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氨氮废水处理方案

发布时间:2020-12-18 10:31:00

㈠ 氨氮废水处理有哪些物理处理工艺方法

氨氮废水的处理方法通常有物理法、化学法、物理化学以及生化法等。
物理法有回反渗透、土壤灌答溉等;化学法有离子交换、折点加氯、含氨副产品焚烧、催化裂解、电渗析、电化学处理等;
物理化学法有空气吹脱法、蒸汽汽提法等;生物法有藻类养殖、生物硝化等。
根据国内外工程实例及资料介绍,目前在实际工程应用中主要有生物法、空气吹脱法、蒸汽气提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、反渗透法和电渗析法等

㈡ 高浓度氨氮废水处理方法

高浓度氨氮废水处理最好采用微生物发生器,这种设备在网络文库中就能找到。
微生物一体化污水强化处理设备主要根据生物净化和流体力学原理,利用微生物在生命活动过程将废水中的可溶性有机物及部分不溶性有机物有效地去除,技术先进、性能稳定、使用安全,特别适合各种废(污)水处理和微污染治理具有以下优点:
1、该设备采用三级发生、交替运行、逐级衍生、对数增长技术,致使发生器产生微生物的密度高达达到1.8×1020CFU/ml,高密度微生物释放进入生化池后,池中生物量迅速提高到2.0×104mg/L以上,能将污水中的污染物彻底分解成CO2和H2O,从而使污水得到净化。
2、该设备为比较理想的污水生物处理设备,可根据不同种类、不同性质、不同环境的污水处理需要,生成不同种群、不同菌属、不同温度、不同污水处理需要的微生物,特别适合城镇生活污水、农村生活污水、医疗污水、工业废水、畜禽养殖废水、高盐废水、高氨氮废水、有毒有害废水、重金属废水、垃圾渗滤液等废(污)水处理的需要。
该设备还可直接与接触氧化法、AB法、A/O法、氧化沟、SBR等旧污水处理工程配套,在既不变动污水处理工艺,也不改动土建工程的条件下,实现污水处理升级扩容、污泥减量、脱氮除磷、中水回用等多种用途。该设备还可用于景观、河道、湖面、河流、咸水湖、海湾、土地等领域去除微污染,保护公共环境。
3、该微生物发生器产生的是高密度优势微生物菌群,能快速食掉污水中的污染物和淤泥,且不产生臭味,不用污泥脱水机、污泥传输机、泥饼外运车、废气处理设备和大功率的鼓风曝气设备,与传统方法比较,能耗是活性污泥法的1/8,设备投资可节约百分之七十,还可在浅层水池上运转,从而使污水处理池体积缩小、深度减浅,大大降低了一次投资费用和长期管理费用。
4、该设备产生的高密度微生物菌群通过射流进入处理池后,能迅速减少污水中的生物耗氧量(BOD)、化学需氧量(COD)和固体悬浮物(TSS),并有极强的脱氮除磷功能,还能在极短的时间内使5类水转变成3类以上,7天内消除污水中的臭味,10天内吃掉污水中50%左右的淤泥,每天降解20%的BOD,10-15天内实现达标排放或中水回用。
采用该设备处理污水无污泥膨胀之忧,也不受操作员学历年龄限制,管理方便,安全可靠。
5、随着高密度微生物菌群发生量的不断增加,污水中的生物耗氧量(BOD)也越来越少,大量的微生物因缺少BOD而失去存活能源自灭,变成二氧化碳和水,未自灭微生物还可成为鱼类和浮游生物的饵料,进而形成良性的生态处理净化过程,没有臭味、不产生污泥、无二次污染,营造绿色环境。
6、采用传统的生化法处理污水,受到气候及水温变化影响,当温度每降低10度,微生物的酶促反应速度就降低1-2倍,气候导致微生物的活性不足,造成污水处理效果不好,不但威胁着北方污水处理厂,对于南方冬天的污水处理厂也是严俊的考验,贵州长城环保科技有限公司生产的专利产品生物发生器彻底解决了这一难题,该发生器产生的高浓度微生物菌群释放进入曝气池后,其生物量讯速达到2.0×104mg/L以上,使曝气池中生物浓度较活性污泥提高10倍,填补了因水温低而导致生物量不足,污水处理效果差的技术难题。
7、采用传统的生化方式处理高浓度、高氨氮、高盐量、有毒性、重金属废水,由于微生物在这些污水中的成活少、数量小、致使污水处理后出水水质差、效果不稳定、难以达标排放。微生物发生器以独特的方式彻底解决了这一难题,该发生器能将生产出的1.8×1020CFU/ml以上的高浓度微生菌群源源不断地送入曝气池,较其他污水处理提高10倍以上的生物量,强大的微生物菌群加速对污水中污染物的降解和消化,同时曝气供氧又显著加速了污染物被分解成CO2和H2O,硝酸盐、硫酸盐成为微生物生长的养分,至使微生物又得到进一步的衍生,即使受天冷、低温、冲击负荷影响,和高浓度、高氨氮、高盐量、有毒性、重金属抑制,也无法阻止群雄逐鹿、前仆后继的微生物大军,形成对污水处理的强大阵容,进而降解和消化污水中污染物,最终实现废水达标排放或中水回用。
8、传统河道治理离不开闸坝、断水、清淤等处理过程,工程耗资大、工期长、淤泥量大。生物发生器直接安装在景观、河道、湖面、河流、咸水湖、海湾、土地等微污染源上游,从源头切断和堵住污染源头,并通过微生物降解污染、吃掉污泥、去除嗅味、除磷脱氮等作用实现彻底治理,为微污染治理提供了可靠的设备。

㈢ 氨氮废水处理的处理方法

高氨氮废水如何处理,我们着重介绍一下其处理方法: 1. 吹脱法
在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法,一般认为吹脱与温度、PH、气液比有关。
2. 沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理。
3.膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。例如:气水分离膜脱除氨氮。氨氮在水中存在着离解平衡,随着PH升高,氨在水中NH3形态比例升高,在一定温度和压力下,NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水,另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差,那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面,在膜表面分压差的作用下,穿越膜孔,进入吸收液,迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
4.MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。
5.化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。 传统和新开发的脱氮工艺有A/O,两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
1.A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷,反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后,可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90~95%以上,但脱氮除磷效果稍差,脱氮效率70~80%,除磷只有20~30%。尽管如此,由于A/O工艺比较简单,也有其突出的特点,目前仍是比较普遍采用的工艺。
2.两段活性污泥法能有效的去除有机物和氨氮,其中第二级处于延时曝气阶段,停留时间在36小时左右,污水浓度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。
3.强氧化好氧生物处理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工艺)
粉末活性碳法的主要特点是向曝气池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭极为发达的微孔结构和更大的吸附能力,使溶解氧和营养物质在其表面富集,为吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活环境从而提高有机物的降解速率。
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺,为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式,是去除水中氨氮的一种较为经济的方法,其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环,利用硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气,曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化,省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐,再还原成亚硝酸盐两个环节(即将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化)。该技术具有很大的优势:①节省25%氧供应量,降低能耗;②减少40%的碳源,在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮;③缩短反应历程,节省50%的反硝化池容积;④降低污泥产量,硝化过程可少产污泥33%~35%左右,反硝化阶段少产污泥55%左右。实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键就是将硝化控制在亚硝酸阶段,阻止亚硝酸盐的进一步氧化。
5. 厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。
厌氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation,简称ANAMMOX)是指在厌氧条件下,以Planctomycetalessp为代表的微生物直接以NH4+为电子供体,以NO2-或NO3-为电子受体,将NH4+、NO2-或NO3-转变成N2的生物氧化过程。该过程利用独特的生物机体以硝酸盐作为电子供体把氨氮转化为N2,最大限度的实现了N的循环厌氧硝化,这种耦合的过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的前景,对于高氨氮低COD的污水由于硝酸盐的部分氧化,大大节省了能源。目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种是羟氨和亚硝酸盐生成N2O的反应,而N2O可以进一步转化为氮气,氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成联氨,联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H],还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。第三种是:一方面亚硝酸被还原为NO,NO被还原为N2O,N2O再被还原成N2;另一方面,NH4+被氧化为NH2OH,NH2OH经N2H4,N2H2被转化为N2。厌氧氨氧化工艺的优点:可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗;免去反硝化反应的外源电子供体;可节省传统硝化反硝化反应过程中所需的中和试剂;产生的污泥量极少。厌氧氨氧化的不足之处是:到目前为止,厌氧氨氧化的反应机理、参与菌种和各项操作参数不明确。
全程自养脱氮的全过程实在一个反应器中完成,其机理尚不清楚。Hippen等人发现在限制溶解氧(DO浓度为0.8·1.0mg/l)和不加有机碳源的情况下,有超过60%的氨氮转化成N2而得以去除。同时Helmer等通过实验证明在低DO浓度下,细菌以亚硝酸根离子为电子受体,以铵根离子为电子供体,最终产物为氮气。有实验用荧光原位杂交技术监测全程自养脱氮反应器中的微生物,发现在反应器处于稳定阶段时即使在限制曝气的情况下,反应器中任然存在有活性的厌氧氨氧化菌,不存在硝化菌。有85%的氨氮转化为氮气。鉴于以上理论,全程自养脱氮可能包括两步第一是将部分氨氮氧化为烟硝酸盐,第二是厌氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
传统脱氮理论认为,反硝化菌为兼性厌氧菌,其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应,必须在缺氧环境下。近年来,好氧反硝化现象不断被发现和报道,逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来,有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节省了能量。
7.超声吹脱处理氨氮
超声吹脱法去除氨氮是一种新型、高效的高浓度氨氮废水处理技术,它是在传统的吹脱方法的基础上,引入超声波辐射废水处理技术,将超声波和吹脱技术联用而衍生出来的一种处理氨氮的方法。将这两种方法联用不仅改进了超声波处理废水成本较高的问题,也弥补了传统吹脱技术去除氨氮不佳的缺陷,超生吹脱法在保证处理氨氮的效果的同时还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。技术特点(1)高浓度氨氮废水采用90年代高新技术——超声波脱氮技术,其总脱氮效率在70~90%,不需要投加化学药剂,不需要加温,处理费用低,处理效果稳定。(2)生化处理采用周期性活性污泥法(CASS)工艺,建设费用低,具有独特的生物脱氮功能,处理费用低,处理效果稳定,耐负荷冲击能力强,不产生污泥膨胀现象,脱氮效率大于90%,确保氨氮达标。

㈣ 氨氮废水处理的废水处理工艺

工业废水处理设备给水曝气生物滤池利用大颗粒轻质陶粒滤料在升流条件下版对原水中权ss截滤率低、过滤水头损失一般不超过5kPa、冲洗前后的过滤水头变化小的特点,适当降低对滤料比表面积指标的要求,大幅提高滤速至16~20m/h,气水比为0~0.5。在大颗粒轻质陶粒滤料表面生物膜的生化与截滤双重作用下,预处理出水氨氮<0.5mg/L,为微污染源水的处理提供了一种高效、节能、省地的处理工艺。

㈤ 高氨氮废水处理工艺

根据复你给的一些其他制数据,我说点个人看法:
1.生化性不错,但氨氮进水浓度比较高,出水要求氨氮为15,所以建议使用A/O
2.废水进入A/O前考虑作预处理,比如吹脱,考虑到不造成2次污染,可以加一尾气吸收装置
3.看产品的情况,废水本身很可能是碱性的,在此基础上调节作吹脱,也可以节约部分药剂成本
4.COD本身生化性比较好,一般情况下问题不大,在吹脱后的情况下,氨氮倒50~100一下不难,后续A/O在正常运行的情况下达到排放标准不难
5.如果不用吹脱,直接500多浓度的氨氮进行生化处理,压力太大,虽然实际运行中有处理好的案例,但不够保险,故实际选择还是看自身情况

㈥ 怎么才能做到氨氮废水处理零排放

工业废水种类繁多,污染物庞杂,各有各的特点。其中比较容易的氨氮、硝酸盐氮内废水和常见污容染物导致的高COD废水只要可生化降解程度好都是可以处理的。达到无害化是可能的。然而,高磷、高抗生素、高生物毒性、高氰、高重金属、高氟、高砷和高放射性废水是比较难的。这几类废水很难做到彻底无害化。虽然这些废水都有其可供选择的治理方案,但治理成本往往是很高的。另外,有人对零排放的定义是:“彻底没有排放”,如果这样定义的话,现代工业绝大多数都无法做到废水的零排放。如果将“零排放”定义为完全无害化排放,则是有可能实现的。

㈦ 氨氮废水处理的工艺流程

8. Bardenpho工艺
该工艺是在A/O工艺基础上,增设了一个缺氧段和好氧段,各段反应池均独立运行,混合液自第一好氧池回流至第一缺氧池而第二好氧池无混合液回流(因而须注意,第二缺氧池和第二好氧池并非组成一级A/O工艺)所增设的缺氧段和好氧段起强化脱氨和提高处理出水水质的作用。运行过程中,第一好氧池的内部回流混合液、原水中的有机基质及回流污泥进入第一厌氧池,进行反硝化脱氮。由于第一厌氧池进水中含有较多内碳源可利用因而具有较高的反硝化速率,但与其进水中的食料比有关。好氧一池的容积一般可按F./M为0.25考虑;在厌氧二池中,由于好氧二池出水中有机物浓度较低,同时也没有外加碳源因而反硝化菌主要通过内源呼吸作用,以细胞内碳源进行反硝化,因此反硝化效率较低,并与系统的污泥龄有关。但这种反硝化作用可有效地提高整个处理系统的反硝化程度,从而利于提高脱氮效率。必要时,可将少部分进水引入厌氧二池以适当补充碳源,提高其反硝化速率。该工艺中好氧二池的主要作用是进一步降低废水中的有机物浓度,同时改善出水的表观性状由于增设了厌氧二池和好氧二池强化处理作用,该工艺的脱氮效率可以高达90%~95%(城市污水)。
9. BABE工艺
在通常的废水生物处理工艺中,其污泥经浓缩的上层液或氧化处理后脱水滤液均需返回至主体工艺进行处理。由于污泥浓缩上层液或脱水滤液中富含氮,因而其向主体工艺的返回将增加主体工艺的处理负荷,从而影响处理出水中氮的指标。BABE在运行过程中将以A/O方式运行的处理工艺主流程中回流污泥的一部分分流入BABE间歇曝气池,BABE 所处理的对象为含有高浓度的TN的污泥浓缩上层液或污泥脱水滤液。通过BABE池的间歇曝气运行,不仅有效地延长了处理工艺的污泥龄,并可对其进液中的氮实现充分的硝化作用,同时由于BABE池的良好消化条件,即较低的有机负荷及良好的温度控制(一般将温度控制在30℃),有效地提高了污泥中硝化菌的数量。BABE池经间歇曝气后富含硝化菌的混合液、内回流与进水一起进入A/O工艺主流程,可实现充分的反硝化脱氮,强化了系统对氮的去处作用。

㈧ 氨氮废水处理方法

在化工、医药、垃圾渗滤等行业会产生大量的氨氮废水,直接排放可导致水富营专养化现属象产生。依斯倍环保脱氨膜技术的使用一方面可以大大的提升废水中氨氮的去除率,另一方面可以降低废水处理系统的运营总成本。脱氨膜设备技术NH3的分离和吸收是在膜丝的内外侧同时完成,省却传统工艺吹扫空气的动作,节省了大量的电耗,依斯倍环保脱氨膜技术已成功应用于江苏利民集团氨氮废水处理工程,工程设备能耗只有传统吹脱法的10%,氨氮去除率高达85%。

㈨ 氨氮废水处理如何快速处理

氨氮(NH3-N)是总抄氮其中一种的存袭在形式,是硝化细菌的降解主要底物之一。
方法一:
硝化细菌和亚硝化细菌的硝化反应,所以硝化细菌利用自身分泌的酶进行硝化反应,是降解氨氮的成本较低的一种方法。就是把氨氮降解成为亚硝态氮和硝态氮。但是该方法不能把去除总氮,所以是治标不治本。
方法二:
厌氧氨氧化,该方法是利用亚硝态氮和氨氮开展氨氧化反应,从而形成氮气到空气中。该方法成本更低,主要因为不需要曝气,剩余污泥产生量少。缺点是菌种适应条件苛刻,同时氨氮和亚硝态氮必须形成一定的比例,或者说都存在的情况下才能反应,污水系统中亚硝态氮是一个中间环节,所以难以控制。
针对上述的问题,新尔特生物从全程硝化反硝化,到短程硝化反硝化,再到氨氧化去除总氮,形成了菌种的封闭链条降解,所以,去除总氮还需要从微生物核心反应机理上进行处理,新尔特生物很好的解决了这个问题,有兴趣的话可以联系看看,他们给做实验,并且一直是用数据说话,所以行不行拿出实验数据就知道了。
但是对于快速的处理方法就是物理分离,也就是气提法或者吹脱法,但是能耗高太多,如果氨氮浓度不是很高的话,不建议采用这种方法。

㈩ 污泥处理污水中如何去除氨氮

根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:

高浓度氨氮废水(NH3-N>500mg/l);

中等浓度氨氮废水(NH3-N:50-500mg/l);

低浓度氨氮废水(NH3-N<50mg/l)。

然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用,制约了生化法对其的处理应用和效果,同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难以达到要求。

去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法有离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法有藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。

目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。

1.折点氯化法除氨氮

折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。

折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右(以CaCO3计)。折点氯化法除氨机理如下:

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O

NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-

NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-

折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。

2.选择性离子交换化除氨氮

离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。

沸石离子交换与pH的选择有很大关系,pH在4~8的范围是沸石离子交换的最佳区域。当pH<4时,H+与NH4+发生竞争;当pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。

3.空气吹脱法与汽提法除氨氮

空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时,离子态铵转化为分子态氨,然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮,去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定,吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液,也可根据市场需求,用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品,未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬季使用。用该法处理氨氮时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。

汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氨氮的处理效率,用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氨氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。

吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。

4.生物法除氨氮

生物法去除氨氮是指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。

硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:

亚硝化:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+

硝化:2NO2-+O2→2NO3-

硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4,最佳温度为35℃,温度对硝化菌的影响很大,温度下降10℃,硝化速度下降一半;DO浓度:2~3mg/L;BOD5负荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLS•d);泥龄在3~5天以上。

在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:

6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

反硝化菌的适宜pH值为6.5~8.0;最佳温度为30℃,当温度低于10℃时,反硝化速度明显下降,而当温度低至3℃时,反硝化作用将停止;DO浓度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。

常见的生物脱氮流程可以分为3类:

⑴多级污泥系统

多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果,其缺点是流程长,构筑物多,基建费用高,需要外加碳源,运行费用高,出水中残留一定量甲醇;

⑵单级污泥系统

单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比,该工艺特点:流程简单、构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,基建费用可大大节省;将脱氮池设置在缺氧池,降低运行费用;好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质;缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷。此外,后置式反硝化系统,因为混合液缺乏有机物,一般还需要人工投加碳源,但脱氮的效果高于前置式,理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成,通过改换进水和出水的方向,两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统,但利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,其脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高,必须配置计算机控制自动操作系统;

⑶生物膜系统

将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器,即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。

常规生物处理高浓度氨氮废水是要存在以下条件:

为了能使微生物正常生长,必须增加回流比来稀释原废水;

硝化过程不仅需要大量氧气,而且反硝化需要大量的碳源,一般认为COD/TKN至少为9。

5.化学沉淀法除氨氮

化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。

化学沉淀法处理NH3-N主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-在碱性水溶液中生成沉淀。在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)2、H3PO4与NH4+反应生成MgNH4PO4•6H2O(鸟粪石)沉淀,该沉淀物经造粒等过程后,可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9~11。pH值<9时,溶液中PO43-浓度很低,不利于MgNH4PO4•6H2O沉淀生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更难溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同时,溶液中的NH4+将挥发成游离氨,不利于废水中氨氮的去除。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。

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