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电解锰行业在生产过程中会产生大量的高浓度氨氮废水,其中就包括锰渣库中所产生的氨氮浓度高达500mg/L以上的锰渣渗滤液。水中氨氮超标会引起水体富营养化,对水生态系统和人类健康产生严重威胁。本文利用负压脱氮技术分别对实验室模拟含氨氮废水及实际锰渣渗滤液进行研究,旨在探索一项成本低、效果好的脱氮新技术,为电解锰企业锰渣渗滤液的工业处理提供理论参考。通过实验研究和理论分析,获得主要研究成果如下:(1)基于锰渣渗滤液中高浓度氨氮的特点,本研究采用了一种新型脱氮技术——负压脱氮法,并自行研制设计出了一套负压脱氮反应器(VDR)。(2)利用响应曲面法(RSM)对VDR进行工艺条件优化,实验因素包括p H值、真空度(MPa)和时间(min),响应值为NH4+-N去除率。结果表明,各因素对负压脱氮影响程度顺序为:真空度>p H值>时间;负压脱氮最佳操作条件为:p H值为9.25,真空度接近0.10MPa,时间为51.58min。在最佳工艺条件下,NH4+-N去除率预测值为53.86%。(3)当废水中存在其他阴阳离子时,不同离子对负压脱氮效果影响各不相同。研究结果表明,溶液中Mn2+、Ca2+和Al3+对负压脱氮效果均具有一定的抑制作用,且Mn2+影响最大,而Mg2+、SO42-、Cl-和NO3-对负压脱氮效果几乎没有影响。(4)利用负压脱氮法处理实际锰渣渗滤液的研究结果表明,在锰渣渗滤液p H值为9.25、真空度接近0.10MPa,时间为52±1min时,NH4+-N去除率达到42.62%。(5)从经典传质理论出发,推导出了负压脱氮理想数学模型,即NH4+-N去除效率为:(?)并在此基础上通过理论计算,对反应器进行了改进与优化。