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污水处理 次氯酸钠处理氨氮的机理及过程

次氯酸钠配成的溶液成黄绿色,氯气溶于水导致。首先发生分解反应:

NaClO + H2O=NaOH + HClO(可逆)

PH7时,HClO约占80%ClO-约占20%,一般来说Cl2HClOClO-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⁺+HOClNHCl+HO+H 一氯胺

NHCl+HOClNHCl+H二氯胺

NHCl+HOClNCl+H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

image.png

Cl2HClOClO-称为游离性余氯,NHClNHCl₂、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:

2NHCl+HClO=N2 +3HCl+ HO

2NH Cl+ 3HClO= N2 +5HCl+ 3HO

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。

image.png

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)3.8时,摩尔比23时,污水中的氨氮能够被氧化为N2,而且化合态余氯值Min,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Best。尾水经过混凝絮凝、沉淀、过滤后则可采用1.0-1.5mg/L

image.png

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,加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


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