胡東林

（武威市醫(yī)療服務(wù)指導(dǎo)中心辦公室，甘肅 武威 733000）

引言

近幾年我國(guó)醫(yī)藥與化工行業(yè)正處于快速發(fā)展進(jìn)程中，因此在發(fā)展過(guò)程中硝酸胍的應(yīng)用頻率就不斷提升，因?yàn)橄跛犭覍儆卺t(yī)藥與化工生產(chǎn)的重要組成部分。再加上硝酸胍的性質(zhì)較為特殊，在應(yīng)用過(guò)程中若是受到高熱分解就會(huì)生成有毒氫氧化物，同時(shí)其自身也攜帶一定的毒性與強(qiáng)氧化性，在生產(chǎn)過(guò)程中還會(huì)形成硝酸胍廢水，若是廢水沒(méi)有得到合理的處理，就會(huì)直接對(duì)環(huán)境造成影響。所以在發(fā)展過(guò)程中就需要科學(xué)開(kāi)展硝酸胍廢水處理工作。以通過(guò)規(guī)范的廢水處理方式降低硝酸胍廢水中有害物質(zhì)含量，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)社會(huì)與經(jīng)濟(jì)向好向上發(fā)展。

1 廢水處理工藝流程

因?yàn)橄跛犭覐U水會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)直接影響，所以在生產(chǎn)過(guò)程中就需要加大對(duì)其規(guī)范化處理的關(guān)注度，那么本段就對(duì)其工藝流程進(jìn)行總結(jié)分析。

1.1 無(wú)害化工藝流程

通過(guò)對(duì)硝酸胍進(jìn)行總結(jié)分析可以了解到，硝酸胍中胍的性質(zhì)較為特殊，胍屬于有機(jī)強(qiáng)堿，所以在處理過(guò)程中就需要利用強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂的方式對(duì)其進(jìn)行交換。處理工藝流程主要有以下幾點(diǎn)，首先將硝酸胍廢水注入強(qiáng)酸鈉型樹(shù)脂中，以通過(guò)這樣的方式使硝酸胍中的胍能夠被樹(shù)脂吸附，保證在此過(guò)程中可以將其鈉離子脫離下來(lái)最終形成硝酸鈉。隨后再將含有微量硝酸胍的廢水通過(guò)缺氧-好氧生物反應(yīng)器處理系統(tǒng)輸送到缺氧池，在缺氧池中對(duì)其進(jìn)行加熱處理，在加熱的同時(shí)還需要同步添加碳源，使廢水能夠在作用過(guò)程中形成反硝化反應(yīng)，保證廢水中的硝酸鹽氮能夠被去除。經(jīng)缺氧池處理后，就可以將廢水轉(zhuǎn)送到好氧池進(jìn)行深度處理，通過(guò)好氧池后就能夠進(jìn)一步對(duì)廢水中的硝酸鹽進(jìn)行控制，同時(shí)還能夠形成COD 作用。最后將廢水通過(guò)MBR 膜組進(jìn)行處理，使廢水能夠被無(wú)害化處理排放[1]。

1.2 樹(shù)脂預(yù)處理

在處理工藝中所應(yīng)用的樹(shù)脂型號(hào)為001x7 型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，因?yàn)樵谛玛?yáng)離子交換樹(shù)脂中會(huì)出現(xiàn)很多雜質(zhì)，所以在應(yīng)用前就需要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)總結(jié)分析可以了解到，樹(shù)脂預(yù)處理方式主要分為以下幾步。首先就是在處理前取用定量樹(shù)脂，隨后利用去離子水對(duì)其進(jìn)行浸泡，保證浸泡時(shí)間能夠在24 h 以上，這樣樹(shù)脂就能夠得到充分緩和與膨脹，之后還要利用去離子水清洗樹(shù)脂，將樹(shù)脂中雜質(zhì)去除干凈。當(dāng)表面雜質(zhì)清理干凈后，就需要對(duì)其深度雜質(zhì)進(jìn)行清理，那么在清理過(guò)程中就需要應(yīng)用定量的HCl 溶液以2 倍～4 倍于樹(shù)脂體積用量對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行清洗，以通過(guò)這樣的方式將樹(shù)脂轉(zhuǎn)化成為H 型，并將其中能夠與酸產(chǎn)生反應(yīng)的雜質(zhì)溶解，溶解后利用去離子水對(duì)其進(jìn)行反復(fù)清洗，直到樹(shù)脂pH 值達(dá)到5～6 之間即可進(jìn)行下一步處理。在對(duì)可溶于酸的雜質(zhì)進(jìn)行清除后還需要利用兩倍與樹(shù)脂體積的NaOH溶液將樹(shù)脂轉(zhuǎn)化成為Na 型，并在處理過(guò)程中將樹(shù)脂中能夠溶于堿的雜質(zhì)進(jìn)行處理，隨后利用去離子水對(duì)其進(jìn)行清洗，直至pH 值達(dá)到7～8 之間即可停止清洗。

1.3 生物膜的培養(yǎng)

在廢水處理工藝中還需要將生物膜培養(yǎng)重視起來(lái)，下面就對(duì)其培養(yǎng)方式進(jìn)行總結(jié)。在對(duì)生物膜進(jìn)行培養(yǎng)時(shí)需要利用到生化池，生化池中的菌種主要一BZT 為主，只是在缺氧池與好氧池中添加的其他菌種不同。在缺氧池中需要添加除氮菌種、除污菌種、除氮-反硝化菌種，在好氧池中需要添加除污菌種以及除氮-反硝化菌種。在剛開(kāi)始進(jìn)行處理時(shí)需要每天加入設(shè)計(jì)處理水量1/5，隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加進(jìn)水量也需要提升，停止進(jìn)水的時(shí)間以缺氧池生成黑色生物膜與好氧池形成黃褐色生物膜為準(zhǔn)，這樣才能保證廢水處理工作能夠有序開(kāi)展[2]。

2 廢水處理結(jié)果與工藝分析

2.1 離子交換樹(shù)脂處理方法

2.1.1 硝酸胍特性

為了進(jìn)一步加深對(duì)廢水處理工藝的認(rèn)知，就需要先對(duì)硝酸胍的特性進(jìn)行總結(jié)分析。硝酸胍特性通過(guò)胍鹽特性就可以了解到，在對(duì)胍鹽特性進(jìn)行總結(jié)分析后可以了解到，硝酸胍在水溶液中會(huì)出現(xiàn)分離反應(yīng)，形成胍離子以及硝酸根離子。那么在廢水處理過(guò)程中就可以通過(guò)硝酸胍離子將其氨氮值濃度明確出來(lái)。

2.1.2 離子交換樹(shù)脂吸附、再生效果

在對(duì)硝酸胍廢水進(jìn)行處理時(shí)需要進(jìn)行樹(shù)脂交換，這就使得硝酸胍中的胍離子在運(yùn)行過(guò)程中因?yàn)榕c樹(shù)脂鈉離子交換生成硝酸鈉溶液，此時(shí)處理工作就從硝酸胍溶液的處理轉(zhuǎn)變成為了對(duì)硝酸鈉溶液的處理。與此同時(shí)，在處理過(guò)程中還需要將苦味酸法應(yīng)用起來(lái)，以通過(guò)這樣的方式將樹(shù)脂作用后生成的水其中硝酸胍含量進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)測(cè)定可以了解到水中未出現(xiàn)沉淀，所以就證明硝酸胍含量較少。當(dāng)確定了硝酸胍含量后，還需要對(duì)水中的氨氮值進(jìn)行分析，以通過(guò)這樣的方式將硝酸胍濃度明確出來(lái)。為了加強(qiáng)處理結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性就通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行總結(jié)。在實(shí)驗(yàn)中同樣選擇利用001x7 型的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，將其濕樹(shù)脂交換量控制在1.8 mol/L 其吸附流速需要控制在0.79 L/h，再生流速也需要控制在0.39 L/h。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取用230 mL 的樹(shù)脂進(jìn)行重復(fù)測(cè)驗(yàn)，通過(guò)最終結(jié)果可以了解到230 mL的樹(shù)脂能夠吸附的硝酸胍為50.5 g，進(jìn)水硝酸胍質(zhì)量濃度為7.1 g/L，氨氮質(zhì)量濃度與COD 數(shù)值分別為100 mg/L～300 mg/L 以及74.3 mg/L。

2.1.2.1 硝酸胍動(dòng)態(tài)吸附曲線

在廢水處理過(guò)程中若要合理判斷樹(shù)脂是否達(dá)到了吸附飽和標(biāo)準(zhǔn)，就需要通過(guò)硝酸胍動(dòng)態(tài)吸附曲線將樹(shù)脂吸附硝酸胍的動(dòng)態(tài)特性表現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)而在處理過(guò)程中可以定時(shí)對(duì)流出液的氨氮值進(jìn)行檢測(cè)最終得出吸附飽和數(shù)據(jù)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)總結(jié)分析可以了解到，吸附8.1 h 可以使樹(shù)脂體積達(dá)到6.4 L，此時(shí)樹(shù)脂的硝酸胍吸附已經(jīng)達(dá)到貫穿點(diǎn)，所以為了保證吸附出水能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就需要停止吸附，同時(shí)進(jìn)行樹(shù)脂再生。最終結(jié)果表示利用230 mL 樹(shù)脂可以保證動(dòng)態(tài)處理體積達(dá)到6.4 L，并對(duì)7.1 g/L 的硝酸胍溶液進(jìn)行吸附[3]。

2.1.2.2 陽(yáng)離子交換樹(shù)脂再生

在廢水處理過(guò)程中需要大量樹(shù)脂，然而樹(shù)脂在重復(fù)使用后起作用效率會(huì)下降，所以就需要通過(guò)合理的方式去制定相應(yīng)解決方案。在實(shí)驗(yàn)總結(jié)中了解到，在樹(shù)脂同體積情況下，15%和20%的硝酸鈉處理效果相同但是藥劑用量不同，所以為了控制樹(shù)脂損耗需要將這一問(wèn)題重視起來(lái)。與此同時(shí)，在處理過(guò)程中還可以通過(guò)水洗的方式來(lái)提高樹(shù)脂作用效率。特別是在重復(fù)五次后利用高硫素清水進(jìn)行沖洗可以保證樹(shù)脂吸附效果恢復(fù)到正常狀態(tài)。

2.2 離子交換、A/O 膜生物反應(yīng)器（A/O-MBR）

2.2.1 離子交換柱吸附效果

若設(shè)離子交換柱內(nèi)的樹(shù)脂填充物為15 L，其吸附質(zhì)量為24 kg。那么進(jìn)水硝酸胍溶液的質(zhì)量濃度就會(huì)保持在1 300 mg/L～2 000 mg/L，同時(shí)氨氮質(zhì)量濃度值也會(huì)保持在200 mg/L～300 mg/L。通過(guò)對(duì)樹(shù)脂柱進(jìn)水與出水氨氮關(guān)系進(jìn)行總結(jié)分析后可以了解到，進(jìn)水硝酸胍溶液的氨氮質(zhì)量濃度值若是在200 mg/L～300 mg/L 之間，那么吸附出水氨氮質(zhì)量濃度平均值就會(huì)達(dá)到1.8 mg/L，同時(shí)去除率也會(huì)達(dá)到99%以上[4]。

2.2.2 CODcr去除效果

在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用乙酸鈉作為外加碳源，所以廢水中的C/N 為1.56。反應(yīng)器的運(yùn)行天數(shù)為四十七天，其進(jìn)水流速為2 L/h，在缺氧池以及好氧池水中停留的時(shí)間分別為28 h 和56 h。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)對(duì)反應(yīng)器不斷調(diào)試、重啟最終在第26 天反應(yīng)器運(yùn)行狀態(tài)趨于穩(wěn)定，同時(shí)在運(yùn)行過(guò)程中獲取到CODcr去除效果。通過(guò)對(duì)去除效果進(jìn)行總結(jié)分析可以了解到缺氧池CODcr在反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)會(huì)保持在200 mg/L～300 mg/L，同時(shí)CODcr越高那么反硝化作用也就越強(qiáng)。還了解到好氧池、MBR 膜出水的CODcr會(huì)隨著反應(yīng)器運(yùn)行不斷減小，當(dāng)最后出水時(shí)CODcr會(huì)達(dá)到20 mg/L[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上總結(jié)可以了解到硝酸胍廢水的基礎(chǔ)處理工藝，同時(shí)也可以了解到硝酸胍廢水處理時(shí)需要注意的問(wèn)題及其最終處理效果。那么在發(fā)展過(guò)程中，有關(guān)部門就需要對(duì)技術(shù)現(xiàn)代化應(yīng)用方式進(jìn)行探索，同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，最重要的還是在發(fā)展過(guò)程中一定要重點(diǎn)關(guān)注如何降低廢水處理成本消耗，并提高樹(shù)膠重復(fù)使用頻率。只有這樣才能保證硝酸胍廢水處理質(zhì)量與效率，并推動(dòng)這一廢水處理工藝現(xiàn)代化發(fā)展。