制革厂废水处理过程中氨氮变化特征分析开题报告

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1、开题报告制革厂废水处理过程中氨氮变化特征分析一、选题的背景、意义20世纪90年代世界皮革工业进入了新的发展时期,随着世界产业结构的调整,作为劳动密集型的皮革工业已由发达国家向发展中国家转移,我国也已成为世界公认的皮革加工中心及销售中心。目前,我国不仅是皮革产品的产销大国,而且也是皮革产品的出口大国。制革企业是以各种动物皮为原料，添加多种化学品并经过设备处理制得成品皮革的。所以制革产业也成为我国污染严重的行业之一，而其污染中尤以制革废水的污染最为严重，其污染特点是臭味重、色度高、悬浮物多、好氧物多，含有重金属离子和有毒物质等。而对制革废水

2、的治理，多年来一直集中于COD、铬和硫方面，针对氨氮去除的研究很少[1]。制革过程中产生的氨氮污染主要来自两个方面：一是来自皮革本身由有机氮转化而来的氨氮；二是加工过程中加入的大量的各种铵盐。制革原料中的动物皮带有许多氨氮，在处理中进入到废水中。原皮中部分动物蛋白质也会在加工过程中分离出来，其在废水中的不断分解会产生较多的氨氮。由于技术、经济的因素，许多制革企业仍使用大量的铵盐。废水中含氨氮的工序有浸水、脱毛浸灰、脱灰、软化、浸酸、鞣制和中和染色等工序。其中在脱灰软化中使用硫酸铵、氯化铵等；在中和、染色工序还使用碳酸氢铵和液氨；浸酸和鞣

3、制工序废水中的氨氮则来自皮革中铵盐残余物的不断向水中释放[2]。各工序废水中的氨氮浓度分布不均匀，而且随存放时间的长短而异，这给制革废水氨氮的治理理带来一定的难度。随着人们生活水平的提高和对环境要求的加强、环境污染治理的加强和环保技术的发展，制革废水在经过适当处理后水中COD、Cr等指标已基本达到排放标准的要求，但氨氮的处理却一直未能达到排放标准。随着国家政策的调整，制革及毛皮加工工业水污染排放标准(征求意见稿)规定了制革及毛皮加工企业的水污染物排放限制。征求稿中提出了氨氮排放浓度的限制,自2009年1月1日起,现有制革企业的氨氮排放限

4、值为65mg/L,新建企业为35mg/L,而目前在制革废水处理中,对氨氮的研究并不多。因此，研究经济合理的工艺去除制革废水中的氨氮是紧迫而实际的[3]。本研究课题以某制革厂制革废水为研究对象，对制革厂废水生化处理各处理单元中氨氮含量进行监测，进而根据氨氮监测结果对处理过程中氨氮变化特征进行分析，最后评价该处理工艺对氨氮的去除效果并对其工艺改进提出建议。二、相关研究的最新成果及动态制革废水不仅臭味重、色度高、悬浮物多，而且还含有重金属离子和有毒物质。对于制革废水的处理，国内有许多企业采用综合处理的方法，将整个制革工业废水都集中一起进行废水

5、处理。染色废水常含有种类多、结构复杂的难降解有毒有机物。但实践表明：单一的物理、化学或传统的生物处理工艺，在去除色度与有毒有机物的效率、运行费用等方面均不理想。现在有两种处理方式：一种是先对染色废水进行预处理，再和其它加铬、加脂废水综合处理。另一种是对染色废水进行单独处理再循环利用。制革废水脱氮的本质，就是将有机氮在好氧微生物的作用下转化为氨态氮，将氨态氮转化成亚硝酸盐或硝酸盐（这个过程主要是由自养型硝化细菌进行），再在缺氧条件下，利用反硝化菌（可由多种反硝化细菌进行）将亚硝酸盐和硝酸盐以及其他氮氧化物还原为氮气从废水中逸出。除氨态氮可

6、以在碱性条件实现部分吹脱外（如在调节池中），其他形态的氮基本上都需要采用生化法来去除。目前适用于皮革废水氨氮处理的技术主要分为两大类：一类是物化处理技术，包括折点氯化法、吹脱（或汽提）、化学沉淀、离子交换、膜吸收、湿式氧化和电渗析等；另一类是生物脱氮技术[4]。1折点氯化法折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通人废水中，当其投加量达到某一点时，水中游离氯最低而氨的浓度降为零，当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯又会增多。因此，该点称为折点。该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气[5]。此法设备少，投资省，反

7、应速度快，能高效脱氮。但是操作要求高，运行成本高，会产生有害气体。它适用于各种浓度的废水，但多用于低浓度的废水。2吹脱（或汽提）法吹脱法处理含氨废水是实际工程中常用的方法之一，其基本原理是亨利定律，利用铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的气液相相平衡的关系来进行氨的分离，是一个传质的过程。利用废水中铵离子和溶解氨气的化学平衡，将废水pH值调节至适当的碱性，使绝大部分铵转化为溶解氨气（其pH=9.3，随着pH值升至11以上，游离氨所占比例可达90%以上），再在汽提塔中通入空气或蒸汽，通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气中，使氨气与废水

8、分离，达到去除氨氮的目的，其中使用水蒸气作为载体，称为蒸汽汽提。王卓等[6,7]采用汽提技术对硝基苯胺废水进行了试验，在pH大于11的条件下，废水中的氨氮由3150mg/L下降为187mg/L，去除率为93