基于硝酸胍废水处理工艺研究

胡东林

（武威市医疗服务指导中心办公室，甘肃 武威 733000）

引言

近几年我国医药与化工行业正处于快速发展进程中，因此在发展过程中硝酸胍的应用频率就不断提升，因为硝酸胍属于医药与化工生产的重要组成部分。再加上硝酸胍的性质较为特殊，在应用过程中若是受到高热分解就会生成有毒氢氧化物，同时其自身也携带一定的毒性与强氧化性，在生产过程中还会形成硝酸胍废水，若是废水没有得到合理的处理，就会直接对环境造成影响。所以在发展过程中就需要科学开展硝酸胍废水处理工作。以通过规范的废水处理方式降低硝酸胍废水中有害物质含量，进而推动我国社会与经济向好向上发展。

1 废水处理工艺流程

因为硝酸胍废水会对环境带来直接影响，所以在生产过程中就需要加大对其规范化处理的关注度，那么本段就对其工艺流程进行总结分析。

1.1 无害化工艺流程

通过对硝酸胍进行总结分析可以了解到，硝酸胍中胍的性质较为特殊，胍属于有机强碱，所以在处理过程中就需要利用强酸性离子交换树脂的方式对其进行交换。处理工艺流程主要有以下几点，首先将硝酸胍废水注入强酸钠型树脂中，以通过这样的方式使硝酸胍中的胍能够被树脂吸附，保证在此过程中可以将其钠离子脱离下来最终形成硝酸钠。随后再将含有微量硝酸胍的废水通过缺氧-好氧生物反应器处理系统输送到缺氧池，在缺氧池中对其进行加热处理，在加热的同时还需要同步添加碳源，使废水能够在作用过程中形成反硝化反应，保证废水中的硝酸盐氮能够被去除。经缺氧池处理后，就可以将废水转送到好氧池进行深度处理，通过好氧池后就能够进一步对废水中的硝酸盐进行控制，同时还能够形成COD 作用。最后将废水通过MBR 膜组进行处理，使废水能够被无害化处理排放[1]。

1.2 树脂预处理

在处理工艺中所应用的树脂型号为001x7 型的阳离子交换树脂，因为在新阳离子交换树脂中会出现很多杂质，所以在应用前就需要对其进行预处理，通过总结分析可以了解到，树脂预处理方式主要分为以下几步。首先就是在处理前取用定量树脂，随后利用去离子水对其进行浸泡，保证浸泡时间能够在24 h 以上，这样树脂就能够得到充分缓和与膨胀，之后还要利用去离子水清洗树脂，将树脂中杂质去除干净。当表面杂质清理干净后，就需要对其深度杂质进行清理，那么在清理过程中就需要应用定量的HCl 溶液以2 倍～4 倍于树脂体积用量对树脂进行清洗，以通过这样的方式将树脂转化成为H 型，并将其中能够与酸产生反应的杂质溶解，溶解后利用去离子水对其进行反复清洗，直到树脂pH 值达到5～6 之间即可进行下一步处理。在对可溶于酸的杂质进行清除后还需要利用两倍与树脂体积的NaOH溶液将树脂转化成为Na 型，并在处理过程中将树脂中能够溶于碱的杂质进行处理，随后利用去离子水对其进行清洗，直至pH 值达到7～8 之间即可停止清洗。

1.3 生物膜的培养

在废水处理工艺中还需要将生物膜培养重视起来，下面就对其培养方式进行总结。在对生物膜进行培养时需要利用到生化池，生化池中的菌种主要一BZT 为主，只是在缺氧池与好氧池中添加的其他菌种不同。在缺氧池中需要添加除氮菌种、除污菌种、除氮-反硝化菌种，在好氧池中需要添加除污菌种以及除氮-反硝化菌种。在刚开始进行处理时需要每天加入设计处理水量1/5，随着培养天数的增加进水量也需要提升，停止进水的时间以缺氧池生成黑色生物膜与好氧池形成黄褐色生物膜为准，这样才能保证废水处理工作能够有序开展[2]。

2 废水处理结果与工艺分析

2.1 离子交换树脂处理方法

2.1.1 硝酸胍特性

为了进一步加深对废水处理工艺的认知，就需要先对硝酸胍的特性进行总结分析。硝酸胍特性通过胍盐特性就可以了解到，在对胍盐特性进行总结分析后可以了解到，硝酸胍在水溶液中会出现分离反应，形成胍离子以及硝酸根离子。那么在废水处理过程中就可以通过硝酸胍离子将其氨氮值浓度明确出来。

2.1.2 离子交换树脂吸附、再生效果

在对硝酸胍废水进行处理时需要进行树脂交换，这就使得硝酸胍中的胍离子在运行过程中因为与树脂钠离子交换生成硝酸钠溶液，此时处理工作就从硝酸胍溶液的处理转变成为了对硝酸钠溶液的处理。与此同时，在处理过程中还需要将苦味酸法应用起来，以通过这样的方式将树脂作用后生成的水其中硝酸胍含量进行测定，通过测定可以了解到水中未出现沉淀，所以就证明硝酸胍含量较少。当确定了硝酸胍含量后，还需要对水中的氨氮值进行分析，以通过这样的方式将硝酸胍浓度明确出来。为了加强处理结果数据的准确性就通过模拟实验的方式进行总结。在实验中同样选择利用001x7 型的阳离子交换树脂，将其湿树脂交换量控制在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。在实验过程中取用230 mL 的树脂进行重复测验，通过最终结果可以了解到230 mL的树脂能够吸附的硝酸胍为50.5 g，进水硝酸胍质量浓度为7.1 g/L，氨氮质量浓度与COD 数值分别为100 mg/L～300 mg/L 以及74.3 mg/L。

2.1.2.1 硝酸胍动态吸附曲线

在废水处理过程中若要合理判断树脂是否达到了吸附饱和标准，就需要通过硝酸胍动态吸附曲线将树脂吸附硝酸胍的动态特性表现出来，进而在处理过程中可以定时对流出液的氨氮值进行检测最终得出吸附饱和数据。通过实验总结分析可以了解到，吸附8.1 h 可以使树脂体积达到6.4 L，此时树脂的硝酸胍吸附已经达到贯穿点，所以为了保证吸附出水能够达到标准，就需要停止吸附，同时进行树脂再生。最终结果表示利用230 mL 树脂可以保证动态处理体积达到6.4 L，并对7.1 g/L 的硝酸胍溶液进行吸附[3]。

2.1.2.2 阳离子交换树脂再生

在废水处理过程中需要大量树脂，然而树脂在重复使用后起作用效率会下降，所以就需要通过合理的方式去制定相应解决方案。在实验总结中了解到，在树脂同体积情况下，15%和20%的硝酸钠处理效果相同但是药剂用量不同，所以为了控制树脂损耗需要将这一问题重视起来。与此同时，在处理过程中还可以通过水洗的方式来提高树脂作用效率。特别是在重复五次后利用高硫素清水进行冲洗可以保证树脂吸附效果恢复到正常状态。

2.2 离子交换、A/O 膜生物反应器（A/O-MBR）

2.2.1 离子交换柱吸附效果

若设离子交换柱内的树脂填充物为15 L，其吸附质量为24 kg。那么进水硝酸胍溶液的质量浓度就会保持在1 300 mg/L～2 000 mg/L，同时氨氮质量浓度值也会保持在200 mg/L～300 mg/L。通过对树脂柱进水与出水氨氮关系进行总结分析后可以了解到，进水硝酸胍溶液的氨氮质量浓度值若是在200 mg/L～300 mg/L 之间，那么吸附出水氨氮质量浓度平均值就会达到1.8 mg/L，同时去除率也会达到99%以上[4]。

2.2.2 CODcr去除效果

在实验过程中应用乙酸钠作为外加碳源，所以废水中的C/N 为1.56。反应器的运行天数为四十七天，其进水流速为2 L/h，在缺氧池以及好氧池水中停留的时间分别为28 h 和56 h。在实验过程中通过对反应器不断调试、重启最终在第26 天反应器运行状态趋于稳定，同时在运行过程中获取到CODcr去除效果。通过对去除效果进行总结分析可以了解到缺氧池CODcr在反应器稳定运行时会保持在200 mg/L～300 mg/L，同时CODcr越高那么反硝化作用也就越强。还了解到好氧池、MBR 膜出水的CODcr会随着反应器运行不断减小，当最后出水时CODcr会达到20 mg/L[5]。

3 结语

通过以上总结可以了解到硝酸胍废水的基础处理工艺，同时也可以了解到硝酸胍废水处理时需要注意的问题及其最终处理效果。那么在发展过程中，有关部门就需要对技术现代化应用方式进行探索，同时对传统技术应用进行优化，最重要的还是在发展过程中一定要重点关注如何降低废水处理成本消耗，并提高树胶重复使用频率。只有这样才能保证硝酸胍废水处理质量与效率，并推动这一废水处理工艺现代化发展。