专利名称：紫外和活性氯组合去除水中氨氮污染物的制作方法
技术领域：
本发明公开一种去除水中氨氮类污染物的紫外和活性氯的组合去除技术，本发明属于水处理技术领域。
背景技术：
水中的氮常以含氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。氨氮是水中最常见的污染物之一，氨氮包括有机氨态氮NH3-N和铵盐态氮NH/-N。氨氮为水中无机污染物，随着氨氮允许排放标准的提高，对饮用水和废水中氨氮处理工艺提出了更高的要求。目前水中氨氮的去除技术主要分为三大类第一类为物化脱氮法，包括折点氯化法、化学沉淀法、 离子交换法等；第二类为生物脱氮法；第三类是高级氧化方法，如臭氧氧化、光催化氧化和电化学氧化法等。折点氯化法，又称转效点氯化法，是将氯气或次氯酸钠通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量低，而氨的浓度降为零。折点加氯法的优点在于除氨氮的同时，由于氯气的存在，还起到杀菌的作用，可使一部分有机物无机化。折点加氯法具有除氨氮效率高，不受水温影响，操作方便，投资省等优点。但此种方法由于液氯的安全问题，使处理成本较高。同时由于在处理后水中残留有氯，存在二次污染等问题。臭氧氧化方法对氨氮的去除能力有限，而且处理费用较高。光催化氧化方法通过光致电子和空穴产生的活性自由基， 可以将氨氮氧化为氮气。电化学也是一种有效的除氨氮方法，但是电化学处理体积较小的水可以，体积大的废水处理难以采用电化学方法除去氨氮类物质。为了有效控制和去除水中的氨氮类物质，开发一种利用高效实用可大规模推广应用的除氨氮技术成为热点。
发明内容
往废水中投加次氯酸或者次氯酸钠可以去除水中的氨氮，但是去除效率较低。紫外光可以活化次氯酸，诱发产生自由基，自由基可以氧化除去氨氮类物质。本发明的技术原理为在水中存在两种形态的氨氮(NH3和NH4+)。氨氮溶解对高于200nm的紫外-可见光无任何吸收，而只有小于220nm的紫外光才能被氨氮所吸收。采用紫外光主波长在254nm。所以单独的紫外光对水中氨氮基本没有去除效果。而在水中单独投加次氯酸或者次氯酸钠时，次氯酸可以氧化氨氮发生如下式(1)的反应。2NH/+3HC10 — Ν2+5Η++30Γ+3Η20(1)而活性氯(ΗαΟ与C10_)的两种形态都能吸收紫外光，其中C10_在有最大的吸收峰而Hao在235nm处有最吸收峰，同时在254nm处都有较高的吸收。HOCl被吸收波长为200-400nm紫外光的能量分解为羟基自由基(· OH)和氯自由基(· Cl)，上述两种自由基都具有较高的活性和氧化能力，因此原位光化学生成的羟基和氯自由基可加速氨氮去除，提高氨氮去除速率。本发明的技术方案如下1.在待处理水体中投加一定浓度次氯酸或者次氯酸钠溶液；
2.打开紫外灯辐照系统，紫外灯主波长为2Mnm，光照射一定时间后即可；3.首先测定待处理水样中的氨氮浓度，在此基础上选择待投加的次氯酸浓度和紫外光的强度，进而确定合适的工艺参数；该方法比单独的采用活性氯去除氨氮具有更高的效率和去除速率，同时该方法操作简单、方便、可以大面积推广。
图1为不同条件下氨氮去除率随时间的变化曲线(氨氮初始浓度20毫克/升，50 毫升反应溶液，20W紫外光照射)
具体实施例方式实施例1采用本发明公开的紫外光强化活性氯去除氨氮的方法，处理某地饮用水中氨氮污染物，氨氮浓度为5mg/L。采用紫外光主波长为254nm，投氯量为2. 5mg/L。停留时间为0. 5 小时，最终反应出水氨氮浓度为0. lmg/L。实施例2采用本发明公开的紫外光强化活性氯去除氨氮的方法，处理某地废水中氨氮污染物，氨氮浓度为1000mg/L。采用紫外光主波长为254nm，投氯量为200mg/L。停留时间为1. 0 小时，最终反应出水氨氮浓度为5mg/L。
权利要求
1.一种可有效去除水中氨氮污染物的方法，其特征是将紫外光和活性氯组合用来强化去除水中氨氮污染物，该方法不仅可去除饮用水中的氨氮也可以去除废水中的氨氮类污染物。
2.按照权利要求1所述的去除氨氮的方法，该方法将紫外光辐照和活性氯组合强化氨氮去除，一方面紫外光可加速活性氯对氨氮的去除作用，一方面紫外光与活性氯作用可产生氯自由基和羟基自由基，通过自由基氧化作用去除氨氮污染物；
3.按照权利要求1所述的去除氨氮的方法，该方法在传统的氯化方法除氨氮的基础上，增加紫外辐照系统，无需增加其它构筑物，具有投资省优点；
4.按照权利要求1所述的去除氨氮的方法，该方法所采用紫外光的主波长为2M纳米；
5.按照权利要求1所述的去除氨氮的方法，通过该方法除氨氮可以提高氯化方法除氨氮效率，并且可节省投加氯量，并减少消毒副产物生成。
全文摘要
本发明属于水处理领域，提供一种可有效去除水中氨氮污染物的方法。本发明将紫外光和活性氯组合用来处理水中氨氮污染物。单独的氯化法除氨氮效率较低，需氯量大，易产生消毒副产物；单独的紫外光对氨氮基本无处理效果。本发明将氯化过程与紫外过程组合，可以有效去除水中氨氮类污染物。与单独的氯化方法除氨氮相比，可降低氯投加量，进而降低消毒副产物生成量。本方法操作简单，紫外工艺成熟，同时不需要额外的构筑物，具有较好的应用前景。本方法不仅可用于饮用水中氨氮污染物的去除，也可用于城市污水和工业废水中氨氮污染物的去除。
文档编号C02F101/16GK102190391SQ20101012104
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者兰华春, 刘会娟, 刘锐平, 曲久辉, 赵旭 申请人:中国科学院生态环境研究中心