（青岛华丰伟业电力科技工程有限公司）
摘要：本文针对电厂工业中含有氨氮的废水，研究了反应温度，pH，次氯酸钠的加入比例，反应时间对折点加氯法去除废水中氨氮效果的影响。结果表明，对于氨氮含量62 mg / L，pH = 11.60，总氮含量210 mg / L，凯氏氮含量44.7 mg / L的原始水样，折点加氯法最佳控制条件为：25 oC，加药后pH = 6.8 ～ 8.0，m(Cl2) / m(NH4+ - N) = 9.0～9.3，反应20 min。
1. 工程概况
沙特拉比格电厂工业废水来源主要有：机组启动排水、锅炉化学清洗废水、空气预热器清洗废水、除尘器冲洗废水，厂区工业废水收集管网。其中氨氮主要来源于凝结水精处理再生废水。根据沙特废水排放标准要求排放废水氨氮小于1 ppm。电厂产生的废水中氨氮约30 ppm，最高时162 ppm，远远高于排放标准。
2. 实验原理
氯加入含有氨氮的废水中会发生以下反应[6]：
当废水中加入氯的量较少时，氯与水反应，见反应 ( 1 )，生成HClO的量较少，HClO主要表现出其酸性，见反应 ( 2 )，随着废水中加氯量的增加，由反应 ( 1 )生成的HClO的量增加，HClO主要表现其氧化性，将废水中的氨氮去除，见反应 ( 3 )。
3. 实验条件
3.1 实验地点
沙特拉比格电厂水质分析实验室，室温25 °C。3.2 实验仪器哈希DR1900分光光度计、哈希DRB200消解器，奥立龙pH计。
3.3 试剂
哈希氨氮、总氮、总凯氏氮、COD检测试剂，现场机组排水槽取废水（精处理再生结束后废水），桶装次氯酸钠溶液：有效氯0.4 %，NaOH溶液，0.1 N / L。
3.4 折点加氯去除氨氮
取100 mL水样于若干锥形瓶中，改变实验温度，次氯酸钠溶液与废水中氨氮比例，次氯酸钠的加入次数，加药后pH值，反应时间等影响氨氮去除效果的因素，优化去除氨氮的效果，取反应后的水样进行氨氮含量检测，分析检测结果。
4. 结果与讨论
2015年7月15日取精处理再生结束后水样作为原始水样。原始水样中各项含量的指标见表1，废水中氨氮含量为62.0 mg / L，属于低氨氮含量。
4.1加药比对废水中氨氮去除效果的影响
加药比是氨氮去除效果最大的影响因素，采用一次性加入的方案，25°C，pH = 5.0的条件下反应30 min，加入不同量的次氯酸钠，所得的实验结果见表2。结果表明，当有效氯的添加比例大于9.0时，废水中的氨氮的含量已经达到国家废水排放标准中氨氮含量的一级标准；当有效氯的添加比例达到和高于9.5时，废水中氨氮的含量为0。
4.2 加药后pH对废水中氨氮去除效果的影响
在工业生产中，pH的调节将增加原料的投入，因此，实验所需的pH与废水的pH越接近，pH调节所需的投料越少。结合已有实验经验，本文研究了加药后不同的pH对去除废水中氨氮效果的影响，实验温度为25 °C，一次性有效氯添加比为9.3，反应30 min，实验结果如表3。结果表明，加药后pH在6.0 ~ 8.0时，废水中氨氮的去除效果最佳。
4.3 反应温度对废水中氨氮去除效果的影响
反应温度对能源的消耗有较大影响，本文比较了加药比为9.3，一次性加药，加药后pH为7.20，48 °C和室温( 25 °C )下反应的效率。结果如下：
a)反应温度控制在48 °C
加入次氯酸钠5 min后，开始产生少量微小气泡，搅拌后气泡增多，8min后，溶液中产生大量气泡，且随时间减少，17 min后溶液中无气泡产生，20 min后检测溶液氨氮含量为0。
b)反应温度控制在25 °C
加入次氯酸钠3 min后，溶液中产生较少气泡，5 min后开始产生较多微小气泡，搅拌后产生大量气泡，8min后溶液中产生大量气泡，且随时间减少，17 min后溶液仍产生少量气泡，20 min后溶液中无气泡产生，溶液中氨氮含量为0。
实验表明，加入足量次氯酸钠后，提高反应温度会使反应略微加速，单考虑到沙特当地炎热气候，目前废水温度在30 °C，且温度对反应时间影响不大，实际运行过程中可忽略温度对反应的影响。
4.4 反应时间对废水中氨氮去除效果的影响
反应时间对于工业生产的效率有极大的影响，本文研究了25 °C，一次性有效氯添加比为9.3，加药后pH为7.01和7.94时，不同反应时间下，废水中氨氮的去除效果，结果如下：
a)调节加药后溶液pH = 7.01
调节加药后溶液的pH为7.01，初始5min内溶液中有大量细小气泡产生，第6min开始，溶液中有少量微小气泡产生，第8min溶液中无产生气泡，第10min检测溶液中氨氮含量为0。
b)调节加药后溶液pH = 7.94
调节加药后溶液初始pH为7.94， 2 min后溶液pH开始下降，第6 min开始加入NaOH (0.1N / L) 溶液将PH调节至8.00，溶液中有大量细小气泡产生，第9 min溶液中有少量微小气泡产生，第11 min溶液中无产生气泡，第12 min检测溶液中氨氮含量为0.1 mg / L。
实验表明，pH在7 ～ 8，次氯酸钠一次投药量足够的情况下，单位时间内废水中氨氮的去除效率很高，20 min后氨氮即可达到甚至低于0.1 mg / L。
4.5 加药速率对氨氮去除效果的影响
实际生产中往往需要多次加药才能完成废水中氨氮的去除，次氯酸钠浓度：0.45%，加药比：9.3，加药方式：分6次，1 h加完， pH：7～8，温度：25°C
通过实验表明，分次向水样中添加次氯酸钠，同时调节溶液pH在7～8之间，当次氯酸钠添加比接近9.3时，反应迅速进行。分次添加次氯酸钠对氨氮消除影响不大，不但可以及时的将溶液pH控制在最佳范围内，利于反应进行，而且分次添加可以更好的控制药品添加量，降低溶液中残余余氯，减少因药品过量增加的运行成本。同时，添加次氯酸钠降低废水中氨氮的同时，也可不同程度的降低废水中凯氏氮和COD。
4. 结论
折点加氯去除废水中氨氮的方法由于简便和低成本性，在工业生产中深受青睐。本文研究了对折点加氯法影响较大的的实验条件，主要包括pH，加药比，温度，反应时间，温度等因素。结果表明，折点加氯法最佳控制条件为：pH = 6.8 ～ 8.0,m(Cl2)∶m(NH4+-N) = 9.0 ～ 9.3 ,反应时间t = 20 min,25 °C条件下可将废水中氨氮去除，水质达到排放标准。
参考文献
[1] 祁利明, 赵宇, 王海涛. 火电厂废水处理系统氨氮超标处理浅析[J]. 工业用水与废水, 2015, 46 (3)：30－32.
论文作者:王奇,马明强,吴红梅,李影
论文发表刊物:《电力设备》2016年第14期
论文发表时间:2016/10/14
标签：溶液论文; 水中论文; 废水论文; 气泡论文; 加药论文; 温度论文; 次氯酸钠论文; 《电力设备》2016年第14期论文;