1、LOGOLOGO原水高氨氮去除技术的研究原水高氨氮去除技术的研究目录 1.研究背景 2.课题研究方案 3.课题研究计划及预期成果1.研究背景n1.1 水体的氨氮污染概况水体的氨氮污染概况n1.2 水体高氨氮的危害水体高氨氮的危害n1.3 现有的氨氮废水的处理方法现有的氨氮废水的处理方法 1.1 水体的氨氮污染概况 根据国家环境保护总局发布的根据国家环境保护总局发布的2007年中国环年中国环境质量状况境质量状况，2007年全国废水排放总量为年全国废水排放总量为556.7亿亿吨，氨氮排放量为吨，氨氮排放量为132.3万吨（其中，工业排放量为万吨（其中，工业排放量为34万吨，生活排放量为万吨，生活排
2、放量为98.3万吨）。万吨）。国家环境监测网七大水系（海河、辽河、黄河、国家环境监测网七大水系（海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江、珠江）的淮河、松花江、长江、珠江）的411个地表水监测个地表水监测断面中，主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、断面中，主要污染指标为氨氮、五日生化需氧量、高锰酸盐指数和石油类。高锰酸盐指数和石油类。28个国控重点湖个国控重点湖(库库)中，主要污染指标为总氮中，主要污染指标为总氮和总磷。和总磷。氨氮在水体中以游离氨氮在水体中以游离NH3分子和分子和NH4+离子两种离子两种形式存在。形式存在。1.2 水体高氨氮的危害消耗水体的溶解氧消耗水体的溶解氧 自来水厂处理运行
3、困难自来水厂处理运行困难 加速水体的富营养化过程加速水体的富营养化过程硝化细菌作用下被氧化硝化细菌作用下被氧化为硝酸盐为硝酸盐 ，消耗溶解，消耗溶解氧，致鱼死亡氧，致鱼死亡造成饮用水的异味甚造成饮用水的异味甚至完全不能饮用至完全不能饮用。消。消毒增加加氯量，对人毒增加加氯量，对人体危害体危害原水高氨氮的危害原水高氨氮的危害赤潮，蓝藻爆发赤潮，蓝藻爆发1.3 现有的氨氮废水的处理方法 1.1.化学法与混凝法处理效果稳定，氨氮去除率高，且操作化学法与混凝法处理效果稳定，氨氮去除率高，且操作简便，然而产生大量难以处理的污泥出水中盐的浓度增加简便，然而产生大量难以处理的污泥出水中盐的浓度增加等缺点限制
4、了它的推广应用，一般适用于处理高浓度工业等缺点限制了它的推广应用，一般适用于处理高浓度工业废水。废水。2.2.生物脱氮技术应用比较广泛，可去除多种含氮化合物，生物脱氮技术应用比较广泛，可去除多种含氮化合物，对一些浓度较低，成分不是很复杂的氨氮废水，总氮去除对一些浓度较低，成分不是很复杂的氨氮废水，总氮去除率可达率可达70%95%70%95%，且二次污染小，比较经济。但生物法处，且二次污染小，比较经济。但生物法处理高浓度氨氮不适合，高浓度氨氮不仅抑制生物活性理高浓度氨氮不适合，高浓度氨氮不仅抑制生物活性 3.3.吸附法通过氨氮阳离子在具有比较大的比表面积或者是吸附法通过氨氮阳离子在具有比较大的比
5、表面积或者是有阳离子交换性能的材料表面吸附或者交换得以实现。有阳离子交换性能的材料表面吸附或者交换得以实现。4.4.高级氧化技术，如电催化氧化、光催化氧化、超临界催高级氧化技术，如电催化氧化、光催化氧化、超临界催化氧化、以及在湿式氧化基础上发展起来的催化湿式氧化化氧化、以及在湿式氧化基础上发展起来的催化湿式氧化技术技术 3.课题研究计划及预期成果n 通过研究沸石等若干种材料及采用不同的化通过研究沸石等若干种材料及采用不同的化学方法对几种材料进行改性处理后对低浓度氨氮学方法对几种材料进行改性处理后对低浓度氨氮的吸附去除特性，由此挑选出合适的吸附基质，的吸附去除特性，由此挑选出合适的吸附基质，并对
6、吸附条件进行优化。在此基础之上，设计动并对吸附条件进行优化。在此基础之上，设计动态反应器，考察挑选出的基质材料在动态反应器态反应器，考察挑选出的基质材料在动态反应器中对水体中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技中对水体中氨氮的去除效果，展望此氨氮去除技术在实际工业生产中的应用前景。术在实际工业生产中的应用前景。主要研究内容 n（1）考察在常温下不同基质（活性炭、沸石、氧）考察在常温下不同基质（活性炭、沸石、氧化铝、粉煤灰等）对氨氮的去除效果，得到对氨化铝、粉煤灰等）对氨氮的去除效果，得到对氨氮去除效果较好的基质。氮去除效果较好的基质。n（2）采用不同化学方法对基质材料进行改性（酸）采用不同化学方法
7、对基质材料进行改性（酸改、碱改、盐改），考察改性后基质对氨氮的去改、碱改、盐改），考察改性后基质对氨氮的去除效果。除效果。n（3）考察时间、氨氮初始浓度、基质投加量、）考察时间、氨氮初始浓度、基质投加量、pH值、温度等工艺参数对氨氮去除效果的影响，值、温度等工艺参数对氨氮去除效果的影响，提高氨氮去除效果。提高氨氮去除效果。n（4）设计动态氨氮去除反应器，优化工艺参数，）设计动态氨氮去除反应器，优化工艺参数，考察其对氨氮的去除效果。考察其对氨氮的去除效果。拟采用方法 n采用纳氏试剂比色法测定氨氮浓度，采用采用纳氏试剂比色法测定氨氮浓度，采用SEM观观察基质表面的微观形态，基质的比表面积通过察基质
8、表面的微观形态，基质的比表面积通过BET检测，通过检测，通过XRD考察吸附基质表面物质的变考察吸附基质表面物质的变化。化。n拟采用拟采用NH4Cl溶液模拟高氨氮原水，在此研究基溶液模拟高氨氮原水，在此研究基础之上以太湖、阳澄湖、西塘河高氨氮原水作为础之上以太湖、阳澄湖、西塘河高氨氮原水作为处理对象，考察氨氮的去除效果。处理对象，考察氨氮的去除效果。关键问题及研究难点 n吸附基质的选择吸附基质的选择n工艺参数的选择与实际水质条件的结合工艺参数的选择与实际水质条件的结合n原水水质的多变性原水水质的多变性研究计划 n2011年年45月月 查阅资料，确定实验方法路线，查看历年原查阅资料，确定实验方法路
9、线，查看历年原水水文资料；水水文资料；n2011年年67月月 准备实验装置、仪器和药品；准备实验装置、仪器和药品；n2011年年810月月 考察不同基质（活性炭、沸石、氧化铝、考察不同基质（活性炭、沸石、氧化铝、粉煤灰等）对氨氮的去除效果粉煤灰等）对氨氮的去除效果n2011年年1112月月 采用不同化学方法对基质材料进行改性采用不同化学方法对基质材料进行改性（酸改、碱改、盐改），考察改性后基质对氨氮的去除效（酸改、碱改、盐改），考察改性后基质对氨氮的去除效果。果。n2012年年14月月 考察时间、氨氮初始浓度、基质投加量、考察时间、氨氮初始浓度、基质投加量、pH值、温度等工艺参数对氨氮去除效果
10、的影响，提高氨值、温度等工艺参数对氨氮去除效果的影响，提高氨氮去除效果。氮去除效果。n2012年年512月月 设计动态氨氮去除反应器，优化工艺参数，设计动态氨氮去除反应器，优化工艺参数，考察其对氨氮的去除效果。考察其对氨氮的去除效果。经费概算 预预 算算 科科 目目 金额金额(元元)计算根据及理由及年度使用计划计算根据及理由及年度使用计划 合合 计计 7000 科研业务费科研业务费3000 1000 项目调研及相关费用项目调研及相关费用 2000学术交流、论文发表、项目结题学术交流、论文发表、项目结题 实验材料费实验材料费 2000 500 检测所用试剂检测所用试剂 1000 各种化学试剂和反
11、应器制作费用各种化学试剂和反应器制作费用 500 化学容器等易损耗品化学容器等易损耗品 协作费协作费 2000 SEM、BET、XRD等分析测试费用等分析测试费用 预期成果n得到对氨氮吸附效果较为理想的基质；得到对氨氮吸附效果较为理想的基质；n优化工艺参数，对基质进行有效的改性；优化工艺参数，对基质进行有效的改性；n设计并优化动态反应器。设计并优化动态反应器。n技术路线：技术路线：相关文献查阅相关文献查阅制定实验方案制定实验方案实验的准备实验的准备模拟高氨氮原水模拟高氨氮原水水文资料查阅水文资料查阅吸附基质的考察吸附基质的考察及选择及选择基质改性后吸附基质改性后吸附性能考察性能考察影响因子的考察影响因子的考察及优化及优化动态反应器的设动态反应器的设计及应用计及应用实际高氨氮原水实际高氨氮原水结束结束
