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        江苏铭盛环境

        离子交流树脂用于低浓度氨氮工业废水处理效果分析

        文章出处:未知发表时间:2021-12-06 14:09:12


         

        图片2 

          污水综合排放规范关于氨氮指标有严厉的排放请求,但是污水处置厂在实践运转过程中仍常面临出水氨氮超标的问题。特别是当废水中的污染物如氨氮、有机物等浓度较低时,生物脱氮法、吹脱法及沉淀法等去除效果均不理想,所以低浓度氨氮废水的管理在经济与处置效果上总是难以两全,由于离子交流法关于处置低浓度氨氮废水具有投资省、工艺简单、操作便当的优点,惹起了国内外相关学者的普遍关注,并获得一定的研讨成果。杨少霞等研讨了pH、树脂投加量、反响温度等对树脂吸附容量的影响,并停止了吸附等温线、吸附热力学的研讨。严伟峰等对树脂资料停止了挑选,并采用静态吸附法研讨了NH+4在阳离子交流树脂上的吸附行为。但是这些研讨主要停留在机理研讨阶段,而实践废水中存在的钙镁等阳离子与NH+4对离子交流树脂吸附氨氮的行为会产生显著影响,关于这方面的实验研讨却很少。因而,本文选用LS-40大孔弱酸型阳离子交流树脂,经过比照其在模仿氨氮废水和含有其他阳离子的实践废水处置效果,以期取得的数据能为离子交流树脂处置低浓度氨氮废水的实践应用提供技术支持。

         

          1、实验局部

         

          1.1 实验资料及仪器

         

          实验中所采用的树脂为LS-40大孔弱酸型阳离子交流树脂(,其物理性质见表1

         

        图片22 

          实验用水:实验用水取自本溪钢铁厂生产废水及氨氮浓度为30mg/L的氯化铵配水,废水水质剖析结果见表2

         

        图片23 

          氯化铵、纳氏试剂、盐酸、氢氧化钠均为剖析纯。

         

          自制的50mL离子交流树脂柱,有效径高比=1∶4。磁力搅拌器、剖析天平、哈希紫外-可见分光光度计(DR6000)、爬动泵、梅特勒便携式pH计、德国耶拿原子吸收光谱仪(novAA400P)

         

          1.2 实验办法

         

          (1)静态离子交流吸附。

         

          将离子交流树脂投入到250mL浓度为30mg/L的氨氮模仿废水中,在磁力搅拌器上停止搅拌,调查离子交流树脂投加量、pH、接触时间等要素对吸附效果的影响,取反响后上清液,采用紫外分光光度法测定氨氮浓度。

         

          (2)动态离子交流吸附。

         

          量取LS-40树脂50mL,填装于吸附柱中,分别用模仿废水和本钢实践废水停止树脂穿透实验,运用爬动泵控制废水依照一定流量进入树脂吸附柱,定时检测不同时间段内处置出水氨氮值,以出水中的氨氮浓度为5mg/L为穿透点,绘制穿透曲线图。

         

          2、结果与讨论

         

          2.1 树脂静态实验

         

          2.1.1 树脂用量对吸附效果的影响

         

          取250mL模仿废水于烧杯中,分别参加2345mL预处置过的树脂,常温下置于磁力搅拌器上搅拌,距离一定时间测定反响后氨氮的含量,并计算树脂用量对氨氮去除效果的影响,所得结果见图1

         

        图片24 

          由图1可知,离子交流树脂投加量越大,氨氮去除率越高。当树脂用量到达4mL时,氨氮去除率到达90%以上。再继续增加树脂体积,去除率变化不大。从经济本钱思索,肯定实验所需树脂用量为4mL

         

          2.1.2 接触时间对吸附效果的影响

         

          在250mL模仿废水中参加LS-40树脂4mL20℃下搅拌,分别在12357810121520222530min时取样,过滤后测定氨氮浓度,所得结果见图2

         

        图片25 

          由图2可知,氨氮去除率随接触时间的延长而增大。当接触时间大于15min后,氨氮去除率根本坚持稳定。这是由于离子交流树脂对NH+4的离子交流到达饱和后会呈现离子交流的吸附均衡。因而,后续静态实验选择接触时间为15min

         

          2.1.3 pH对吸附效果的影响

         

          在250mL模仿废水中参加预处置的LS-40树脂4mL,调理溶液pH分别为5678910,室温下搅拌15min,取反响后上清液测定氨氮浓度,所得结果见图3

         

        图片26 

          由图3可知,当pH5.58.5时,氨氮去除率变化不大;pH大于9时,氨氮的去除率疾速降落。这是由于当pH升高时,可提供离子交流吸附的NH+4减少,影响离子交流吸附行为的发作。综合思索氨氮去除率和调理pH的氢氧化钠运用量,肯定后续实验进水pH6.5

         

          2.2 树脂穿透实验

         

          2.2.1 实践工业废水处前后水质变化

         

          量取50mLLS-40树脂,填装于吸附柱中,运用爬动泵以3BV/h(BV为倍树脂体积)流量进入吸附柱,每1h取样一次,当出水氨氮到达穿透浓度为5mg/L时中止进水,检测处置前后废水pHCOD、钙、镁、钾、铁、氨氮的含量,详细结果见表3

         

        图片27 

          由表3能够看出,检测处置废水体积6.8L后的瞬时出水,氨氮的浓度为4.6mg/L,同时检测出水中的钙、镁、钾、铁的浓度也降低明显,阐明其他离子也同氨氮一同交流到树脂上,降低了含氨氮废水的处置量。

         

          2.2.2 实践废水与模仿废水的穿透曲线

         

          用模仿氨氮废水(氨氮浓度为30mg/L)与本钢实践废水(氨氮浓度为31.5mg/L)同时停止树脂穿透实验,目的在于可以更好的研讨离子交流过程。

         

          实验均用LS-40树脂50mL,控制进水pH=7,进水流速为3BV/h,当出水氨氮浓度到达穿透浓度5mg/L时,中止进水,绘制穿透曲线图,所得结果见图4

         

        图片28 

          由图4能够看出,同样的进水氨氮浓度,实践废水的处置量与模仿废水相比,降低了63%,这是由于水中钙镁等阳离子同样与树脂停止了离子交流,降低了树脂关于氨氮的处置才能。

         

          2.3 树脂解吸实验

         

          动态实验处置模仿废水与本钢废水的树脂,均停止了3次解吸再吸附,解吸液均采用150mL4%盐酸停止解析,所得结果见图5

         

        图片29 

          从图5能够看出,随着处置模仿废水的树脂解析和再吸附次数的增加,氨氮处置效果变化不大,但是处置本钢废水的树脂用同样体积的解吸液停止解吸,解吸2次后氨氮处置效果降低60%,这是由于用同样体积的解吸液,无法将其他阳离子完整解吸下来,招致处置效果降落。

         

          3、结论

         

          (1)运用LS-40阳离子交流树脂的静态实验,对氨氮浓度为30mg/L的模仿废水去除的较优条件是:pH6.57.5、树脂投加量为16mL/L、反响时间为15min时,氨氮去除率达90%以上。

         

          (2)采用动态实验停止实践废水与模仿废水的比照,实践废水中由于钙镁等阳离子的影响,同样的氨氮浓度,处置氨氮才能比模仿废水的处置水量降低了63%。在解吸过程中,同样的解吸液体积,能够将氨氮完整解吸下来,但是钙镁等离子,无法解吸完整。因而,实践生产中产生的含低浓度氨氮废水,运用离子交流树脂处置局限性较大,影响要素较多,需求经过细致的实验考证后,才干应用于实践废水处置工艺。

         


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