次氯酸钠氧化脱除河水低浓度氨氮研究

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1、第2期(总第165期)2013年4月中国彳茵工存CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2(SeriaINo．165)Apr．2013DOI：IO．39694．issn．1004-4655．2013．02．014次氯酸钠氧化脱除河水低浓度氨氮研究王昶1，黄志金2，左军2，陈秀荣3[1．上海申迪(集团)有限公司，上海200120；2．上海宏波工程咨询管理有限公司，上海200232；3．华东理工大学资源与环境工程学院。上海200237]摘要：通过静态试验，分别研究了河水中氯与氨氮的质量比、反应时间、pH值及初始NH，一N浓度对NH，一N去除效果的影响。试验结果表明，对于不同

2、天气情况下的水样，氯与氨氮的质量比(以C1：：N计)为10：l～12：1时，NH，一N浓度可降低至o．5mg／L以下；反应时间20rain时，NH，一N浓度可达到o．3mg／L，工程应用中可将反应时间延长至30min；pH对NH，一N去除效果没有明显影响，一般不需要调节河水pH；在pH值为8．0，氯与氨氮的质量比为12：1，初始NH3一N浓度为0．5～3．0mg／L时，反应后NH3一N浓度均<0．3mg／L。关键词：次氯酸钠；氨氮；氯与氨氮的质量比；反应时间；pH值；初始浓度中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1004—4655(2013)02—0039—04上海迪士尼项目1期

3、工程规划建设1个面积约0．39km2的中心湖，在正常水位+3．45m时，水容量达到约150万m3。在中美双方对湖水水质的保持研究中，参照了目前美国迪士尼乐园湖水水质标准，确定湖水设计水质中的重要指标：NH，一N浓度≤0．5mg／L，TP浓度=0．01～0．02mg／L。根据规划，拟建立综合水处理厂处理外围河水作为湖泊初灌和补充水，同时综合水处理厂对湖水进行循环处理，以确保湖泊水质达标。通过近两年对迪士尼项目周边河道水质监测，发现周边河水氨氮浓度≤3mg／L；湖泊水循环处理时氨氮浓度维持在o．5mg／L，甚至更低，对于这2种低浓度的氨氮水源，需要采用有效的氨氮去除工艺。为此，在湖水循环处

4、理时拟寻找一种效果稳定、操作简便、价格低廉的低浓度氨氮去除方法。次氯酸钠氧化除氨氮反应时间短、操作简便、技术成熟，故作为比选方案之一进行了试验，为工程的建设和运行提供技术支持。1试验原理在含氨氮的水溶液中加人次氯酸钠后，次氯酸、次氯酸根离子能够与水中的氨反应产生一氯胺(NH2C1)、二氯胺(NHCI：)和三氯胺(NCl3)。由于NCl，在pH<5．5时才能稳定存在，而且在水中溶收稿日期：2013—01—28基金项目：上海市科委科研计划项目(1ldzl201703)第一作者简介：王昶(1966_)，男，工程师，本科，主要研究方向为水处理。解度很低，只有10～7mol／L，所以在天然水溶液

5、中，NCl，几乎不存在⋯。相关反应机理可用下列反应式表示为¨1NaCIO+H20。HCIO+NaOH(1)NH3+HCIO_NH2CI+H20(2)NH2CI+HCIO斗NHCl2+H20(3)NHCl2+H20_NOH+2CI一+2H+(4)NHCl2+NOH_N21'+HCIO+H++C1一(5)总反应式为2NH3+2NaCIO_÷N2T+3H20+3NaCl(6)由上可知，只要提供足够的次氯酸钠剂量，水中的氨氮就可以通过一系列反应转化成氮气去除。按总反应式进行计算，将氨氮氧化成氮气，理论上有效氯与氨氮的质量比(C1：：N)应为7．6：1．0，但实际应用中常因为酚类、氰化物、硫、锰

6、等物质的存在，往往使氧化每毫克氨氮所需有效氯要远>7．6mg[3

7、。2试验部分1)主要试验仪器和药品。722型分光光度计、FA2004N型电子天平、pHS一3C型酸度、ZR4—6型六联搅拌器等。次氯酸钠(有效氯5．2％)、NH。C1、浓H2S04、HCl、Na2S203等。2)试验用水。迪士尼项目附近朱家浜河水。3)分析方法。氨氮测定：纳氏试剂法。余氯测定：碘量法。pH值：pHS一3C型酸度测定。4)试验方法。试验用水为迪士尼工程附近朱39中国彳跋z朽王昶，黄志金，左军，等：次氯酸钠氧化脱除河水低浓度氨氮研究2013年第2期家浜河水。取试验水样1L于烧杯中，往水样中投加次氯酸钠溶液，进

8、行烧杯试验，烧杯作为加氯脱氮的反应器。氯与氨氮的质量比试验中，对3种不同水样进行了试验，其他试验所用的原水为雨后经混凝沉淀后的水样。3试验结果与讨论3．1氯与氨氮的质量比对氨氮去除效果的影响从表1中可见，晴天取样的河水氨氮值明显小于雨后所取水样的氨氮值，且混凝后水样氨氮值会减小。这是因为，在有氧环境下，河水中的氨氮可转化成亚硝酸盐或硝酸盐，从而实现一定程度的自净；而在雨后，取样河道周围农田中及居民生活污水中的含氮污染物会汇聚到河中，河水不仅浊度