电吸附技术对水中盐类及氨氮去除的研究

2021-09-03房睿

水利科技与经济 2021年8期

关键词：需氧量含盐量氯离子

房睿

(新疆维吾尔自治区水文局，乌鲁木齐 830000)

1 试验方案

1.1 稳定运行阶段对盐类、氨氮去除效果的研究

试验中，进水氨氮浓度小于30 mg/L，工作流量为510 L/h，工作时间为24 min，反洗流量为750 L/h，反洗时间为24 min，运行一周，最后测定进水和出水中氨氮、化学需氧量、氯化物的平均浓度。

1.2 电吸附对氨氮去除效果的研究

通过加入NH4Cl来提高水中氨氮的含量，分别加入0、20、40、80和100 g的NH4Cl，工作流量为400 L/h，工作时间为24 min，反洗流量为750 L/h，反洗时间为24 min，6个工作时间为周期，以电导率(表征总含盐量)、氯离子、氨氮及化学需氧量为衡量指标，观察电吸附设备对不同浓度的氨氮废水的处理效果。

1.3 含盐量对氨氮、COD去除效果的影响

通过加入NaCl来提高水中的含盐量，分别投加355、730、1 120和1 700 g的NaCl，操作参数为工作流量400 L/h，工作时间为24 min，反洗流量750 L/h，反洗时间24 min，6个工作时间为周期，以电导率(表征总含盐量)、氯离子、氨氮及化学需氧量为衡量指标，观察电吸附设备对不同浓度的氨氮废水的处理效果。

2 稳定运行阶段氨氮去除效果的研究

2.1 电吸附除氨氮效果分析

将固定条件下连续运行电吸附设备对水进行处理，以一周为运行周期，得出电吸附设备对氯化物、化学需氧量及氨氮的去除效果，见图1。

图1 稳定运行阶段去除效果图

由图1可以得出，电吸附设备在稳定运行阶段对氯化物、氨氮、化学需氧量的去除效果会随水质的改变出现线性波动，氯化物去除率为85%，氨氮去除率为60%，化学需氧量的去除率为55%；氨氮的去除率在第5天去除率有所下降，与增加氨氮浓度有一定关系。

2.2 电吸附对化学需氧量的去除效果分析

电吸附过程对化学需氧量去除作用主要有保安过滤器和电吸附模块，去除率见图2。

由图2得出，电吸附模块对化学需氧量的去除效果与有机物的氧化、吸附作用有关，去除率约为50%。

图2 各处理单元对COD的去除效果分析

3 氨氮浓度改变对电吸附去除氨氮效果的影响

3.1 氨氮浓度改变对电吸附去除盐类、化学需氧量、氨氮的影响

通过加入NH4Cl来改变氨氮、氯化物的浓度，NH4Cl有还原性，使得水中化学需氧量浓度改变，趋势分析见图3。

由图3可看出，氯化氨的加入使氨氮的去除率由原来的40%增至60%，化学需氧量的去除率显著增大。

图3 氯化氨加入量对电吸附处理性能的影响

3.2 氨氮浓度改变对各指标吸附量的影响

NH4Cl浓度的增加可使电导率改变，吸附效率、吸附量也会受到影响，图4为不同带电粒子的吸附量图。

由图4可以看出，电吸附设备对氯离子、钙离子等的吸附量占除盐量的主要部分，COD、氨氮的吸附量较小，可能由于电吸附技术是依靠带电极板在电势驱动力的作用下吸附牵引带相反电荷的粒子向极板移动，再加上二级出水中有机物含量和氨氮(通过投加氯化氨增大氨氮浓度)含量较少。

由图4可以看出，随着氯化氨投加量的增大，电吸附设备对含盐量的吸附量逐渐增大，这与赵亭月的研究结果随着盐浓度的增大设备对盐的吸附量在逐渐增加相一致。其中电吸附模块对氯离子的吸附量增加的较为明显，可能由于氯化氨的加入氯离子浓度增加的缘故；而钙离子的吸附量先增大后减小，可能随着盐浓度的增大溶液导电性增加对钙离子的吸附作用加强，而后来吸附量略有减小可能由于氨根离子浓度的增大，氨根离子吸附量明显增加，发生竞争吸附，使得钙离子的吸附量略有减小。