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技术资讯>阳极氧化行业废水中的总氮如何去除?

2019-04-12
来源:LWenL

摘要:本文主要讲述的是阳极氧化中哪些工艺单元可能会产生硝态氮、以及产生氨氮的原因,如果不产生会有哪些影响,和分享高效快速的去除硝态氮的HDN工艺,达到废水排放标准的方法。

1. 总氮的危害以及构成

总氮(TN)包含:凯氏氮、硝氮(NO3-N)和亚硝氮(NO2-N),其中凯氏氮是指有机氮和氨氮(NH4-N)之和。一般废水中的总氮主要以氨氮和硝态氮的形式存在的。

氮(N)是动植物必须的元素,例如当氮充足时,植物可合成较多的蛋白质,促进细胞的分裂和增长,当氮缺乏时,会出现植物矮小,稻谷籽粒不饱满。那么当水中的总氮过高,会导致水体出现富营养化,出现大量藻类覆盖在河水的表面,使水中的溶解氧浓度下降,导致水中的生物大面积死亡,造成严重的生态影响,可见总氮的超标,对环境的影响是多么严重的。

2. 阳极氧化哪些工艺单元会产生总氮

1)工艺流程

阳极氧化的工艺流程我们可以简化为:机械抛光--脱脂--水洗--碱洗--水洗--去灰--水洗--化抛--水洗--阳极氧化--水洗--着色--水洗--封孔--水洗--烘干。从工艺流程上可以看出,整个流程中水洗的次数还是非常多的,所以废水的排放量相对较大,如果不合理的控制废水中的污染因子含量,将会破坏我们的家园。

2)产生总氮的工艺单元

产生总氮的环节,主要是去灰--水洗--化抛--水洗。去灰的液体大多数阳极氧化厂倾向于使用HNO3,因为HNO3对金属零件表面的污垢去除能力相对较强,当然也会有一些阳极氧化厂使用无硝工艺流程,但是针对那些高精度的零件来说,还是很难离开硝酸的,例如AL-Si合金、AL-Mn合金等,最好使用硝酸去灰,因为硝酸具有强氧化型,也有使用硫酸加高锰酸钾的,但是硫酸加高锰酸钾在去灰的过程中如果处理不当,会在金属表面形成红锈,污染了金属表面等。

而化抛呢?大部分阳极氧化的化抛液使用磷-硫-硝,因为加入一些活性剂,缓冲剂等,不进可以减少氮氧化物的产生,而且还能减少酸对金属的腐蚀程度,不过也有使用磷-硫,这种化抛液虽然也能获得平滑的表面,但是要求高精度的平滑表面来说,磷-硫的化抛液就不能过于满足了

3. 总氮的去除原理

总氮的去除原理有哪些呢?大家都知道了总氮是有有机氮、氨氮、硝态氮组成的。总氮的去除原理除了氨氮可使用物理加化学的方法得以去除外,硝态氮及有机氮相对使用生物方法较多,当然生物脱氮的条件也是相对较高的,例如PH、温度、盐度、重金属含量、有机物含量都会影响着生物脱氮的程度,如果以上都尽可能的达到生物环境的要求,那么生物法的脱氮率是相当的高的。生物脱氮的原理是什么呢?那么让我们一起来探讨吧.....

生物脱氮是通过氨化、硝化和反硝化的步骤完成的。

氨化反应:有机氮在好氧菌和氨化菌的作用下分解成氨氮的过程,一般有机物被分解成CO2。

RCHNH2COOH+O2→→→RCOOH+CO2+NH3

硝化反应:氨氮和亚硝氮在硝化菌的作用下,进一步分解氧化成硝氮的过程。

(NH4+)+O2→→→NO3-+(H+)+H2O(总反应)

反硝化反应:硝氮或者亚硝氮在反硝化菌的作用下被还原成N2的过程。

4. 氨氮的物化去除方法

1)沉淀法

氨氮的沉淀法指的在含含有氨氮的废水中加入药剂是指生成不溶于水的固体,得以去除。一般情况下使用MgO和H3PO4与之反应生成复盐磷酸铵镁(MgNH4PO4·6H2O)

2)吹脱法

铵离子在水中的平衡我们可以将之书写为:NH3+H20===(NH4+)+OH-,这一关系与PH值有关系,PH值越大,水中所占游离的NH3越大,所以控制好PH并鼓风能有效去除氨氮90%以上,一般PH大于11左右时最佳。

5. 硝氮的去除方法

1)HDN工艺及分类

对于硝态氮而言,就相对较为复杂了,目前很多企业使用离子交换、反渗透、NF/UF/MF等,无法从根本上去除硝氮,如若从根本上去除硝氮,一般使用生物法去除硝态氮了,生物法脱氮的原理一般均为上面所述,但是工艺是非常的多的,例如A/O、A2O、SBR、HDN等,HDN工艺的脱氮效果高,操作简单,是脱硝氮的首选,因此在这里重点介绍一下HDN工艺

HDN工艺:HDN是由苏州湛清环保设计研发的高效脱氮工艺,针对废水的高盐性、高毒性、中高低硝氮以及水质波动大的废水设计研发的,不仅脱氮效果高,出水达标,而且处理废水的成本降低。HDN工艺的有哪些分类呢?

HDN分类: 高效脱氮设备HDN-GS   高效脱氮设备HDN-FT 高效无碳反硝化脱氮设备HDN-LS三种。

2)不同HDN的特点

高效脱氮设备HDN-GS:针对高浓度硝酸盐氮废水研发的总氮去除设备,适合处理总氮浓度在500~2000mg/L的高难度废水,应用于光伏、不锈钢、电子、玻璃、硝酸化工等生产或者使用硝酸的行业。具有占地面积小,脱氮效率高,耐水质波动的特点。

特点:①脱氮效率高,容积负荷达2~10kg/m³·d;②占地面积小:去除200kg/d的总氮,设备占地面积仅需8㎡;③运行成本低:去除100mg/L的总氮,处理成本仅需1元;

   高效脱氮设备HDN-FT:是经过特殊结构设计的撬装式反硝化设备,专为各类工业废水处理研发,可解决电镀、化工、线路板、医药、印染、食品等行业生化二沉池出水总氮超标问题以及钢铁、玻璃、光伏等行业大量使用硝酸后的废水总氮超标问题,可适应工业废水高盐分、高毒性、高硝氮、波动大的水质特点。

特点:①脱氮效率高:正常运行脱氮负荷1kg N/m³•d,出水总氮稳定达标;②占地面积小: 10t/h的处理量,降低20mg/L总氮,占地面积仅6㎡;③易操作维护:全自动控制,无需更换填料,反冲洗水量少、频率低;④污泥产量少:反冲洗排出的少量微生物回流至生化池继续分解;⑤运行成本低:去除20 mg/L的总氮,吨水成本小于1元;

   高效无碳反硝化脱氮设备HDN-LS:针对于低浓度硝态氮废水处理的产品,适用于废水浓度为10-100mg/L的硝态氮废水处理。能够在不使用甲醇/乙酸/乙酸钠的碳源条件下,进行反硝化脱氮。设备的脱氮效率高,占地面积小,耐毒性冲击能力强。

特点:①无防爆要求营养液通过改变反硝化微生物的代谢结构,在不使用碳源的条件下,供给无机化能营养盐使得微生物进行反硝化反应,将硝酸盐快速转化为氮气。化能营养液纯无机配方,性质温和,无腐蚀性和不易燃,安全环保;对防爆的设备和管理无要求。②低污泥产量采用化能营养液培养的反硝化菌,在代谢性质上得到改造,实际运行过程中几乎不产生剩余污泥。③低运行成本化能无机营养液去除10ppm的吨水成本在0.2-0.3元,并且无污泥产生,相比甲醇作为碳源0.1元;乙酸的价格为0.32元

6. 总结

跟大家分享了关于总氮的构成危害、去除方法和HDN工艺,HDN工艺的提出,标志着脱氮的一大进步,传统工艺的缺点得到了优化以及改善,HDN不仅处理效果明显高效,而且费用成本等因素比较可观,去除硝态氮的是不错的选择。


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