污水处理次氯酸钠处理氨氮的机理过程
作者:化工泵 来源:耐腐蚀泵 发布时间:2023-08-24
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次氯酸钠配成的溶液成黄绿色 ,氯气溶于水导致 。先发生分解反应:
NaClO + H2O=NaOH + HClO(可逆)
PH为7时 ,HClO约占80% ,ClO-约占20% ,一般来说Cl2 、HClO 、ClO-均具有氧化能力 。当HClO投加尾水中 ,水中存在氨氮时 ,在氧化杂质等还原性物质之外 ,加入水中的氯会与水中的氨氮发生下列反应:
NH₄⁺+HOCl→NH₂Cl+H₂O+H⁺ 一氯胺
NH₂Cl+HOCl→NHCl₂+H₂O 二氯胺
NHCl₂+HOCl→NCl₃+H₂O 三氯胺
上述三个反应,均是可逆反应 ,跟PH值密切相关 ,逆反应再次分解成HClO ,它们都具有氧化性 ,但氧化性不及HClO强 ,但是它们在水中稳定 ,杀菌的持续时间长
Cl2 、HClO 、ClO-称为游离性余氯 ,NH₂Cl 、NHCl₂、NCl₃及其他氯胺化合物称为化合性余氯 。两者统称为余氯 。
需氯量=加氯量-余氯量
当持续投加次氯酸钠 ,自由氯将会导致折点反应① ,HClO会氧化氯胺 ,进一步去除氨氮 ,发生反应如下:
2NH₂Cl+HClO=N2 ↑+3HCl+ H₂O
2NH₄ Cl+ 3HClO= N2 ↑+5HCl+ 3H₂O
次氯酸钠去除氨氮,控制在pH在弱碱性 ,消耗H+ ,促进ClO-电离 ,加快反应向右进行 。
从这些方程式可以发现 ,氯化法除氮的关键是投加适量的NaClO 。据上式计算 ,当NaClO投加量与氨氮的质量比(Cl/N)为3.8时 ,摩尔比2:3时,污水中的氨氮能够被氧化为N2 ,而且化合态余氯值小,因此将该点称为折点 。当C1/N比大于3.8时,所投加的氯产生自由余氯;当C1/N比小于 3.8时 ,除氨效果不佳 。
则化合余氯被氧化后 ,期间没有消毒作用 。当没有杂质再消耗HClO时 ,则说明氨氮被除尽 ,此时的氧化效果才是好的 。尾水经过混凝絮凝 、沉淀 、过滤后则可采用1.0-1.5mg/L 。
过量的HClO见光分解 ,发生如下反应:
2 HClO = 2 HCl + O2 ↑ 光照
产生的氧气以及氧化氨氮生成的氮气,会附着在活性污泥表面 ,增大污泥的浮力导致污泥漂浮 ,通过斜管沉淀池漂浮于水面上(NaClO不能太过量,同时要注意氧化氨氮水池避免强光照) 。
NaOH + HCl = NaCl + H2O
2 NaClO ==光照==2 NaCl + O2↑