工業(yè)廢水中的氨氮(以NH3、NH+4形式存在),可通過微生物法或氧化法處理,使水中氨氮達到國家規(guī)定的排放標準。
(1)微生物法:酸性廢水中的部分NH+4在硝化細菌的作用下被氧氣氧化為NO-3,NO-3再與NH+4作用生成N2而除去氨氮。
①NH+4轉(zhuǎn)化為NO-3的離子方程式為 NH+4+2O2 硝化細菌 NO-3+H2O+2H+NH+4+2O2 硝化細菌 NO-3+H2O+2H+。
②NO-3與NH+4在轉(zhuǎn)化為N2的反應(yīng)中消耗NO-3與NH+4的物質(zhì)的量之比為 3:53:5。
(2)次氯酸鈉氧化法:向氨氮廢水中加入NaClO,氨氮轉(zhuǎn)化為N2而除去。
①NaClO氧化NH3的離子方程式為 3ClO-+2NH3=3Cl-+N2+3H2O3ClO-+2NH3=3Cl-+N2+3H2O。
②一定pH下,NaClO投加量對污水中氨氮去除率的影響如圖所示。當m(NaClO):m(NH3)>7.7:1時,氨氮去除率接近100%而總氮的去除率不升反降的原因是 NaClO將部分氨氮氧化為NO-3、NO-2,留在廢水中NaClO將部分氨氮氧化為NO-3、NO-2,留在廢水中。
(3)活性炭-臭氧氧化法:活性炭-臭氧氧化氮氮的機理如圖所示。*表示吸附在活性炭表面的物種,?OH為羥基自由基,其氧化性比O3更強。
①活性炭-臭氧氧化氮氮的機理可描述為 O3與活性炭表面吸附的OH-作用生成?OH,?OH將活性炭表面吸附的NH+4轉(zhuǎn)化為N2O3與活性炭表面吸附的OH-作用生成?OH,?OH將活性炭表面吸附的NH+4轉(zhuǎn)化為N2。
②其它條件不變,調(diào)節(jié)廢水的pH,廢水中氮氮去除率隨pH的變化如圖所示。pH在7~11間,隨pH增大氨氮去除率明顯增大,可能的原因是 隨pH增大,活性炭上吸附的OH-增多,生成?OH增多;pH繼續(xù)增大時,OH-將NH+4轉(zhuǎn)化為NH3,不利于活性炭對氨氮的吸附隨pH增大,活性炭上吸附的OH-增多,生成?OH增多;pH繼續(xù)增大時,OH-將NH+4轉(zhuǎn)化為NH3,不利于活性炭對氨氮的吸附。
NH
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4
NH
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4
NO
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3
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【答案】+2O2 +H2O+2H+;3:5;3ClO-+2NH3=3Cl-+N2+3H2O;NaClO將部分氨氮氧化為、,留在廢水中;O3與活性炭表面吸附的OH-作用生成?OH,?OH將活性炭表面吸附的轉(zhuǎn)化為N2;隨pH增大,活性炭上吸附的OH-增多,生成?OH增多;pH繼續(xù)增大時,OH-將轉(zhuǎn)化為NH3,不利于活性炭對氨氮的吸附
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【解答】
【點評】
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