微波技术处理氨氮废水的实验分析

张 平

（中核二七二铀业有限责任公司，湖南衡阳 421004）

微波技术处理氨氮废水的实验分析

张 平

（中核二七二铀业有限责任公司，湖南衡阳 421004）

针对氨氮废水的处理，传统工艺常采用化学沉淀法，经过长期的实践检验，此种处理方法不仅成本高，且处理效率低。在现代科技的推动下，微波处理技术逐渐应用到相关工程当中，并取得了较为显著的应用效果。基于此，就微波技术处理氨氮废水的实验进行说明，并对实验结果展开细致分析。

微波技术；氨氮废水；微波功率

工业生产造成的废水是影响水体环境的重要因素，而氨氮废水的大量排放，导致大面积水体富营养化，进而降低了水体的欣赏价值，造成较为严重的经济损失，同时也严重危害到了人们的生命与健康。利用微波技术对氨氮废水进行处理，能够充分利用其加热快速、资源回收率高、操作成本低、基本不会造成二次污染等特点，提升氨氮废水处理效果，在工业生产的废水处理领域具有极高的应用价值，通过实验分析，能够进一步明确其应用方向。

1 实验仪器与试剂

实验过程所需药品包括：氯化铵、氢氧化钾、氯化汞、碘化钾、盐酸、硫酸、四水合酒石酸钾钠、氯化钠、氢氧化钠、氢氧化钙、硝酸盐试剂盒、亚硝酸盐试剂盒、氨水。其中，硝酸盐试剂盒与亚硝酸盐试剂盒的品级为快速，氨水品级为25%～28%，硫酸品级为98%的优级纯，其余试剂的品级都为分析纯。通过标准的配置方法选取合适的药品进行以下试剂的配置：纳氏试剂、酒石酸钾钠溶液、氨氮标准贮备溶液、氨氮标准溶液、氨氮模拟水溶液，另有无氨水采用蒸馏法进行制备。

实验仪器与设备包括：普通加热炉、家用微波炉、分光光度计、精密pH计、电子分析天平、空气压缩机、小型电磁空气泵、烘箱、马弗炉、温度计、实验室超纯水机。

2 实验流程

采用家用微波炉，将其改造之后应用于实验过程，具体实验工艺流程如下：首先，取一定浓度的氨氮废水100mL置于玻璃瓶反应器当中，实验装置按照相关实验标准进行连接，接通电源后，打开回流冷凝管后，将事先配置的废水溶液置于微波装置中，调节微波功率与时间，启动加热开关至自动停止；然后取出静置，在液体冷却至室温后，向其中加入蒸馏水以补充在微波过程中挥发掉的部分，使液体依旧保持100mL的状态[1]。

实验过程中，废水的初始pH值采用浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液进行调节，在加热完成之后，应利用温度计迅速测量并记录下液体温度。微波加热过程所产生的气体经由冷凝管流入到稀硫酸吸收瓶当中（稀硫酸浓度为0.5mol/L），用于最终的物料衡算。实验中，每一系列都会相应设置两个平行实验，得出两组以上的有效数据，依据其平均值进行最终计算与分析。

3 实验结果与分析

3.1 初始pH值对氨氮废水处理效果的影响

实验中，采用2mol/L的氢氧化钠溶液调节模拟废水的pH值分别为8、9、10、11、12，不同pH值的模拟废水，经由相同的实验流程后，计算氨氮去除率。结果表明，当pH值处于11以下时，氨氮去除率会随着pH值的增加而增大，且增长率较大，在pH值为10，加热4min时，氨氮去除率由40%直接增加至75%；当pH值等于或大于11后，氨氮的去除率保持在80%以上，不会发生过多变化；当pH值为12时，氨氮去除率达到最大，约为82.7%。由此能够得出结论，pH值对于氨氮废水的处理效果具有极大的影响，当pH值等于12及以下时，氨氮去除率会随着pH值的升高而不断增大，最终保持在80%以上。

3.2 微波时间对氨氮废水处理效果的影响

调节模拟废水的pH值分别为11，设置加热时间分别为1min、2min、3min、4min、5min，经由标准实验流程后计算氨氮去除率。结果表明，模拟废水中的氨氮去除率随着加热时间的增长而增大，在1～4min时，氨氮去除率的增速较快；4min之时的去除率达到最高，为81.7%；4min之后，去除率的增长速度变为缓慢增长[2]。通过分析可知，由于微波作用加速了模拟废水中的极性分子的转动速度达到每秒数百万次，致使溶液迅速升温，增强了分子热运动，进而影响溶液中气态分子的挥发效率。由此能够得出结论，微波时间对氨氮废水处理效果具有一定影响，加热时间越长，相应的氨氮去除率也就更好，4min为最佳微波时间。

3.3 微波功率对氨氮废水处理效果的影响

调节模拟废水的pH值分别为11，设置加热时间为4min，微波功率设置为650W、750W、850W，实验后计算氨氮去除率。结果表明，氨氮去除率始终保持在73%以上，当调节微波功率由650W至850W的过程中，去除率呈现上升趋势；850W时，氨氮去除率达到最大。通过分析发现，随着微波功率的增大，产生的热能也在不断增大，相应的热效应也就越显著，加速了氨氮分子的扩散。由此，能够得出实验结论，微波功率对氨氮废水处理效果具有一定影响，随着功率增加去除效果更好，最佳微波功率为850W。

4 结束语

综上所述，对微波技术处理氨氮废水的实验分析，有利于提升工业氨氮废水处理效果。将实验整合应用于实际工业废水处理当中，能够降低处理成本，并提升处理效果，减少环境污染，不断对其进行推广，能够对水体环境提供大范围保护措施。

[1] 张丽，何锡武.微波辐照处理高浓度氨氮废水的研究进展[J].工业水处理，2014，34（12）：8-11.

Experimental Analysis of Ammonia Nitrogen Wastewater Treatment by Microwave Technology

Zhang Ping

For the treatment of ammonia nitrogen wastewater，the traditional process often using chemical precipitation method，through long-term practice，the method is not only high cost and low processing efficiency in the promotion of modern science and technology，microwave processing technology has been gradually applied to engineering，and got remarkable application effect.Based on this，this paper describes the experiment of ammonia nitrogen wastewater treatment by microwave technology，and makes a detailed analysis of the experimental results.

microwave technology；ammonia nitrogen wastewater；microwave power

X703

B

1003-6490（2017）12-0203-01

2017-10-12

张平（1983—），男，湖南常德人，工程师，主要研究方向为化工冶金。