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(jì)劃及預(yù)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(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的根據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局發(fā)布的2007年中國(guó)環(huán)年中國(guó)環(huán)境質(zhì)量狀況境質(zhì)量狀況，2007年全國(guó)廢水排放總量為年全國(guó)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(wàn)噸（其中，工業(yè)排放量為萬(wàn)噸（其中，工業(yè)排放量為34萬(wàn)噸，生活排放量為萬(wàn)噸

2、，生活排放量為98.3萬(wàn)噸）。萬(wàn)噸）。 國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)七大水系（海河、遼河、黃河、國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)七大水系（海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長(zhǎng)江、珠江）的淮河、松花江、長(zhǎng)江、珠江）的411個(gè)地表水監(jiān)測(cè)個(gè)地表水監(jiān)測(cè)斷面中，主要污染指標(biāo)為氨氮、五日生化需氧量、斷面中，主要污染指標(biāo)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(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖(庫(kù)庫(kù))中，主要污染指標(biāo)為總氮中，主要污染指標(biāo)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(lái)水廠處理運(yùn)行困難自來(lái)水廠處理運(yùn)行困難 加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程硝化細(xì)菌作用下被氧化硝化細(xì)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(duì)人毒增加加氯量，對(duì)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(lán)藻爆發(fā)赤潮，藍(lán)藻爆發(fā)1.3 現(xiàn)有的氨氮廢水的處理方法 1.1.化學(xué)法與混凝法處理效果穩(wěn)定，氨氮去除率高，且操作化學(xué)法與混凝法處理效果穩(wěn)定，氨氮去除率高，且操作簡(jiǎn)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(jiǎn)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(diǎn)限制了它的推廣應(yīng)用，一般適用于處理高濃度工業(yè)等缺點(diǎn)限制了它的推廣應(yīng)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(yīng)用比較廣泛，可去除多種含氮化合物，生物脫氮技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，可去除多種含氮化合物，對(duì)一些濃度較低，成分不是很復(fù)雜的氨氮廢水，總氮去除對(duì)一些濃度較低，成分不是很復(fù)雜的氨氮廢水，總氮去除率可達(dá)率可達(dá)70%95%70%95%，且二次污染小，比較經(jīng)濟(jì)。但生物法處，且二次污染小，比較經(jīng)濟(jì)。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(guò)氨氮陽(yáng)離子在具有比較大的比表面積或者是吸附法通過(guò)氨氮陽(yáng)離

5、子在具有比較大的比表面積或者是有陽(yáng)離子交換性能的材料表面吸附或者交換得以實(shí)現(xiàn)。有陽(yáng)離子交換性能的材料表面吸附或者交換得以實(shí)現(xiàn)。 4.4.高級(jí)氧化技術(shù)，如電催化氧化、光催化氧化、超臨界催高級(jí)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(lái)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(lái)的催化濕式氧化技術(shù)技術(shù) 3. 課題研究計(jì)劃及預(yù)期成果n 通過(guò)研究沸石等若干種材料及采用不同的化通過(guò)研究沸石等若干種材料及采用不同的化學(xué)方法對(duì)幾種材料進(jìn)行改性處理后對(duì)低濃度氨氮學(xué)方法對(duì)幾種材料進(jìn)行改性處理后對(duì)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(duì)吸附條件進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)動(dòng)并對(duì)吸附條件進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)反應(yīng)器，考察挑選出的基質(zhì)材料在動(dòng)態(tài)反應(yīng)器態(tài)反應(yīng)器，考察挑選出的基質(zhì)材料在動(dòng)態(tài)反應(yīng)器中對(duì)水體中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技中對(duì)水體中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技術(shù)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景。術(shù)在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用前景。主要研究?jī)?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(duì)氨氮的去除效果，得到對(duì)氨化鋁、粉煤灰等）對(duì)氨氮的去除效果，得到對(duì)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(xué)方法對(duì)基質(zhì)材料進(jìn)行改性

7、（酸）采用不同化學(xué)方法對(duì)基質(zhì)材料進(jìn)行改性（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對(duì)氨氮的去改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對(duì)氨氮的去除效果。除效果。n（3）考察時(shí)間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、）考察時(shí)間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、pH值、溫度等工藝參數(shù)對(duì)氨氮去除效果的影響，值、溫度等工藝參數(shù)對(duì)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(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)氨氮去除反應(yīng)器，優(yōu)化工藝參數(shù)，）設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)氨氮去除反應(yīng)器，優(yōu)化工藝參數(shù)，考察其對(duì)氨氮的去除效果。考察其對(duì)氨氮的去除效果。擬采用方法 n采用納氏試劑比色法測(cè)定氨氮濃度，采用采用納氏試劑比色法測(cè)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(guò)察基質(zhì)表面的微觀形態(tài)，基質(zhì)的比表面積通過(guò)BET檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)，通過(guò)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。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(yáng)澄湖、西塘河高氨氮原水作為礎(chǔ)之上以太湖、陽(yáng)澄湖、西塘河高氨氮原水作為處理對(duì)象，考察氨氮的去除效果。處理對(duì)象，考察氨氮的去除效果。關(guān)鍵問(wèn)題及研究難點(diǎn) 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(shí)際水質(zhì)條件的結(jié)合工藝參數(shù)的選擇與實(shí)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(jì)劃 n2011年年45月月 查閱資料，確定實(shí)驗(yàn)方法路線，查看歷年原查

9、閱資料，確定實(shí)驗(yàn)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(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置、儀器和藥品；準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)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(duì)氨氮的去除效果粉煤灰等）對(duì)氨氮的去除效果n2011年年1112月月 采用不同化學(xué)方法對(duì)基質(zhì)材料進(jìn)行改性采用不同化學(xué)方法對(duì)基質(zhì)材料進(jìn)行改性（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對(duì)氨氮的去除效（酸改、堿改、鹽改），考察改性后基質(zhì)對(duì)氨氮的去除效果。果。n2012年年14月月 考察時(shí)間、氨氮初始濃度、基質(zhì)投加量、考察時(shí)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(duì)氨氮去除效果的影響，提高氨值、溫度等工藝參數(shù)對(duì)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(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)氨氮去除反應(yīng)器，優(yōu)化工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)氨氮去除反應(yīng)器，優(yōu)化工藝參數(shù)，考察其對(duì)氨氮的去除效果?？疾炱鋵?duì)氨氮的去除效果。 經(jīng)費(fèi)概算 預(yù)預(yù) 算算 科科 目目 金額金額(元元) 計(jì)算根據(jù)及理由及年度使用計(jì)劃計(jì)算根據(jù)及理由及年度使用計(jì)劃 合合 計(jì)計(jì) 7000 科研業(yè)務(wù)費(fèi)科研業(yè)務(wù)費(fèi)3000 1000 項(xiàng)目調(diào)研及相關(guān)費(fèi)用項(xiàng)目調(diào)研及相關(guān)費(fèi)用 2000學(xué)術(shù)交流、論文發(fā)表、項(xiàng)目結(jié)題學(xué)術(shù)交流、論文發(fā)表、項(xiàng)目結(jié)題 實(shí)驗(yàn)材料費(fèi)實(shí)驗(yàn)材料費(fèi) 2000 500 檢測(cè)所用試劑檢測(cè)所用試劑 1000 各種化學(xué)試劑和反應(yīng)器制作費(fèi)用各種化學(xué)試劑和反應(yīng)器制作費(fèi)用 500 化學(xué)容器等易損耗品化學(xué)容器等易損耗品 協(xié)作費(fèi)協(xié)作費(fèi) 2000 SEM、BET、XRD等分析測(cè)試費(fèi)用等分析測(cè)試費(fèi)用 預(yù)期成果n得到對(duì)氨氮吸附效果較為理想的基質(zhì)；得到對(duì)氨氮吸附效果較為理想的基質(zhì)；n優(yōu)化工藝參數(shù)，對(duì)基質(zhì)進(jìn)行有效的改性；優(yōu)化工藝參數(shù)，對(duì)基質(zhì)進(jìn)行有效的改性；n設(shè)計(jì)并優(yōu)化動(dòng)態(tài)反應(yīng)器。設(shè)計(jì)并優(yōu)化動(dòng)態(tài)反應(yīng)器。 n技術(shù)路線