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折点加氯法脱氨氮后余氯的脱除


第 33 卷第 11 期 2008 年 11 月

环境科学与管理
ENV IRO NM ENTAL SC IENCE AND M ANAGEM ENT

文章编号 : 1673 - 1212 ( 2008 ) 11 - 0102 - 07

折点加氯法脱氨氮后余氯的脱除
白雁冰
(大同市环

境保护研究所 ,山西 大同 037006)

摘   : 焦化废水是指用煤制焦炭 、 要 煤气净化和焦化产品回收等焦化过程中煤中的吸附水及热反应的生成水冷 凝后生成的 。废水中含有高浓度的酚 、 、 氰 氨氮和多种有机化合物 。A /O 法处理焦化废水 ,脱氮效率受湿度等 因素影响 ,变化较大 ,采用折点加氯法对水中氨氮进一步脱除 ,可使氨氮浓度降至 10 mg/L。本文在实验室条件 下 ,根据已获得的氯投加量 、 值 、 pH 搅拌及反应停留时间等最佳反应条件的基础上 , 探讨折点加氯法的处理效 果 ,以及最佳的废水处理浓度 ,并寻求活性炭 、 焦炭脱除余氯的最佳条件 ,最终提出适合北方地区焦化废水的系 统脱氮方案 。 关键词 : 活性炭 ; 折点加氯 ; 加氯氧化 ; 焦化废水 中图分类号 : X703. 1 文献标识码 : A

Degradation Chlorine after B reak - point Coloration to Degradation NH3 - N
B ai Yanbing
(Datong Scientific Research Insitute of Environment Protection, Datong 037006, China)

前言

焦化废水是指用煤制焦炭 、 煤气净化和焦化产 品回收等焦化过程中煤中的吸附水及热反应的生成 水冷凝后生成的 。废水中含有高浓度的酚 、 、 氰 氨氮 和多种有机化合物 。 目前中国对焦化废水的处理多用活性污泥法或 延时曝气法 (曝气时间大于 24 小时 ) 。处理后 , 虽 然出水的酚 、 、 氰 BOD 基本达到排放标准 , 但其氨氮 和 COD 一般难以达标 。由于氨氮对人及生物都有 毒性 ,并且可造成地表水富营养化 ,人们越来越关注 氨氮污染对水体造成的危害 。随着国家对环境污染

收稿日期 : 2008 - 08 - 27

作者简介 : 白雁冰 (1977 - ) ,男 ,山西省大同市人 ,毕业于山西大学 ,工

Abstract: Coke - oven effluent is the absorbtion water of coke, depurate coal gas, reclaim of coke - oven manufacture and the condensate water of heat reaction. In the waste water, there are high concentration of hydroxybenzene, cyanogen, NH3 - N and manifold of organic compound. W e use the method of A /O to p rocess coke - oven effluent The efficiency of degrade nitrogen is . effected by temperature, pH , etc. Its change has a wide scope. W e use break - point coloration to degrade NH3 - N. The con2 centration of NH3 - N maybe decreases to 10 mg /L. In the condition of Lab, in the base of the added quantity of chlorine, pH, agitation and the tim e of tarry W e discussion the p rocess efficiency of nitrogen removal, the best concentration of the waste water . and look for the p rocess efficiency in the best condition of activated carbon and coke. A t last we p resent the method of degrade ni2 trogen for north areas coke - oven effluent . Key words: activated carbon; break - point coloration; chlorination; coke - oven effluent
程师 ,主要从事建设项目的环境影响评价和环境科研工作 。

物进行排放浓度及总量双重控制指标的实施 , 解决 [1 - 2] 焦化废水中氨氮的严重污染问题刻不容缓 。 近几年来 ,国内外对氨氮的控制做了大量的工 作 。目前氨氮的去除方法有物理法 、 化学法和生物 法处理 。 70 年代 B armard提出了不加碳源的二级脱 氮法 ,美国 Spector先后开发了缺氧 - 好氧和厌氧 缺氧 - 好氧脱氮工艺 。 80 年代日本研究了原水分 注式的低耗脱氮工艺 ; 南非用硫化床处理高浓度含 氮废水 ; 加拿大 T R. B ridle 对焦化废水脱氮折点加 . [3] 氯法也获得成功 ,这些工艺逐渐在国外得到应用 。 在国内 ,随着工业废水氨氮排放标准的制定和实施 , 以及对氨氮高浓度排放废水危害性的进一步认识 , 焦化废水中氨氮去除问题引起了广泛的关注 , 在脱 氮机理研究及治理技术方面做了大量工作 。同济大 2 学、 清华大学 、 华东师大也对 A /O 法和 A /O 法进行 了试验研究 ; 哈尔滨建筑大学与鞍山焦炭耐火设计

Vol133 No111 Nov 2008 .

?102?

第 33 卷第 11 期 2008 年 11 月

白雁冰 ? 折点加氯法脱氨氮后余氯的脱除

研究院合作研究用内循环 A /O 法处理焦化废水获 得成功 。同时 ,国内外学者对氨吹脱 、 选择性离子交 换法 、 折点加氯等多种工艺做了大量研究试验工作 , 将物化处理和生物处理相结合 , 逐渐在污水厂处理 [4 - 6] 工段得到应用 。 由于山西所处地理环境冬季气温较低 , 生物法

处理因温度变化大 ,处理效果受到影响 ,甚至出水氨 氮浓度还会有所升高 , 因此有必要在生物处理的基 础上对氨氮作进一步深度处理 。综合国内外研究成 2 果及结合本地实际 , 我们提出了“A /O 法生物处理 - 折点加氯 - 活性炭吸附高效脱氮系统脱氮 ” 方案 (见图 1 ) 。

图 1  系统流程示意图

   生化出水经折点加氯和活性炭吸附后可使氨氮 浓度降至 10 m g /L 以下 , 达到并远低于国家一级排 放标准 ,并在脱氮同时可氧化氰化物 、 二价硫和去除 色度 ,多方面改善出水水质 。

1. 1   折点加氯原理

在含有氨的水中投加次氯酸 ( HOC l) 时 , 当 pH 值在中性附近时 , 主要随次氯酸投加逐步进行下述 反应 ,如图 2 所示 :

1  折点加氯及活性炭吸附原理

图 2  折点加氯法氯化处理法反应示意图
(注 : 残留氯 =结合残留氯 +游离残留氯   结合残留氯 =一氯胺 +二氯胺   游离残留氯 =次氯酸 )

  NH3 + HOCl
NH2 C l + HOC l NH2 C l +NHC l2

→NH2 Cl + H2 O →NHC l2 + H2 O
+ -

(1) (2)

1. 2   活性炭吸附余氯原理

量增 大 , 一 氯 胺 进 行 ( 2 ) 式 反 应 , 生 成 二 氯 胺 (NHC l2 ) ,同时进行 ( 3 ) 式反应 , 水中氮呈氮气被去 除 。其结果水中余氯浓度随 C l/N 的增加而减少 ,当 C l/N 达到 716 (理论值 ) 时 , 因未反应次氯酸 (游离 氯 )增多 , 水中残留余氯再次增大 。因为氯与污水 中的有机物反应 ,所以实际 Cl/N 比 716 要大 。
2

去除率可达 97%以上 ,且因 A /O 段处理水氨氮为低 浓度 ,加氯量相对减少 ,经济可行 。而且加氯具有杀 毒作用 ,提高水质 。

(3) →N2 ↑ + 3H + 3C l 氯投 加 量 ( m gCl2 /L ) 和 氨 氮 之 比 ( Cl/N ) 在 5107 以下 时 , 首 先 进 行 ( 1 ) 式 反 应 , 生 成 一 氯 胺 (NH2 C l) ,水中余氯浓度增大 。其后随次氯酸投加

本系统对 A /O 段处理水进行深度去除氨氮 ,

加氯段处理水含有余氯 ,对水造成二次污染 ,且 对鱼类有影响 ,需去除 ,多采用活性炭吸附法 。 关于活性炭去除余氯反应机理 , 至今还未彻底 搞清 ,据分析认为可能按下列反应进行 : 3 3 3 ( 4) C + HOCl →CO + H + Cl 3 3 C +NH2 C l + HO →CO +NH4 + Cl ( 5 )
2NH2 C l + CO H2 O

Vol133 No111 Nov 2008 .

经测定表明 ,为使处理水中余氯浓度在 1 m g /L 以下 ,需要设置三层 、 3 m ~6 m 的活性炭层 ,停留 共 时间需 30 m in,不连续点加氯处理后 ,再经活性炭吸 附处理 , 不仅能去除余氯 , 而且从反应式 ( 5 ) 、( 6 ) 看 ,还可以在整个处理工艺中提高氨氮的去除率 10% ~20% ,还可去除 50%的有机物 。工艺流程图 如图 3 所示 。 ?103?

(注 : C3 代表活性炭 ; CO 3 代表经氧化活性炭 )

3

→N2 ↑ + C

3

+ 2H

3

+ 2C l + ( 6)

-

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3. 1. 2   加氯后氨氮的去除曲线 (见表 3、 4 ) 图
表 3  加氯后氨氮去除
水样氨氮 浓度 (mg/L) 加氯后氨氮 浓度 (mg/L) 氨氮去除 率 (% )
19. 44 41. 96 68. 06

81. 03

0. 74

0. 85

1. 98

3. 65

图 3  工艺流程图

2  实验方案设计
2. 1   折点加氯实验

96. 19

97. 97

97. 09

95. 50

焦化废水取自太原煤气公司焦化厂生化站出水 , 用来配制氨氮浓度为 20 mg/L、 mg/L、 mg/L、 40 60 80 mg/L、 mg/L 五个浓度水样 ,按 Cl/N 为 9: 1 投加 100 次氯酸钠 ,搅拌 5 m in,静置 25 m in,测定加氯前后氨 氮、 、 COD 余氯浓度及色度 ,分析并讨论实验结果。 2. 2   活性炭吸附余氯实验 实验水样为加氯处理后水样 ,设置一组共三只活 性炭柱 ,活性炭粒径为 20 目 , 每根柱长分别为 7715 cm、 15 cm、 13 cm , 直径为 319 cm , 流速为 9916 85 87 m l/m in,接触停留时间为 30 m in。监测过柱后氨氮 、 COD、 余氯浓度及色度。研究活性炭对不同浓度焦化 废水加氯后出水余氯 、 氨氮及 COD 的吸附情况 。 另外在各项实验条件不变的情况下 ,用直径为 2 mm ~3 mm 的焦炭颗粒代替活性炭 ,重复上述实验 , 观察焦炭对余氯 、 、 氨氮 COD 及色度的处理效果。讨 论能否在工业生产上用焦炭作活性炭的替代品。 2. 3   实验仪器设备 氨气敏电极 、 甘汞电极 、 恒温磁力搅拌器 、 蠕动 泵、 JB350 - D 型增力电动搅拌器 。 2. 4   测定项目及分析方法 (见表 1 )
表 1  测定项目和分析方法
COD cr

图 4  加氯后氨氮去除曲线

测定项目 分析方法

氨氮

余氯

色度

重铬酸钾法

电极法

碘量法

稀释倍数法

3  实验结果及讨论

3. 1   折点加氯实验

本实验是在已获得最佳反应条件的基础上 , 通 过对不同浓度系列的废水处理效果对比 , 验证本方 法的优点 ,确定最佳浓度处理段 。 3. 1. 1   氨氮工作曲线的绘制 (见表 2 )
表 2  氨氮工作曲线
50 100 2 C (mg /L ) LogC

5

150

200

0. 698 97 43. 0

1. 698 97 101. 5

2. 176 09 129. 1

2. 301 135. 7

Z(mV )

118. 9

   ( r = 0. 999 9   a = 2. 563   b = 58. 071)

?104?

  由 图 4 可知 : ( 1 ) 加 氯后 氨氮 的去 除 率 都 在 93147%以上 ,最高可达 97197% ,去除效果十分明显 。 ( 2 )由不同浓度的去除效果来看 ,折点中氯法处理氨 氮浓度在 60 mg/L 以下的焦化废最佳 ,出水浓度符合 国家二级排放标准 (中华人民共和国国家标准 ,钢铁 [7] 工业水污染物排放标准 GB13456 - 92 ) 。折点加氯 法不适用于高浓度废水中氨氮的去除 ,因为 : ① 氯投 加量大 ,经济上不合理。 ② 在绝对出水浓度上 ,因为 基数大 ,即使去除率在 97% , 出水浓度也相对偏高 。 ③ 存在着处理后水中余氯浓度过高的问题。因此 ,取 60 mg/L 以下浓度段处理最佳。 ( 3 )以次氯酸钠为氯 源时 ,体系 pH 值对氨氮去除率影响很小。因为在次 氯酸钠溶液中 ,氯主要以次氯酸根离子存在 ,与水样 中氨氮在搅拌条件下发生均相反应 ,反应离子浓度较 大 ,而使反应易于发生 ,并且迅速完成反应。因此无 需调 pH 值 ,但在 pH 值为 6 ~8 时 ,水样色度去除最 好 ,因此反应 pH 值定在 6~8 之间。 3. 1. 3   加氯后 COD 的变化 (见表 4、 5 ) 图
表 4  加氯后 COD 的变化
43. 8 75. 7 107. 6

Vol133 No111 Nov 2008 . 96. 09 6. 28 93. 47 203. 9

水样 COD 浓度
(mg /L )

159. 0

加氯后 COD 浓度
(mg /L ) COD 去除率 (%)

41. 2

70. 4

100. 6

149. 5

192. 6

5

7

6. 5

6

5. 3

图 5  加氯后 COD 去除曲线

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   由图 5 可知 : ( 1 ) 与加氯前各浓度段相比 , 加氯 后 COD 值都有所下降 ,这是因为活性氯氧化了废水 中的部分有机物 , 这充分说明折点加氯法不但可以 有效去除氨氮 , 而且还可去除部分有机物 , 使 COD 值下降 。 ( 2 )由数据可看出 , COD 去除不多 ,分析其 原因 ,可能因为在用重铬酸钾法测 COD 时 , 由于加 氯后使溶液中氯离子及活性氯猛增 , 它们与重铬酸 钾发生反应 ,多消耗了重铬酸钾 , 从而使 COD 计算 值比实际值偏大 。 ( 3 ) 由数据也可看出 , COD 去除 率在 513% ~7%之间 ,且以氨氮浓度在 60 m g /L 左 右时 ,去除效果较为明显 。 3. 1. 4   色度的去除 (见表 5、 6 ) 图
表 5  加氯后色度的去除
2 2 0 4 4 0 4 4 0

图 7  余氯去除曲线

   由图 7 可知 : ( 1 )活性炭吸附余氯效率达 100% , 从而使出水不含余氯 , 完全达标 。 ( 2 ) 活性炭对余 氯吸附反应机理 ,至今沿有争议 ,目前较新的一种解 释认为 ,它不是一种单纯的吸附 ,余氯与活性炭之间 发生了化学反应 ,反应式见原理部分 。 3. 2. 2   氨氮去除情况 (见表 7、 8 ) 图
表 7  过柱氨氮的去除
加氯后氨氮 浓度 (mg/L) 过柱后氨氮 浓度 (mg/L) 氨氮去除率 ( % )
0. 71 0. 85 1. 98

水样色度

6 4

6 4

加氯后色度

5. 29

色度去除率 ( % )

33

33

0. 31 51

0. 34 59

0. 73 63

1. 69 68

图 6  加氯后色度去除曲线

   由图 6 可知 : ( 1 ) 加氯对色度有一定去除作用 , 在低浓度时变化不大 。但对氨氮浓度在 60 mg /L 以 上的废水 , 色度去除比较明显 。 ( 2 ) 对低浓度废水 加氯后 ,溶液呈黄绿色 。实际上 , 色度仍有去除 , 只 因溶液中溶解有氯气 , 所以才呈现黄绿色 。从而低 浓度废水加氯后 ,色度总体变化不大 。 综合上述氨氮 、 、 COD 色度的去除情况 , 折点加 氯法适合氨氮浓度在 60 mg /L 以下的焦化废水的处 理 ,此段浓度的废水经处理后 , 达到国家排放标准 , 而且氯投加量不大 (低浓度处理 ) ,经济可行 。 3. 2   活性炭吸附余氯实验 本实验是在已获得最佳加氯反应条件的基础 上 ,以加氯后水样为进水 ,进行脱氯实验目的是研究 活性炭对余氯的去除效果 , 以及对氨氮 、 COD 及色 度的去除情况 。 3. 2. 1   余氯的去除情况 (见表 6、 7 ) 图
表 6  余氯的去除
168. 44

图 8  过柱氨氮脱除曲线

加氯后余氯 浓度 (mg /L ) 过柱后余氯 浓度 (mg /L ) 余氯去除率
(% )

66. 67

246. 45

101. 42

333. 32

-

-

-

-

-

100

100

100

100

100

   由图 8 可知 : ( 1 ) 活性炭柱对氨氮的去除率相 当高 ,达 51% ~57% 。 ( 2 ) 考虑过柱时氨氮的去除 有两原因 : 一是氨氮本身被吸附了一部分 ; 二是活性 炭在吸附余氯时 ,有一步反应耗去一氯胺 ,从而使氨 氮去除 ,反应式如下所示 : 3 3 + 2NH2 Cl +CO →N2 ↑ +C + 2H + 2Cl +H2 O 上述两种情况 ,使氨氮深度去除效率大大增强 。 3. 2. 3  COD 的去除情况 (见表 8、 9 ) 图
表 8  过柱 COD 的去除
41. 2 70. 4

Vol133 No111 Nov 2008 . 8. 32 1. 91 77

加氯后 COD 浓度 (mg/L) 过柱后 COD 浓度 (mg/L)

100. 6

158. 0

200. 0

41

70. 4 0

100. 6 0

158. 0 0

198. 0 1

COD 去除率 ( % )

0. 5

图 9  过柱 COD 去除曲线

?105?

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   由图 9 可知 : COD 在过柱阶段去除率不高 , 这 其中 , 有氯离子干扰使计算值偏大 , 更主要的是 , 本 段对 COD 的去除无多大影响 。因此 ,在折点加氯段 和过柱段必须考虑氯离子对重铬酸钾测定的影响 。 3. 2. 4   色度的变化 (见表 9、 10 ) 图
表 9  过柱色度的变化
加氯后色度 过柱后色度 色度去除率 ( % )
2 0 100 4 0 100 4 0 100 4 0 100 4 0 100

图 10   过柱色度去除曲线

   由图 10 可知 : ( 1 )色度的去除率相当好 ,在 2 ~ 4 范围内可全部降至为零 。 ( 2 ) 活性炭吸附有色物 质效果极佳 ,特别对焦化废水色度去除效果很好 ,完 全能达到国家排放标准 。本段反应 , pH 值在 6 ~8 之间 ,对色度去除在此间效果最好 ,而且因加氯反应 与活性炭吸附段 pH 值不会变化太大 , 所以该范围 [8] 内 pH 值不是主要影响因素 。 3. 3   焦炭除氯最佳停留时间的确定 选用加氯反应后余氯浓度为 9. 57 mg /L 的水样 进行焦炭除氯实验 ,寻求最佳停留时间 (见表 10、 图 11 ) 。
表 10   焦炭除氯最佳停留时间
停留时间
(m in) 10 20 30 40 50 60

增加而增加 ,直至约 45m in 左右出现最大去除率 ,接 近 100% 。即当停留时间为 45 分钟时 ,余氯基本被 完全 去 除 。因 此 最 佳 停 留 时 间 确 定 为 45 分 钟 。 ( 2 )由此可知 , 活性炭的接触时间 ( 30 m in ) 显然要 比焦炭的短 ,这与吸附载体的孔密集度 、 比表面积大 小等吸附因素有关 。经焦炭吸附后出水水质条例国 家排放标准 ,且价格比活性炭要低得多 。 3. 4   焦炭替代活性炭实验 在实际的工业生产中 , 因活性炭的成本价格较 贵 ,使水处理成本加大 。因此我们考虑用焦炭替代 活性炭吸附 。所用实验设备及最佳反应条件均大于 活性炭 ,仅用 2 mm ~3 mm 粒径的焦炭颗粒取代了 活性炭 。焦炭料柱三层 ,总长为 262 cm。 焦炭吸附段运行条件 : 接触时间为 45 m in; pH 值在 6 ~8 之间 ; 流速为 50 m l/m in。 测定项目 : 余氯 ; 氨氮 ; COD; 色度 。 3. 4. 1   余氯的去除 (见表 11、 12 ) 图
表 11   余氯的去除
加氯后余氯 浓度 (mg/L) 过柱后余氯 浓度 (mg/L) 余氯去除率
(% ) 1. 42 3. 01 3. 38

4. 26

0. 71

0. 89

1. 13

1. 42

50

62

66

66

进水余氯浓度
(mg /L )

9. 57

图 12   余氯去除曲线
7. 66 5. 25 2. 84 0. 71 -

出水余氯浓度
(mg /L )

余氯去除率
(%)

20

45. 1

70. 3

92. 6

100

100

图 11   最佳停留时间曲线

   由图 11 可知 : ( 1 ) 余氯的去除率随停留时间的 ?106?

   由图 12 可知 : ( 1 )余氯的去除率在 50% ~85%之 间 ,吸附效果较好。 ( 2 )由出水余氯浓度来看 ,氨氮浓 度小于 40 mg/L 的低浓度出水余氯为 0171 mg/L 和 0189 mg/L,这符合国家排放标准。而且还可通过增大 滤层长度 ,或延长接触时间等措施来提高余氯的吸附 量。因此 ,焦炭替代活性炭吸附余氯是可行的。 3. 4. 2   氨氮的去除情况 (见表 12、 13 ) 图
表 12   氨氮的去除
0. 59 1. 20

Vol133 No111 Nov 2008 . 6. 03 0. 89 85

加氯后氨氮 浓度 (mg/L) 过柱后氨氮 浓度 (mg/L) 氨氮去除率
(% )

1. 93

3. 17

3. 93

0. 54

1. 08

1. 78

2. 98

3. 72

9

10

8

6

5. 4

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图 13   氨氮去除曲线

   由图 13 可知 :氨氮在通过焦炭柱的过程中 ,有一 小部分被去除 ,去除率在 514% ~6%之间 ,这与用活 性炭吸附的去除率 51% ~77%相比差别较大 。从中 也可看出活性炭吸附氨氮性能优于焦炭。但从出水 的实际浓度来看 ,我们所做的氨氮浓度为 20 mg/L ~ 100 mg /L 五个水样中 , 出水浓度不超过 3165 mg/L , 可以满足要求 ,且 60 mg /L 以下的浓度水样 ,出水浓 度低于 1178 mg/L ,完全符合国家排放标准 。 3. 4. 3  COD 的去除情况 (见表 13、 14 ) 图
表 13  COD 的去除
179. 28

加氯后 COD 浓度 (mg /L ) 过柱后 COD 浓度 (mg /L )
COD 去除率 (% )

107. 57

250. 99

215. 14

302. 78

89. 64

159. 28

223. 10

193. 62

286. 85

   由图 15 可知 : 对氨氮浓度在 60 mg/L 以上的水 样色度去除四分之三 ,对 60 mg/L 以下的水样色度全 部去除 。由此可见焦炭对色度的去除效果也较好 。 综合上述余氯 、 氨氮 、 、 COD 色度的去除情况来 看 ,在工业生产上 ,用焦炭替代活性炭作吸附材料是 可行的 。它既可降低处理废水成本 , 又能够很好地 处理废水 ,使出水浓度满足要求 。因此 ,焦炭在本系 统实验中以及实际工业生产中 , 替代活性炭做吸附 [9] 材料 ,在技术上是可行的 。 3. 5   折点加氯法脱氨氮 —— — 余氯的脱除技术经济 分析 目前 ,加氯方式主要有三种 : 直接通氯气 、 加次 氯酸钠 、 加次氯酸钙 。在工业应用中 ,通氯气成本最 低 ,而且多年来 , 氯气广泛用于自来水的消毒灭菌 , 积累了丰富的操作经验 。因此我们以氯气来进行折 点加氯法技术经济分析 。在余氯脱除上 , 由于活性 炭价格较贵 ( 1 万元 /吨 ) , 而焦炭却比较便宜 ( 200 元 /吨 ) 。且焦炭在吸附余氯上效果不错 , 因此 , 我 们用焦炭来进行余氯脱除的技术经济分析 。 以氯气价 2 400元 /吨 、 焦炭价 500 元 /吨计算三 个氨氮浓度处理每吨水费用 。
表 15   三个氨氮浓度处理每吨水费用对比
氨氮浓度
(mg/L) 30 40

16. 7

11. 2

11. 1

10. 0

5. 3

需氯量
( KgCl2 /m 3 ) / 0. 27 /0. 65 0. 36 /0. 86
3

0. 45 /1. 08

单位费用 (元 /m ) 需炭量
( KgC /m 3 ) / 0. 18 /0. 09 0. 24 /0. 12

0. 30 /0. 15

图 14  COD 去除曲线

单位费用 (元 /m 3 ) 合计
(元 /m 3 ) 0. 74 0. 98

   由图 14可知 : COD 的去除率在 513% ~1617%之 间 ,去除效果较好 ,出水能够符合国家排放标准。因 此在 COD 的去除上 ,用焦炭替代活性炭是可行的。 3. 4. 4   色度的去除情况 (见表 14、 15 ) 图
表 14   色度的去除
4 0 4 0

加氯后色度 过柱后色度

2 0

4 1

8 2

   由该表可知 , 高浓度氨氮废水采用折点加氯法 脱氨氮后余氯去除技术 , 费用较高不经济 。但对低 浓度氨氮废水处理则比较理想 。

Vol133 No111 Nov 2008 . 50 1. 23

色度去除率 ( % )

4  结论
4. 1   折点加氯段的进水氨氮浓度以 60 mg /L 以下

100

100

100

75

75

图 15   色度去除曲线

最佳 。此时氨氮的去除率在 97%以上 , 且 COD、 色 度去除效果也较好 。另外氯投加量相对减少 , 降低 了处理成本费用 。 4. 2   实际运行中 ,常用氯气替代次氯酸钠 。氯气广 泛用于自来水消毒 ,具备运行和投加经验 ,且氯气价 格相对较低 ,使折点加氯更为方便 、 。 可行 4. 3   用活性炭作为吸附材料 ,余氯浓度在 66 m g /L ?107?

第 33 卷第 11 期 2008 年 11 月

白雁冰 ? 折点加氯法脱氨氮后余氯的脱除

~333 mg /L 范围内 , 出水中全没有检测出余氯 , 去 除率达 100% 。 4. 4   用焦炭作为吸附材料 , 余氯浓度在 1. 4 mg /L ~6 mg /L 范围内 , 去除率在 50% ~85%之间 , 效果 也较好 。 4. 5  但 在 加 氯 段 处 理 水 中 , 因 为 生 成 氯 胺 而 使 COD 值增高 ,这是折点加氯法的不足之处 。 参考文献 :
[ 1 ]文一波. 焦化废水生物脱氮研究 [J ]. 环境科学 , 1991. [ 2 ]赵建夫. 我国焦化废水处理进展 [J ]. 化工环保 , 1991. [ 3 ]宗宫功 ,张孙楠 ,吴之丽译 . 污水除磷脱氮技术 [M ].

[ 4 ]浙江大学环境科学及工程研究所 , 硝化 - 反硝化工

艺处理焦化废水试验研究 [ J ]. 环境污染与防治 , 1994, 12. [ 5 ]清华大学 ? 宝钢总厂 . 宝钢焦化废水综合治理 (A /
O )法试验研究 [M ]. 上海 , 1990. [M ]. 上海 , 1990. [ 6 ]同济大学环境工程学院 , 焦化废水深度处理研究 [ 7 ]陆昌淼 ,等 . 污水综合排放标准详解 [M ]. 北京 : 中国

标准出版社 , 1991. 出版社 , 1994. 废水脱氮技术可行性研究 [D ]. 1996, 12.

[ 8 ]肖瑞华 ,等 . 焦化工业环境保护 [M ]. 沈阳 : 东北大学 [ 9 ]西安建筑科技大学 . 山西焦化集团有限公司生化站

北京 : 中国环境科学出版社 , 1987.

(上接第 91 页 )

池的运行效果与 pH 值 、 进水量 、 温度 、 水力停留时 间等因素有关 。但在一定范围内 pH 值为 5 ~815, 温度在 15 ℃~35 ℃ 之间 ,水力停留时间在 4. 5 小时 ~9 小时之间 , COD 的去除率变化并不大 。但总体 来讲 ,在适宜的范围内 ,水解酸化池的效果是随着水 力停留时间 、 温度的增加而递增的 。水解酸化池对 ~50%左右 ,经过水解酸化池的水解酸化作用 ,出水 参考文献 :
[ 1 ]韩洪军 . 水解酸化处理啤酒废水的实验研究 [ J ]. 哈 [ 2 ]刘帅霞 . 水解酸化 - 生物接触氧化工艺处理印染废 [ 3 ]石今田 . 水解酸化 - 接触氧化 - 混凝气浮工艺处理

COD 的去除率为 35%左右 ,对色度的去除率为 30%

图 8  水解酸化池对废水可生化性的改善

水质得到了很大的改善 , 废水可生化性提高 40% ~
50%左右 ,为后续的接触氧化处理作了充分的准备 。

   水解酸化池中大量微生物将进水中颗粒物质和 胶体物质迅速截留和吸附 , 水解酸化池集沉淀 、 吸 附、 生物絮凝 、 生物降解功能于一体 。有机物在水解 酸化池中的去除包括了物理 、 化学和生物化学在内 的综合反应过程
[5 - 6]

。这与只有物理沉淀功能的初

尔滨建筑大学学报 , 1999, 32 (6) : 97 - 99.

沉池有本质的区别 。其有两个最为显著的特点 : 其 一 ,水解酸化池取代了传统的初沉池 ,水解酸化池对 有机物的去除率远远高于传统的初沉池 , 更为重要 的是经过水解酸化处理 , 污水中的有机物不但在数 量上发生了很大变化 , 而且在理化性质上发生了更 大变化 ,使污水更适宜后继的好氧处理 ,可以用较少 的气量在较短的水力停留时间内完成净化 ; 其二 ,这 种工艺在处理污水的同时 ,完成了对污泥的处理 ,使 污水 、 污泥处理一元化 ,可以从传统的工艺过程中取 消消化池 。

水 [ J ]. 中国给水排水 , 2002, 18 (11) : 75 - 76.

Vol133 No111 Nov 2008 .

高浓度漂 染 废 水 [ J ]. 环 境 污 染 治 理 技 术 与 设 备 , 2002, 3
( 12 ) : 70 - 72. [ 4 ]于德爽 ,彭永臻 , 等 . 水解酸化 - 气浮 - SBR 工艺处

理亚麻废水 [ J ]. 给水排水 , 2002, 28 ( 4 ) : 32 - 33.

[ 5 ]Bertin L. , M ajone M. et al An aerobic fixed - phase .

biofilm reactor system for the degradation of the low - molecular

4  结论
在对水解酸化池各项指标连续监测 , 从而得出 水解酸化池的处理效果 。实验结果表明 , 水解酸化 ?108?

weight aromatic compounds occurring in the effluents of anaero2 of veterinary antibiotics in aerobic and anaerobic surface water sim ulation system s[ J ]. Chemosphere, 2001, 4 (4) : 865 - 872. bic digestors treating olive m ill wastewaters [ J ]. Journal of B io2 technology, 2001, 87 ( 2 ) : 161 - 177. [ 6 ] Ingerslev F. , Tor ng L. , et al Prim ary biodegradation .


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