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臭氧加这个,可以除氨氮?

 江西拟态王格 2024-06-17 发布于江西

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以下正文:

这是我查阅文献资料时看到的信息,大意是说臭氧催化氧化对于废水中低浓度氨氮的去除。
关于这个话题,咱们以前其实写过相关文章,详情可见链接:
臭氧催化氧化工艺,到底能不能除氨氮?
我在文中的观点是,单纯臭氧是无法氧化氨氮的。
但对于臭氧催化氧化能否去除氨氮,我是存疑的。
为啥存疑呢?
因为催化剂是能够降低氧化势能的,所以真就说不准在催化剂参与下,臭氧就能氧化氨氮了。
但实话实说,我并没有试过。
所以对于这篇文章中的实验结果是否真实,也不敢保证,毕竟现如今咱们国内的学术氛围嘛......
嗯,你懂得!
如果大家感兴趣,可以亲自尝试下,然后再在评论区交流。
话不多说,咱就看看这个实验。
作者为了验证臭氧催化去除氨氮的性能,首先找了7种材料,分别是MnO2、Nb2O5、Sb2O3、TiO2、Al2O3、Ce2O3、CaO2
Ps:因为是实验室实验,所以这些材料都是分析纯。
然后作者又设计了8组实验,分别是单纯臭氧、臭氧+MnO2臭氧+Nb2O5臭氧+Sb2O3臭氧+TiO2臭氧+Al2O3臭氧+Ce2O3臭氧+CaO2
8组实验的处理水量都是400mL,原水都是自来水+NH4Cl配制而成,氨氮值为10mg/L。
8组实验的曝气时间均为1h,臭氧投加量2.5g,催化剂投加量均为400mg。
实验结果如下所示。
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▲8组对比实验结果

很明显,单独臭氧的效果不咋地,氨氮去除率几乎没有,这和我的判断是相符的。
臭氧+CaO2的效果最好,几乎能达到100%的去除率。
其次是臭氧+MnO2,差不多也有个80%左右的去除率。
MnO2这个倒是很常见的臭氧催化剂成分,但CaO2就不常见了。
后面作者又针对CaO2进行了细化实验。
总之,最后的结论是CaO2投加量80mg/L时,氨氮去除率就可以达到100%。
当然了,这个实验的原水氨氮值比较低。
要是遇到高浓度氨氮废水时,可以适当增加CaO2的投加量,比例大约为NH3-N:CaO2=1:8。
还是蛮高的。
再一点就是曝气时间,毕竟要是按照1h往400mL水中投加2.5g的臭氧来说,这个浓度就是6250mg/L,太贵了。
所以继续考察最优时间也很有必要。
最终的结论是曝气15min即可实现氨氮100%的去除率,折合臭氧投加量1563mg/L。
还是很贵。
至于pH,碱性比酸性好,但效果有限,所以就保持原水的中性即可。
那位说了:
“臭氧催化去除氨氮的原理是什么啊?”
根据作者的分析,他认为可能有两种途径:
(1)碱性条件下臭氧自身的氧化作用;
(2)CaO2催化臭氧产生羟基自由基。
其实就类似于常见的臭氧+H2O2+NaOH的组合模式,都是靠产生的羟基自由基来氧化氨氮。
Ps:标态下臭氧的氧化还原电位为2.07eV,羟基自由基的氧化还原电位为2.80eV,氧化性都挺强的。
简而言之,臭氧催化氧化去除氨氮,效果虽然很明显,但也同样存在缺点:
(1)臭氧投加量太大,折算到吨水运行费用上太高,不经济;
(2)CaO2的成本太高,且不能像MnO2一样重复使用;
(3)臭氧催化氧化也只是把NH3-N转化为NOx-N,所以总氮并没有明显的去除率。
关于臭氧催化去除氨氮的分析,就说到这。
还是那句话,这个只是我看到的一篇文献记载,并非我亲自试验。
所以对于其中真伪我也无法分辨,感兴趣的大家伙儿可以亲自动手去做一做。
您要问我为啥不试一试?
呵呵,我觉得这玩意儿写写论文还行,实战几乎没什么推广价值,就不浪费那个时间和精力了......
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今天的文章就写到这里,我得继续搬砖去了,咱们下期再接着唠!

-完-

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