聚合氯化鋁去除氨氮的原理
聚合氯化鋁(PAC)主要是通過混凝沉淀的作用來處理污水中的氨氮。它在水中水解形成多核羥基絡(luò)合物,這些絡(luò)合物帶有正電荷,可以中和污水中帶負(fù)電荷的懸浮顆粒和膠體。對于氨氮它可以與污水中的一些雜質(zhì)(如有機(jī)物和膠體等)相互結(jié)合,在 PAC 的混凝作用下一起沉淀,從而降低氨氮在水中的含量。
影響氨氮去除率的因素
水質(zhì)特性有機(jī)物含量:如果污水中有機(jī)物含量高,聚合氯化鋁可以和有機(jī)物結(jié)合,同時(shí)也包裹住部分氨氮,從而提高氨氮的去除率。例如,在生活污水中,含有較多的蛋白質(zhì)、糖類等有機(jī)物,PAC 能夠通過絮凝這些有機(jī)物,間接提高氨氮的去除效果。
酸堿度(pH):pH 對 PAC 的水解和氨氮的存在形式有重要影響。PAC 在不同 pH 下的水解產(chǎn)物不同,合適的 pH 范圍(一般在 6 - 8)有利于形成有效的混凝劑形態(tài)。同時(shí),氨氮在水中以銨離子()和氨分子()兩種形式存在,pH 的改變會影響兩者的比例。在堿性條件下,氨分子比例增加,更易揮發(fā),但不利于 PAC 混凝;在酸性條件下,銨離子比例增加,更適合 PAC 混凝,但如果酸性過強(qiáng),會影響 PAC 的水解平衡。
聚合氯化鋁的投加量:隨著 PAC 投加量的增加,氨氮去除率會先升高后趨于穩(wěn)定或下降。開始時(shí),增加投加量能提供更多的混凝位點(diǎn),有效去除氨氮。但投加量過多時(shí),會導(dǎo)致膠體再穩(wěn)定,反而使去除率下降。例如,在某工業(yè)廢水處理中,當(dāng) PAC 投加量從 50mg/L 增加到 100mg/L 時(shí),氨氮去除率從 30% 提高到 50%;但當(dāng)投加量繼續(xù)增加到 150mg/L 時(shí),去除率僅提高到 52%。
攪拌條件:攪拌強(qiáng)度和時(shí)間對氨氮去除率也有影響。適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢允?PAC 均勻分散在水中,促進(jìn)其與氨氮和其他雜質(zhì)的接觸。但攪拌過于劇烈或時(shí)間過長,會破壞已經(jīng)形成的絮凝體,降低去除效果。先進(jìn)行快速攪拌(如 1 - 2 分鐘,攪拌速度 150 - 200r/min)使 PAC 快速分散,然后進(jìn)行慢速攪拌(如 10 - 15 分鐘,攪拌速度 30 - 50r/min)促進(jìn)絮凝體的形成。
氨氮去除率的大致范圍
在一般的污水(如生活污水、部分工業(yè)污水)處理中,聚合氯化鋁對氨氮的去除率在 30% - 60% 左右。但如果污水的水質(zhì)復(fù)雜,或者沒有優(yōu)化處理?xiàng)l件(如投加量、pH、攪拌等),去除率會低于 30%。在一些經(jīng)過預(yù)處理的水質(zhì)較好的污水或者在 PAC 與其他處理工藝(如生物處理)聯(lián)合使用時(shí),氨氮去除率會高于 60%。