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    超聲波技術(shù)在高濃度氨氮廢水處理中的應用

    更新日期:2021-12-01 14:37

     

    工業(yè)污水,工業(yè)廢水處理免費方案咨詢電話:400-699-1558 ,江蘇銘盛環(huán)境24H手機熱線:158-9646-8025

     

     

      隨著工業(yè)程度的開展和經(jīng)濟的進步,人們逐步發(fā)現(xiàn)很多的工業(yè)生產(chǎn)制造過程中都會向左近河流排放大量的工業(yè)廢水,高濃度氨氮廢水常見于化工、食品、煉焦等行業(yè)的生產(chǎn)制造過程中。排放到水體中,不只伴有非常濃烈的刺激性氣息,還可能形成水體的富營養(yǎng)化,形成水體中的微生物大量繁衍,氧氣稀缺,讓其他生物難以生存,嚴重的毀壞生態(tài)均衡并對人們生活的飲用水平安形成了要挾,直接影響到人們的安康,因而急需對其實行有效的處置。

     

      一、超聲波廢水處置的機理

     

      超聲波工業(yè)廢水處理設備主要包括超聲波發(fā)作器、換能器以及水槽三個局部組成,超聲波發(fā)作器是將正常頻率的電信號轉(zhuǎn)換成契合請求的高頻電信號(普通頻率在20KHz以上),高頻電信號經(jīng)過換能器,由電信號轉(zhuǎn)化成超聲波信號,直接作用于盛放在水槽中的廢水。

     

      超聲波在傳播的過程中,存在波峰和波谷,振動過程能夠看作是波的收縮和緊縮的過程,在超聲波收縮期間,對水體產(chǎn)生負壓,負壓作用于水體,就會暫時的割裂水體,并疾速在空隙中構(gòu)成氣泡,我們稱這種現(xiàn)象為空化??栈瘶?gòu)成的小氣泡在水體中存續(xù)的時間很短,霎時就會決裂,但是在決裂的過程中,其外表的爆裂不只會對四周產(chǎn)生一個瞬時的沖擊波和超高速的微射流,還能產(chǎn)生高溫。當水體中在各處都會構(gòu)成高溫高壓的部分環(huán)境,就十分有利于化學污染物降解。

     

      此外,在上述的過程中,水分子也會產(chǎn)生撕裂,裂解成?H、?HO?HO2、以及H2O2等強氧化性的自在基,這些自在基會與水體中的污染物發(fā)作化學反響,生成二氧化碳和水,也就是說,在這個過程中,將污染物合成成了無毒無害的物質(zhì),完成了廢水的凈化

     

      此外,針對高濃度的氨氮廢水來講,空化氣泡決裂時產(chǎn)生的高熱環(huán)境,可以使自用氨發(fā)作熱解反響,再加上水體中的各種氧化性自在基,水體中就會生產(chǎn)制造各種氨酸鹽,或者生成氮氣和一氧化氮排到空氣中。

     

      二、影響超聲波廢水處置效率的要素實驗

     

      2.1 實驗安裝

     

      實驗采用ZQ-25-2A超聲波發(fā)作器,工作電壓220V,工作頻率50Hz,超聲波輸出功率25KHz,功率為100w,有兩個振子。

     

      2.2 實驗水源

     

      實驗水源來自某化工廠排水口左近采集的水源,為典型的高濃度氨氮廢水。

     

      2.3 實驗測試

     

      用玻璃電極法對pH實行測試,用納氏試劑光度法對氮離子濃度實行丈量。

     

      三、影響超聲波廢水處置效率的要素

     

      3.1 pH

     

      控制水體為未曝氣原水,室溫25℃,超聲波頻率25KHz,處置時長1h。在這樣的前提下經(jīng)過向廢水中參加氫氧化鈉調(diào)理水體的pH值,測試不同pH值條件下的水體內(nèi)的氨氮降解率,得到以下結(jié)論:當pH值為7時,氨氮降解率為5.61%,當pH值為11時,氨氮降解率為44.66%,依據(jù)測試結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn),當pH升高時,氨氮降解率會隨之升高,他們之間是正相關的關系。因而,在實行超聲波廢水處置工作時,能夠恰當增加水體的pH值。值得一提的是,固然進步pH值有助于廢水的處置,但是當pH值抵達一定水平后,降解率的提升開端變得不明顯,思索到本錢問題,普通不會調(diào)理水體的pH超越11

     

      pH值影響廢水處置效率的緣由,是由于當水體中的氣態(tài)自在氨和離子氨是一種動態(tài)均衡的狀態(tài),環(huán)境堿性越強,則氣態(tài)自在氨占比越大,氣態(tài)自在氨既能被氧化降解,又能發(fā)作熱解反響,因而被處置的效率更高。

     

      3.2 氨氮濃度的影響

     

      控制水體為未曝氣原水,室溫25℃,超聲波頻率25KHz,超聲處置時長1hpH值固定為11,借助蒸餾水對處置水體實行稀釋,得到不同氨氮濃度的待處置水樣。

     

      經(jīng)過處置我們發(fā)現(xiàn),未被稀釋的水樣氨氮降解率最高,也就是說,氨氮濃度越高的水體,超聲波處置效果也就越好。

     

      之所以氨氮濃度會對廢水處置效率形成影響,是由于氨氮濃度越高,在同一時間內(nèi)與氧化性自在基接觸的氨氮離子就越多,反響就越快也越徹底,可以在一定水平上提升廢水的處置效率,也就是說,當我們恰當?shù)臏p少水體中水的占比來提升氨氮濃度時,可以增加廢水處置效率。

     

      3.3 曝氣的影響

     

      控制室溫25℃,超聲波頻率25KHz,超聲處置時長1hpH值固定為11,應用氣體流量計對水樣實行處置,不同的水樣曝氣時間不同,曝氣時間越長的水樣,其氣液比更高,經(jīng)過丈量,氣液比高的水樣氨氮去除率更高。形成這種現(xiàn)象的緣由,是由于曝氣增加了水體與空氣的接觸面積,水體中的氣態(tài)自在氨能夠不經(jīng)過氧化而直接被排到空氣中,氣態(tài)自在氨去除的愈加徹底。另外,持續(xù)曝氣處置可以讓水體中的空化氣泡一直堅持在一個較高的程度,就會有更多的污染物發(fā)作降解。

     

      在實踐工作中我們能夠在處置過程中應用曝氣安裝增加曝氣步驟,進一步提升污水的處置效率。不過需求留意的是,持續(xù)增加曝氣時間,氨氮去除率將不會發(fā)作變化,這是由于固然增加曝氣時間可以增加空化氣泡的量,但是空化氣泡過于密集,其決裂產(chǎn)生的溫度和壓力都會對應變小,招致降解環(huán)境不夠理想。

     

      3.4 超聲時間的影響

     

      控制水體為未曝氣原水,室溫25℃,超聲波頻率25KHz,超聲處置時長2h,pH值固定為11,對水樣每隔20min測試一次氨氮去除狀況,我們發(fā)現(xiàn)當時間在1h的時分,氨氮降解率升高勢頭明顯降落,繼續(xù)超聲處置,2h后,氨氮降解率變化不明顯。

     

      超聲處置是一個持續(xù)的過程,持續(xù)的時間越長,氨氮去除效果就越好,但是當處置時間到達一定水平時,就不會對污水的處置效率產(chǎn)生影響,也就是說,超聲處置廢水在理想狀態(tài)下,并不是可以到達100%的處置效率的,關于污水處置來講,排放規(guī)范只需滿足國度二級排放規(guī)范即可,并不需求100%完整處置潔凈,水中殘留的污染物簡直不會對自然環(huán)境產(chǎn)生影響。

     

      四、結(jié)論

     

      經(jīng)過上述的實驗,我們得到了影響高氨氮濃度廢水超聲處置效率的幾項要素。將實驗環(huán)境調(diào)整為室溫25℃,超聲波頻率25KHz,超聲處置2h,pH固定為11,原水經(jīng)過曝氣處置使氣液比到達800:1,在這樣的條件下,氨氮去除率高達97%,排放的廢水曾經(jīng)可以滿足國度規(guī)范。而從原料(氫氧化鈉)的投入,資源的運用(超聲波發(fā)作安裝以及曝氣安裝的耗電)的角度來講,綜合經(jīng)濟效益和處置結(jié)果,上述的處置方式是值得推行和應用的一種高濃度氨氮廢水超聲處置計劃

     

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