1 2 2 物理化学处理技术 国内外处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多，主要有空气吹脱法、蒸汽 汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法和烟道气治理 法等，这些方法各有优缺点，可用于不同条件的废水处理。 ( 1 ) 空气吹脱法 空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触，利用废水中组分的实际浓度 与平衡浓度之间的差异，使氨氮由液相转移至气相而去除【2 0 1 。废水中的氨氮通 常以离子铵( n h 4 + ) 和游离氨( n h 3 ) 的状态保持平衡而存在，将废水p h 值调 节至碱性时，n h 4 + 转化为n i l 3 ，然后通入空气将n h 3 吹脱出来【2 1 j 。 n h 4 + + o h 。一n h 3 + h 2 0 ( 1 1 ) 在吹脱过程中，废水p h 值、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影 响。一般来说，p h 值要提高至l o 8 1 1 5 ，水温一般不能低于2 0 ，水力负荷为 2 5 5 m 3 ( m 2 h ) ，气水比为2 5 0 0 - - 5 0 0 0m 3 m 3 ，此时氨氮去除率在6 0 n 9 5 e 2 2 1 。 王卓等【2 3 1 采用空气吹脱法对硝基苯胺废水进行了处理，在p h 值大于l l 的条件 下，废水中氨氮浓度由3 1 5 0m g l 。1 下降为1 8 7m g l _ 1 ，氨氮去除率为9 3 。蔡 秀珍掣2 4 】对高浓度氨氮废水( 3 0 0 0 4 0 0 0m g - l 以) 进行吹脱处理，氨氮去除率达 到9 5 以上。 空气吹脱法工艺流程简单，处理效果稳定，但n h 3 - n 仅从溶解状态转化为 游离态，并没有彻底除去，需要相应的回收装置，否则易造成二次污染；当温度 低时n h 3 - n 吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用。该方法运行中最大的费用 是调整p h 值到1 1 以上时所消耗的碱，采用纯碱或固碱操作简单但是价格偏高， 利用石灰成本低，但沉渣多而且难以清理。 ( 2 ) 蒸汽汽提法 蒸汽汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱 法一样，即在高p h 值时使废水与气体密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。 其传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间 的差值。延长气水问的接触时间及接触紧密程度可提高n h 3 - n 的处理效率，用 填料塔可以满足此要求1 2 2 1 。由于采用蒸汽作为工作介质，氨自废水进入蒸汽中， 然后在塔顶蒸馏成浓氨水回收，或是采用酸吸收成为相应的铵盐。 蒸汽汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水( 浓度在1 0 0 0m g l - 1 以 上) ，操作条件与吹脱法类似。对于浓度在1 0 0 0 - - - 2 0 0 0 0m g l 1 ，甚至更高浓度的 氨氮废水，采用该法可以经一次处理后，氨氮浓度达到国家一级排放标准以下， 文献综述 但汽提塔内容易生成水垢，使操作无法正常进行。该法需不断鼓气、加碱，出水 需再加酸调低p h 值，能耗与碱耗较大，处理费用比较高。 ( 3 ) 折点加氧法 折点加氯法是将氯气通入水中，当投入量达到某一值( 点) 时，水中游离氯 含量最低而氨的浓度降为零，当投入量超过该点时，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。折点氯化去除氨的的机理为 氯气与氨反应生成无害的氮气，氮气逸入大气，使反应源源不断向右进行。主要 反应如下： c 1 2 + h 2 0 - h c l 0 + h + + c 1 。 n h 3 + h c l 0 _ n h 2 c 1 ( 一氯胺) + h 2 0 n h 2 c 1 + h c l 0 _ n h c l 2 ( 二氯胺) + h 2 0 n h c l 2 + h c l 0 一n c l 3 ( 三氯胺) + h 2 0 2 n h 3 + 3 h c l 0 - n 2 t + 3 h 2 0 + h c l ( 1 2 ) ( 1 3 ) ( 1 4 ) ( 1 - 5 ) ( 1 - 6 ) 折点加氯法需氯量取决于氨氮的浓度，两者质量比为7 6 ：l ，为了保证反应完 全，一般氧化1m g 氨氮需加9 1 0m g 的氯气。当氨氮浓度 e c d ，即a t r t p h 。对正交试验结果进行显著性分析，可知因子a 的f 检验结果是显著的，因子b 、c 、d 、e 的f 检验均不显著的。由于表3 1 中极差值r 变化较