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式中, Kb是氨的离解常数, Kw 为水的离子积常数。调节废水的pH 值使之增加, 氨的相对含量增大, 膜两侧氨浓度差增大, 扩散推动力增加, 传质速度加快, 分离速度加快。
2 实 验
2. 1 仪器与试剂:752N 型紫外可见分光光度计, 上海仪电分析仪器有限公司; PHB-1 型笔式酸度计, 上海世诺物理光学仪器有限公司;JJ-1 精密增力电动搅拌仪, 常州普天仪器制造有限公司。煤油, 表面活性剂span-80, 膜增强剂, 硫酸, 所有化学试剂均为分析纯, 厂家均为国药集团化学试剂有限公司。
2. 2 实验水样:某化工废水其氨氮浓度为506 mg/ L。
3.结果与讨论
3. 1 乳化液的制备:将一定量的煤油、表面活性剂、膜增强剂按比例加入1000 mL的圆底烧瓶中, 混合均匀, 然后向里面加入一定浓度的硫酸溶液, 于3500 rad/ min 搅拌反应40 min, 可得到乳白色的油包水(W/ O)型乳化液。利用制备的乳化液进行试验, 考察了不同pH、乳水比、反应时间、酸浓度、油内比对氨氮去除效果的影响。
3. 2 实验过程
3. 2. 1 废水pH 对氨氮去除效果的影响:向1000 mL 烧杯中加入一定体积的乳化液, 同时加入5 倍体积的氨氮废水, 于200 rad/ min 下搅拌反应30 min, 氨氮废水pH 值分别为9、10、11、12、13 时, 其实验结果如表1 所示。
由表1 可以看出, pH 值越大, 氨氮的去除效果越好, 这是因为随着pH 增大, 水中的游离氨越多, 越容易通过油膜进入油膜包覆的硫酸溶液中。但pH 越大, 消耗的碱越多, 每增加一个数量级的pH, 碱的消耗以几倍的方式增加, 大大增加了运行成本, 而且随着pH 增大, 油膜的稳定性也会变差, 综合考虑各种因素, 处理氨氮废水时选取pH=11 较好。
3. 2. 2 乳(乳化液)水(氨氮废水)比对氨氮去除的影响:在室温(25 ℃), 氨氮废水pH = 11, 反应时间为30 min,搅拌速度200 rad/ min 的情况下, 考察乳液(V1 )与废水(V2 )为1 : 5、1 : 8、1 : 10、1 : 12、1 : 16情况下的氨氮去除效果,实验结果见表2。
由表2 可以看出, 随着乳水比的比例增大, 氨氮的去除效果逐步变差, 当乳水比≧ 1 : 12 时, 出水无法满足一级排放要求, 综合考虑乳水比为1 : 10 时较好。
3. 2. 3 乳化液与氨氮废水反应时间对氨氮去除的影响:在室温(25 ℃), 氨氮废水pH=11, 乳水比为1 :10, 搅拌速度200 rad/ min 的情况下, 考察不反应时间对氨氮去除的影响, 实验结果如表3 所示。
由表3 可以看出, 随着反应时间的增长, 氨氮的去除率逐步提高, 当反应时间达到20 min 后, 出水氨氮含量即可达到排放标准。
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