電吸附技術對水中鹽類及氨氮去除的研究

房 睿

(新疆維吾爾自治區(qū)水文局，烏魯木齊 830000)

1 試驗方案

1.1 穩(wěn)定運行階段對鹽類、氨氮去除效果的研究

試驗中，進水氨氮濃度小于30 mg/L，工作流量為510 L/h，工作時間為24 min，反洗流量為750 L/h，反洗時間為24 min，運行一周，最后測定進水和出水中氨氮、化學需氧量、氯化物的平均濃度。

1.2 電吸附對氨氮去除效果的研究

通過加入NH4Cl來提高水中氨氮的含量，分別加入0、20、40、80和100 g的NH4Cl，工作流量為400 L/h，工作時間為24 min，反洗流量為750 L/h，反洗時間為24 min，6個工作時間為周期，以電導率(表征總含鹽量)、氯離子、氨氮及化學需氧量為衡量指標，觀察電吸附設備對不同濃度的氨氮廢水的處理效果。

1.3 含鹽量對氨氮、COD去除效果的影響

通過加入NaCl來提高水中的含鹽量，分別投加355、730、1 120和1 700 g的NaCl，操作參數為工作流量400 L/h，工作時間為24 min，反洗流量750 L/h，反洗時間24 min，6個工作時間為周期，以電導率(表征總含鹽量)、氯離子、氨氮及化學需氧量為衡量指標，觀察電吸附設備對不同濃度的氨氮廢水的處理效果。

2 穩(wěn)定運行階段氨氮去除效果的研究

2.1 電吸附除氨氮效果分析

將固定條件下連續(xù)運行電吸附設備對水進行處理，以一周為運行周期，得出電吸附設備對氯化物、化學需氧量及氨氮的去除效果，見圖1。

圖1 穩(wěn)定運行階段去除效果圖

由圖1可以得出，電吸附設備在穩(wěn)定運行階段對氯化物、氨氮、化學需氧量的去除效果會隨水質的改變出現線性波動，氯化物去除率為85%，氨氮去除率為60%，化學需氧量的去除率為55%；氨氮的去除率在第5天去除率有所下降，與增加氨氮濃度有一定關系。

2.2 電吸附對化學需氧量的去除效果分析

電吸附過程對化學需氧量去除作用主要有保安過濾器和電吸附模塊，去除率見圖2。

由圖2得出，電吸附模塊對化學需氧量的去除效果與有機物的氧化、吸附作用有關，去除率約為50%。

圖2 各處理單元對COD的去除效果分析

3 氨氮濃度改變對電吸附去除氨氮效果的影響

3.1 氨氮濃度改變對電吸附去除鹽類、化學需氧量、氨氮的影響

通過加入NH4Cl來改變氨氮、氯化物的濃度，NH4Cl有還原性，使得水中化學需氧量濃度改變，趨勢分析見圖3。

由圖3可看出，氯化氨的加入使氨氮的去除率由原來的40%增至60%，化學需氧量的去除率顯著增大。

圖3 氯化氨加入量對電吸附處理性能的影響

3.2 氨氮濃度改變對各指標吸附量的影響

NH4Cl濃度的增加可使電導率改變，吸附效率、吸附量也會受到影響，圖4為不同帶電粒子的吸附量圖。

由圖4可以看出，電吸附設備對氯離子、鈣離子等的吸附量占除鹽量的主要部分，COD、氨氮的吸附量較小，可能由于電吸附技術是依靠帶電極板在電勢驅動力的作用下吸附牽引帶相反電荷的粒子向極板移動，再加上二級出水中有機物含量和氨氮(通過投加氯化氨增大氨氮濃度)含量較少。

由圖4可以看出，隨著氯化氨投加量的增大，電吸附設備對含鹽量的吸附量逐漸增大，這與趙亭月的研究結果隨著鹽濃度的增大設備對鹽的吸附量在逐漸增加相一致。其中電吸附模塊對氯離子的吸附量增加的較為明顯，可能由于氯化氨的加入氯離子濃度增加的緣故；而鈣離子的吸附量先增大后減小，可能隨著鹽濃度的增大溶液導電性增加對鈣離子的吸附作用加強，而后來吸附量略有減小可能由于氨根離子濃度的增大，氨根離子吸附量明顯增加，發(fā)生競爭吸附，使得鈣離子的吸附量略有減小。

4 結 論

1) 隨著氯化氨濃度的增大除鹽效率會增加，進水電導率在1 850～2 570 μs/cm，出水電導率在550～720 μs/cm，除鹽率在71%～75%，氯離子去除率在83%～86%，電吸附除鹽效果穩(wěn)定。

2) 氨氮的去除率由40%增至60%左右，化學需氧量的去除率增大，增大了模塊極板材料對氨氮的吸附和氧化作用。

3) 隨氯化氨濃度的增大，電吸附設備對含鹽量的吸附量也增大。

4) 水中含鹽量的增大導致除鹽率先升后降，極板間的隱形電勢升高，除鹽效果提高；當電導率超過2 500 μs/cm時，極板的吸附能力有限而除鹽效果下降。