雷久藝

摘要：眾所周知，我國(guó)是世界上著名的基建大國(guó)，而在基建工程在施工中需要使用大量的鋼鐵資源，而焦炭是冶煉鋼鐵的重要原料，基建規(guī)模和數(shù)量的擴(kuò)大，使得我國(guó)對(duì)鋼鐵的需求也在不斷的上升，這也無(wú)形中帶動(dòng)了我國(guó)焦炭行業(yè)的發(fā)展。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止到2015年，我國(guó)的焦炭產(chǎn)量已經(jīng)高達(dá)4.48億噸，在全國(guó)焦炭產(chǎn)量中占到了60%的比重，但是煉焦行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生很多廢水，這些焦化廢水如果得不到合理的處理，將會(huì)給環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的影響，所以使用合理的技術(shù)來(lái)降低廢水中的氨氮含量是十分關(guān)鍵的，本篇文章主要分析基于樹(shù)脂處理焦化廠含氨廢水中的氨氮技術(shù)。

關(guān)鍵詞：樹(shù)脂處理焦化廠;含氨廢水;氨氮技術(shù);分析

基建工程的發(fā)展，對(duì)鋼鐵資源的需求也在日益上升，鋼鐵資源需求的增加，也推動(dòng)了我國(guó)焦化廠的發(fā)展，但是在焦化廠發(fā)展過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生大量的含氨廢水，這些廢水中含有高濃度的氨氮，如果不采取合理的措施來(lái)處理這些廢水，就會(huì)給我國(guó)的環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。而目前我國(guó)在處理這些含氨廢水中，一般采用活性污泥法進(jìn)行處理，但是處理效果并不理想，導(dǎo)致這些廢水難以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的排放，所以改進(jìn)含氨廢水處理工藝是十分關(guān)鍵的。

一、焦化廠含氨廢水相關(guān)概述

含氨廢水是焦化廠生產(chǎn)發(fā)展中所產(chǎn)生的廢水，同時(shí)也是酚氰廢水中的重要部分，而且含氨廢水還具有水量大以及污染物種類(lèi)繁多的特征，在焦化廠整個(gè)場(chǎng)內(nèi)，含氨廢水的總量達(dá)到場(chǎng)內(nèi)全部廢水的50%甚至以上。而含氨廢水中，其中氨氮的含量為3000㎎/L，為了能夠?qū)⒑睆U水中的高濃度氨氮成分降低，我國(guó)多數(shù)煉焦企業(yè)往往使用蒸氨法來(lái)進(jìn)行處理，然后將蒸氨后的廢水置入生化系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。而含氨廢水中，氨氮含量高的主要原因就是，廢水中存在有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮，其中無(wú)機(jī)氮有NH3、NH4+，而有機(jī)氮有吡啶、喹啉等等[1]。

含氨氮濃度較高的廢水，如果沒(méi)有進(jìn)行合理的處理就進(jìn)行排放，很容易導(dǎo)致水體中的氨氮含量上升，從而給社會(huì)生產(chǎn)以及人民群眾的生活都帶來(lái)較大的威脅，所以對(duì)含氨廢水的排放進(jìn)行嚴(yán)格的控制，并研究有效的技術(shù)來(lái)處理是十分有必要的。

二、含氨廢水的危害

（一）引起水體富營(yíng)養(yǎng)化

眾所周知，植物的生長(zhǎng)離不開(kāi)氨氮，而含氨廢水一旦流入到水體，就會(huì)導(dǎo)致藻類(lèi)植物出現(xiàn)瘋長(zhǎng)的趨勢(shì)，尤其對(duì)于一些封閉水體來(lái)說(shuō)，一旦出現(xiàn)藻類(lèi)植物快速生長(zhǎng)，術(shù)中的溶解氧就會(huì)逐漸減少，這樣一來(lái)水中其它生物的生存就會(huì)受到很多的威脅，從而出現(xiàn)死亡的情況，而這些死去的尸體也會(huì)被其它的微生物所分解，從而加快了溶解氧的消耗，在這樣的情況下，水中藻類(lèi)也會(huì)出現(xiàn)死亡，從而水中的氨氮成分也進(jìn)一步增加，給整個(gè)水體生態(tài)系統(tǒng)也帶來(lái)了嚴(yán)重的影響[2]。

（二）危害水生生物

含氨廢水中的氨氮也具有很強(qiáng)的毒性，會(huì)給水生生物也帶來(lái)很大的影響。尤其針對(duì)漁業(yè)養(yǎng)殖水體來(lái)說(shuō)，對(duì)水體中游離氨的含量也有明顯要求，一旦濃度超過(guò)了0.2㎎/L，就會(huì)直接影響水生生物的生長(zhǎng)。而原因就是分子態(tài)氨氮，會(huì)被魚(yú)的呼吸作用而吸入體內(nèi)，從而直接影響了魚(yú)的呼吸功能，導(dǎo)致魚(yú)出現(xiàn)內(nèi)臟充血從而死亡，即使游離氨濃度不高，也會(huì)給魚(yú)的呼吸系統(tǒng)帶來(lái)威脅。

（三）威脅人體健康

在我國(guó)給水工程的建設(shè)和發(fā)展中，常見(jiàn)的處理工藝是無(wú)法去除水中的氨氮成分的，而氨氮沒(méi)有去除，就會(huì)和水中的氯產(chǎn)生反應(yīng)，生成氯氨。而氯氨釋放氯的速度比較緩慢，投氯量還會(huì)與水體中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物，如三氯甲烷，而這類(lèi)物質(zhì)具有很強(qiáng)的致癌性，會(huì)直接影響人體的健康;此外，氯氨也會(huì)與水中的微生物產(chǎn)生反應(yīng)，而釋放出毒性物質(zhì)，如亞硝酸鹽，長(zhǎng)期服用這樣的水，很容易引體人體的神經(jīng)紊亂，甚至是昏迷等情況。

三、離子交換樹(shù)脂吸附的相關(guān)研究

（一）離子交換樹(shù)脂吸附的機(jī)理

離子交換樹(shù)脂吸附的基本原理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是利用樹(shù)脂活性基團(tuán)中的活動(dòng)離子與廢水中的具有污染性的離子進(jìn)行交換，并利用相關(guān)的物理性能將水中的污染物質(zhì)進(jìn)行去除。但是不同的吸附樹(shù)脂所具有的活動(dòng)離子的孔徑、價(jià)態(tài)也有所不同，所以對(duì)于廢水中的污染物也具有一定的選擇吸附性。而焦化廢水中，污染物的種類(lèi)是較為復(fù)雜的，而且離子的半徑也有所不同，所以樹(shù)脂吸附處理焦化廢水，除了包含化學(xué)吸附也含有物理吸附[3]。

而離子交換樹(shù)脂在水中可以形成擴(kuò)散層以及固定層，在擴(kuò)散層中是實(shí)現(xiàn)離子的交換后，就是進(jìn)入到固定層中，而固定層中的離子在獲取到新的能量后也會(huì)重新進(jìn)入到擴(kuò)散層，可見(jiàn)離子交換具有互逆性，而且能夠持續(xù)發(fā)生交換反應(yīng)。

（二）離子交換樹(shù)脂的特點(diǎn)和應(yīng)用

2.1離子交換樹(shù)脂的物理結(jié)構(gòu)

按照骨架以及吸附處理物質(zhì)的差異，離子交換樹(shù)脂也可以分為兩大類(lèi)型，即凝膠型以及大孔型。其中凝膠型樹(shù)脂的高分子骨架遇水就會(huì)發(fā)生膨脹，從而形成顯微孔，在這樣的情況下能夠有效的吸附直徑小的無(wú)機(jī)離子，但是對(duì)于直徑超過(guò)5nm的大分子物質(zhì)不具有吸附能力。

大孔型樹(shù)脂是指在樹(shù)脂聚合反應(yīng)期間，融入致孔劑，讓樹(shù)脂形成較大的孔隙，而孔隙的大小和數(shù)量是可以控制的，這就無(wú)形中強(qiáng)化了樹(shù)脂的吸附能力，能夠?qū)U水中的大分子有機(jī)物進(jìn)行去除。

2.2離子交換樹(shù)脂的交換容量

交換容量簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是判斷離子交換樹(shù)脂性能以及交換能力的指標(biāo)，交換容量可以分為以下三類(lèi)：第一，總交換容量。就是指在良好的條件下，單位質(zhì)量的樹(shù)脂能夠交換的離子的總量;第二，工作交換容量。就是指在特定條件下，樹(shù)脂的吸附能力和交換能力;第三，再生交換容量。是指吸附飽和后的樹(shù)脂，經(jīng)過(guò)再生液的處理，去重新吸附的離子的總量，是對(duì)樹(shù)脂再生性能的一大體現(xiàn)[4]。

2.3離子交換樹(shù)脂的再生

離子交換樹(shù)脂的再生簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是借助再生劑中的離子，將完成吸附工作樹(shù)脂中的離子進(jìn)行更換，讓樹(shù)脂來(lái)逐漸的恢復(fù)吸附能力，提升樹(shù)脂的重復(fù)使用能力，經(jīng)過(guò)再生后，若是樹(shù)脂交換容量高，則表示樹(shù)脂再生能力比較強(qiáng)。而樹(shù)脂的再生能力與再生劑的種類(lèi)、用量以及再生條件等因素有很大的關(guān)系。

樹(shù)脂的再生方式主要有順流以及逆流兩種，其中順流再生，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是結(jié)合吸附的流向，在一定條件下將再生劑放入樹(shù)脂吸附裝置，并隨著再生劑的加入，按照上下層順序，依次完成再生，但是再生液在下流的過(guò)程中，底部樹(shù)脂難以實(shí)現(xiàn)吱聲，若想保證都得到再生，就需要增加再生劑的使用量。

也正是由于順流再生有一定的不足存在，所以逆流再生也逐漸被研發(fā)出發(fā)。所謂逆流再生，就是將再生劑接入交換器的底部，與廢水流入的方向是相反地，這樣能夠有效的實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂的再生，能夠也不會(huì)消耗較多的再生劑，具有很大的可行性[5]。

2.4離子交換樹(shù)脂的應(yīng)用領(lǐng)域

離子交換樹(shù)脂在很多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，在水處理、食品工業(yè)、石化行業(yè)、環(huán)保行業(yè)等領(lǐng)域均有比較廣泛的應(yīng)用。例如在水處理中，通過(guò)應(yīng)用樹(shù)脂離子交換，能夠有效的將水中的鈣離子和鎂離子去除，還能減少水中的含鹽量;而在石化行業(yè)中，離子交換樹(shù)脂可以當(dāng)做催化劑進(jìn)行使用。

而經(jīng)過(guò)研究和大量的實(shí)踐，在眾多樹(shù)脂中篩選出三種具有良好吸附性能的樹(shù)脂，使用三種樹(shù)脂對(duì)焦化廢水進(jìn)行混合處理，能夠有效的將廢水中的氨氮濃度進(jìn)行控制并降低，處理有效性高達(dá)93%，而應(yīng)用樹(shù)脂吸附的最佳條件為：混合樹(shù)脂投加量0.1㎎/L;吸附時(shí)間為16小時(shí)，溫度為25℃。使用離子交換樹(shù)脂吸附技術(shù)，不僅能夠有效的彌補(bǔ)傳統(tǒng)處理技術(shù)的不足，還能有效的提升處理的效率，也能減少處理的成本，可以實(shí)現(xiàn)有效處理廢水的目的。但是在實(shí)踐中也出現(xiàn)了一定的不足，為了能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，就可以發(fā)揮出焦化廠生化處理系統(tǒng)的作用，對(duì)吸附后的水進(jìn)行再次處理，保證廢水處理能夠達(dá)到相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)[6]。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著社會(huì)需求的增加，我國(guó)的焦炭行業(yè)也得到了迅速的發(fā)展，但是在其生產(chǎn)和發(fā)展中也產(chǎn)生了大量的含氨廢水，這些含氨廢水若是得不到有效的處理就進(jìn)行排放，很容易給環(huán)境以及水源帶來(lái)嚴(yán)重的污染。一般來(lái)說(shuō)，焦化廠針對(duì)含氨廢水，所使用的處理措施一般是蒸氨處理技術(shù)，但是這項(xiàng)處理技術(shù)不僅成本高，而且處理的效率也比較低，為了能夠?qū)⒑睆U水中的氨氯進(jìn)行有效的去除，就可以使用離子交換樹(shù)脂吸附技術(shù)，該技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單，而且成本比較低，有很高的廢水處理效率，但是該技術(shù)也有一定的不足存在，也就是說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)仍舊有較大的發(fā)展和研發(fā)空間。

參考文獻(xiàn)：

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