【谷騰環保網訊】在污(wu)水處理(li)廠硝化(hua)系(xi)統出現(xian)問題(ti)，出水氨(an)氮超標時(shi)，想要迅速、有(you)效(xiao)的(de)去除(chu)氨(an)氮，只能通過物(wu)理(li)化(hua)學(xue)的(de)手段(duan)(duan)來(lai)應(ying)急了！常(chang)用且有(you)效(xiao)的(de)物(wu)化(hua)手段(duan)(duan)目(mu)前只有(you)折點加氯及(ji)沸石吸附法！市場上的(de)很多(duo)氨(an)氮去除(chu)劑(ji)就是(shi)(shi)次氯酸鹽，就是(shi)(shi)就是(shi)(shi)利(li)用折點加氯的(de)原理(li)！本文詳細(xi)介(jie)紹一(yi)下兩種工(gong)藝，讓(rang)大家能做到遇(yu)到問題(ti)心中有(you)底！

一、折點加氯除氨氮

折點加氯(lv)法是用(yong)化(hua)合價+1價氯(lv)的(de)化(hua)合物次氯(lv)酸(suan)(suan)鈉(na)（或者次氯(lv)酸(suan)(suan)鈣），把水(shui)體中(zhong)的(de)氨氮氧(yang)化(hua)為氮氣(qi)的(de)加工工藝。當然還(huan)可以立即把氯(lv)氣(qi)進入(ru)廢水(shui)中(zhong)，運用(yong)歧(qi)化(hua)反應，生成次氯(lv)酸(suan)(suan)，隨后在(zai)將廢水(shui)中(zhong)的(de)NH3-N氧(yang)化(hua)成N2。

當氧化(hua)劑(ji)添加水(shui)里后(hou)(hou)，水(shui)里氨氮(dan)會被首要(yao)氧化(hua)成(cheng)一氯(lv)(lv)銨，隨后(hou)(hou)會被繼(ji)續氧化(hua)變為二氯(lv)(lv)胺、三氯(lv)(lv)銨，三氯(lv)(lv)銨不(bu)穩(wen)定，會變為氮(dan)氣釋放出(chu)來，這就是折(zhe)點加氯(lv)(lv)法(fa)的反(fan)映基(ji)本(ben)原理(li)和過程，氨的濃度降為零。當氯(lv)(lv)氣進入(ru)量超出(chu)該(gai)點時，水(shui)里的游離氯(lv)(lv)便會增(zeng)加。

當添加的(de)(de)氧化(hua)劑做到足(zu)量(liang)時(shi)，水(shui)里的(de)(de)氨氮(dan)濃度最低標準（可(ke)是(shi)并非為零），同時(shi)水(shui)里余氯(lv)(lv)成(cheng)分(fen)也(ye)是(shi)最低標準，超出這一點(dian)(dian)以后(hou)，水(shui)里余氯(lv)(lv)成(cheng)分(fen)就剛開始升高，因而該(gai)點(dian)(dian)稱之為折(zhe)點(dian)(dian)，該(gai)狀況(kuang)下的(de)(de)氯(lv)(lv)化(hua)稱之為折(zhe)點(dian)(dian)氯(lv)(lv)化(hua)。但在實際(ji)生產中，應用折(zhe)點(dian)(dian)加氯(lv)(lv)法往(wang)往(wang)存在折(zhe)點(dian)(dian)、加氯(lv)(lv)量(liang)不好判斷的(de)(de)情況(kuang)。

1、加氯量-余氯曲(qu)線

看懂加氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)-余(yu)(yu)氯(lv)(lv)曲(qu)線(xian)，是用好(hao)折點加氯(lv)(lv)法的(de)關鍵(jian)所(suo)在(zai)。在(zai)水的(de)加氯(lv)(lv)處理中(zhong)，加氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)與余(yu)(yu)氯(lv)(lv)的(de)關系如下圖所(suo)示(shi)。曲(qu)線(xian)的(de)x軸和(he)y軸分(fen)(fen)別代(dai)表加氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)和(he)余(yu)(yu)氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)，單位為mg/l。其中(zhong)，水中(zhong)的(de)加氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)可(ke)分(fen)(fen)為需(xu)氯(lv)(lv)量(liang)(liang)(liang)和(he)余(yu)(yu)氯(lv)(lv)兩部(bu)分(fen)(fen)。如圖所(suo)示(shi)：

需氯量是指用于殺死細菌、氧化有機物和還原性物質所消耗的部分。
余氯是指為了抑制水中殘余細菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。
 1、當水中(zhong)無(wu)細菌、有機物和(he)還原性物質等(deng)，需(xu)氧量為零，加氯量等(deng)于余氯量，如圖中(zhong)所(suo)示的虛線L1，該線與坐標軸成45度角。

2、當水(shui)中(zhong)含有(you)細菌、有(you)機(ji)物(wu)和還原性物(wu)質(zhi)，但主要不是游離氨(an)時，需(xu)氧量OA滿(man)足后就會出現余氯，如圖所示虛線(xian)L2，這(zhe)條線(xian)與x軸(zhou)交角小(xiao)于(yu)45度，其原因為：

水中有機物與氯作用的速度有快慢。在測定余氯時，有一部分有機物尚在繼續與氯作用中。
水中余氯有一部分會自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質或光線的作用，產生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O2。
3、當水中的(de)有機物(wu)主要是(shi)氨和氮化合物(wu)，情況比較復雜(za)。

當起始的需(xu)氧量(liang)OA滿足后(hou)(hou)，加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，剩余(yu)氯(lv)(lv)也增(zeng)加(jia)(jia)(jia)（曲(qu)線AH段(duan)），但后(hou)(hou)者增(zeng)長得慢一(yi)些。超過H點(dian)(dian)加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)量(liang)后(hou)(hou)，雖然(ran)加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)量(liang)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，余(yu)氯(lv)(lv)量(liang)反而下降，如HB段(duan)，H點(dian)(dian)稱為峰點(dian)(dian)。此后(hou)(hou)隨(sui)著加(jia)(jia)(jia)氯(lv)(lv)量(liang)的增(zeng)加(jia)(jia)(jia)，剩余(yu)氯(lv)(lv)又上市，如BC段(duan)，B點(dian)(dian)稱為折(zhe)點(dian)(dian)。

a、在曲線OA段，表(biao)示水中雜(za)質把氯(lv)消(xiao)耗光，余氯(lv)量(liang)為(wei)零，需氯(lv)量(liang)為(wei)b，這時雖(sui)然也能殺死一些細(xi)菌，但消(xiao)毒效果不可靠。

b、在曲(qu)線AH段(duan)，加氯(lv)(lv)(lv)后，氯(lv)(lv)(lv)與氨發生反(fan)應，有余(yu)(yu)氯(lv)(lv)(lv)存在，所以有一定消毒效果，但(dan)余(yu)(yu)氯(lv)(lv)(lv)為(wei)化(hua)合性，其(qi)主要(yao)成分(fen)是一氯(lv)(lv)(lv)氨。氯(lv)(lv)(lv)和氨發生如下反(fan)應：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。

此時隨著加(jia)(jia)氯量的(de)增加(jia)(jia)，化合氯成(cheng)比(bi)例增加(jia)(jia)，水中(zhong)氨氮逐漸減(jian)少(shao)，當加(jia)(jia)氯量達到H點時，水中(zhong)的(de)氨降(jiang)至零，化合性余氯升(sheng)至最(zui)高。

c、在曲線HB段，仍然產生(sheng)(sheng)化合性(xing)余氯，加氯量繼續增加，會(hui)發生(sheng)(sheng)如下反(fan)應(ying)：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。

反應(ying)結果使氯胺被氧化成一(yi)些不起消毒作用(yong)的化合物，余氯量反而逐漸減少，最后(hou)到達折點B。

d、在曲線BC段(duan)，超(chao)過折點B后，已(yi)經沒有消耗氯的(de)雜質(zhi)了，出現自由性(xing)余氯，該段(duan)消毒效果最好。

由此可見水中含(han)有氨(an)氮時，加氯量(liang)-余(yu)氯曲(qu)線是一條折線，此時對應的加氯法稱為折線加氯法。

2、氨氮(dan)含量與加氯量、加氯點的關系

一(yi)般(ban)情況下(xia), 當 pH值在(zai)7左(zuo)右, 采用折(zhe)點加氯(lv)(lv)(lv)時，一(yi)氯(lv)(lv)(lv)胺(an)、二氯(lv)(lv)(lv)胺(an)、三(san)氯(lv)(lv)(lv)胺(an)同時存在(zai)。其中，產生(sheng)的化合余氯(lv)(lv)(lv)成分以一(yi)氯(lv)(lv)(lv)胺(an)為(wei)主，二氯(lv)(lv)(lv)胺(an)和(he)三(san)氯(lv)(lv)(lv)胺(an)少量存在(zai)（不影響(xiang)分析(xi)），因此，在(zai)實踐操作中為(wei)簡化分析(xi)計算，常常將化合余氯(lv)(lv)(lv)看作一(yi)氯(lv)(lv)(lv)胺(an)。

假(jia)設水(shui)中雜質的耗氧量(liang)為(wei)b（mg/l），即曲線OA段的耗氧量(liang)為(wei)b（mg/l），水(shui)中余氯控制目標值(zhi)為(wei)a（mg/l）。

如(ru)水中含(han)無氨(an)氮(dan)，采用游離加(jia)(jia)氯法。當加(jia)(jia)氯點為Y時(shi)（如(ru)圖(tu)所示），所需加(jia)(jia)氯量y=b+1.35a（mg/l）。

如水中(zhong)含有c（mg/l）氨氮，采用折點加氯法，加氯量需(xu)分(fen)情況討(tao)論：

1、當(dang)加氯點被控(kong)制在(zai)AH段的Y1時，所需(xu)加氯量(liang)y1=b+1.38a（mg/l）。

需要說(shuo)明的(de)(de)是，為確保(bao)加(jia)氯點能(neng)被控制在AH段(duan)的(de)(de)Y1點，水中(zhong)氨(an)的(de)(de)含量必須滿足(zu)條件：c不(bu)小于0.33a（mg/l）。

 2、當加氯點被控制在HB段的(de)Y2點時，所(suo)需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。

需要(yao)說(shuo)明的是(shi)，加(jia)氯點被控制在HB段(duan)的Y2點，在AH段(duan)氨與氯氣反應，水中的氨全部(bu)被消耗掉。

3、當加(jia)氯點被控制在BC段的Y3點時，所需加(jia)氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。

綜上所述，加氯(lv)量的(de)大小與水中的(de)雜質含量、氨氮(dan)含量、余氯(lv)的(de)控制目標值和所選擇(ze)的(de)加氯(lv)點有關(guan)。

當水中雜質含量(liang)一定(ding)，余氯(lv)的(de)控制(zhi)目標相同(tong)時，水中無氨氮時的(de)加(jia)氯(lv)量(liang)要比(bi)有氨氮時的(de)加(jia)氯(lv)量(liang)低，也就是說氨氮會引起(qi)加(jia)氯(lv)量(liang)的(de)增(zeng)加(jia)，增(zeng)加(jia)量(liang)主要取決(jue)于加(jia)氯(lv)點的(de)位置。

如果水中含有氨(an)氮，就采用折點(dian)加(jia)(jia)(jia)氯(lv)，從(cong)余氯(lv)-加(jia)(jia)(jia)氯(lv)量曲(qu)線(xian)可(ke)(ke)知，對應同(tong)一個余氯(lv)值，可(ke)(ke)能存在三個不同(tong)的加(jia)(jia)(jia)氯(lv)點(dian)，這(zhe)三個加(jia)(jia)(jia)氯(lv)點(dian)分別(bie)對應的加(jia)(jia)(jia)氯(lv)量有很大(da)差別(bie)。

實踐表明，在(zai)曲線BC段Y3點采用游離(li)氯(lv)消(xiao)毒的加(jia)氯(lv)量，要遠遠大于(yu)在(zai)AH和HB段Y1、Y2點采用化合氯(lv)消(xiao)毒的加(jia)氯(lv)量。

通常Y3點(dian)(dian)(dian)的(de)加(jia)氯(lv)量(liang)(liang)可達到Y1點(dian)(dian)(dian)加(jia)氯(lv)量(liang)(liang)的(de)2～3倍，為減少加(jia)氯(lv)量(liang)(liang)，折點(dian)(dian)(dian)加(jia)氯(lv)時的(de)加(jia)氯(lv)點(dian)(dian)(dian)應(ying)選(xuan)擇在加(jia)氯(lv)量(liang)(liang)-余(yu)氯(lv)曲線的(de)AH段，此(ci)時的(de)余(yu)氯(lv)是(shi)化合氯(lv)。

二、沸石吸附法除氨氮

沸石對氨氮的去除以物理(li)吸(xi)(xi)附作用(yong)與(yu)離(li)子交(jiao)換作用(yong)為主，其吸(xi)(xi)附作用(yong)具(ju)有“快速吸(xi)(xi)附，緩(huan)慢(man)平衡”的特點。

1、吸附作用

在沸(fei)(fei)石(shi)的(de)(de)(de)(de)組(zu)成(cheng)結構中，[SiO4]和(he)(he)[AlO4]以共角頂的(de)(de)(de)(de)形(xing)式聯(lian)成(cheng)硅鋁氧(yang)格(ge)架(jia)，在格(ge)架(jia)中形(xing)成(cheng)了(le)許多寬闊的(de)(de)(de)(de)孔穴和(he)(he)孔道（占晶體總(zong)體積的(de)(de)(de)(de)50%以上），使(shi)得(de)天然沸(fei)(fei)石(shi)具(ju)有(you)(you)比表(biao)面(mian)積大(通常在440～1030m2/g)；天然沸(fei)(fei)石(shi)往往孔徑均勻，因而(er)(er)可以產(chan)生(sheng)“超孔效(xiao)應”；在沸(fei)(fei)石(shi)表(biao)面(mian)所(suo)具(ju)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)強大色(se)散力(li)作用(yong)(yong)下,沸(fei)(fei)石(shi)孔穴中分(fen)布(bu)的(de)(de)(de)(de)陽離(li)子(zi)和(he)(he)部分(fen)架(jia)氧(yang)所(suo)具(ju)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)負電(dian)荷相互平衡，使(shi)得(de)沸(fei)(fei)石(shi)又具(ju)有(you)(you)較(jiao)強的(de)(de)(de)(de)色(se)散力(li)和(he)(he)靜(jing)電(dian)力(li)作用(yong)(yong)；加之沸(fei)(fei)石(shi)所(suo)特有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)分(fen)子(zi)結構而(er)(er)形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)較(jiao)大靜(jing)電(dian)引力(li)，使(shi)沸(fei)(fei)石(shi)具(ju)有(you)(you)相當大的(de)(de)(de)(de)引力(li)場，由以上四種因素的(de)(de)(de)(de)綜合作用(yong)(yong)使(shi)得(de)沸(fei)(fei)石(shi)具(ju)有(you)(you)很(hen)強的(de)(de)(de)(de)吸(xi)附性，與其他(ta)吸(xi)附劑相比，沸(fei)(fei)石(shi)具(ju)有(you)(you)吸(xi)附量(liang)大、高選擇性和(he)(he)高效(xiao)吸(xi)附等(deng)特點。

2、離(li)子交換作用

離子(zi)交換是(shi)指沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)晶體內(nei)部陽離子(zi)與廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong) NH4+進行交換的(de)(de)化(hua)學過程：在(zai)硅(鋁(lv))氧(yang)四面(mian)(mian)體基本(ben)單(dan)元(yuan)中(zhong)，部分氧(yang)原子(zi)的(de)(de)價鍵未(wei)得到(dao)中(zhong)和，使(shi)(shi)整個四面(mian)(mian)體基本(ben)單(dan)元(yuan)帶有部分的(de)(de)負電荷(he)，為達(da)到(dao)電性(xing)中(zhong)和，該四面(mian)(mian)體基本(ben)單(dan)元(yuan)中(zhong)缺少(shao)的(de)(de)正電荷(he)會由(you)附(fu)近帶正電的(de)(de)金屬離子(zi)陽離子(zi)（如 K+、Na+、Ca2+、Mg2+）來(lai)補償(chang)；廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de) NH4+直(zhi)徑小于沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)的(de)(de)孔(kong)穴通道直(zhi)徑，通過沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)的(de)(de)吸附(fu)作(zuo)用(yong)容易進入孔(kong)穴到(dao)達(da)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)表面(mian)(mian),并與沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)晶格中(zhong)金屬離子(zi)陽離子(zi)發(fa)(fa)生交換并將(jiang)其置換下(xia)來(lai)，而且離子(zi)交換后(hou)的(de)(de)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)并不(bu)發(fa)(fa)生結構變化(hua)，這使(shi)(shi)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)具有離子(zi)交換特性(xing)。廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong) NH4+與沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)中(zhong)金屬離子(zi)陽離子(zi)發(fa)(fa)生交換反應，使(shi)(shi)廢(fei)水(shui)(shui)中(zhong) NH4+減少(shao)，從而實(shi)現(xian)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)對氨(an)氮(dan)的(de)(de)去除(chu)作(zuo)用(yong)。

3、吸(xi)附作用影響因(yin)素(su)

1）沸石投(tou)加(jia)量及沸石粒徑對(dui)氨氮去除效(xiao)果的影響

在(zai)一定(ding)范圍內，沸石(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)增(zeng)加(jia)，NH4-N 去(qu)除(chu)率也(ye)增(zeng)加(jia)。但并(bing)非用(yong)量(liang)越多(duo)去(qu)除(chu)效果(guo)(guo)越好，有研(yan)究(jiu)表明(ming)：沸石(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)在(zai) 2g/L 以上時(shi)，去(qu)除(chu)效果(guo)(guo)并(bing)未明(ming)顯(xian)增(zeng)加(jia)，另外再(zai)增(zeng)加(jia)沸石(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)從經濟角度(du)也(ye)是(shi)不科學的(de)。楊勝科等研(yan)究(jiu)發現：1g 沸石(shi)(shi)(shi)就可以將 200mL 水樣中1mg/L NH4+降至0.2mg/L 以下,此(ci)時(shi)已低于國家飲用(yong)水標(biao)準，再(zai)增(zeng)加(jia)沸石(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)，并(bing)未顯(xian)著地提高 NH4+的(de)去(qu)除(chu)率，相反卻(que)使水質產生渾濁，從而影響(xiang)水體的(de)渾濁度(du)指標(biao)，并(bing)易使比色測定(ding)誤差增(zeng)大，為此(ci)針對不同成分(fen)的(de)含氨(an)氮水，應將沸石(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)控(kong)制在(zai)一定(ding)的(de)范圍內。

2）溫(wen)度對氨氮去除效果的影響

沸(fei)石對氨氮的去除效果與廢水(shui)的溫度有著(zhu)(zhu)密切關系：隨著(zhu)(zhu)溫

度升高(gao),沸石對氨氮的吸(xi)附能力加(jia)強(qiang),因為溫度的升高(gao),使得 NH4+離 子動(dong)能增加(jia), 運(yun)動(dong)頻(pin)率也隨(sui)之增加(jia), 運(yun)動(dong)頻(pin)率較高(gao)的 NH4+離子更容易深入到沸石空穴中而(er)被交換吸(xi)附。

3）pH對氨氮去除效果的(de)影響(xiang)

沸(fei)石對氨氮的(de)(de)去除隨廢水 pH 值的(de)(de)增加而先增大后減(jian)小[7]：當溶(rong)液偏酸性時，溶(rong)液中存在大量的(de)(de) H+，H+的(de)(de)半(ban)(ban)徑要遠小 NH4+的(de)(de)半(ban)(ban)徑, 比 NH4+更容易與沸(fei)石上的(de)(de)金屬陽(yang)離子發(fa)生交(jiao)換，不利于 NH4+的(de)(de)交(jiao)換；當溶(rong)液偏堿性時，OH-與 NH4+發(fa)生中和(he)反應，生成 NH3，使得水中氨氮以分(fen)子形態存在, NH3 不能與沸(fei)石進行(xing)離子交(jiao)換，僅吸附(fu)現象起作用,氨氮去除能力下降(jiang)。

參考資料：[1]陳春(chun)霧. 折(zhe)點加氯及其應用[J]. 城鎮供水, 2010(4):3.；[1]王文(wen)冬(dong), 楊(yang)穎顯. 沸石對水體中氨氮(dan)去除機理及影響(xiang)因素(su)研究[J]. 科學技(ji)術創新, 2013, 000(028):124-124.

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