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水中氨氮的去除方法

2019-09-27 14:28:59

  废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。

  水中氨氮的去除办法有多种,但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交流吸附、空气吹脱及折点氯化等。

  下面我们详细介绍一下这几种水中氨氮的去除办法:

  01、生物硝化与反硝化(生物陈氮法)

  (一) 生物硝化

  在好氧条件下,经过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的进程,称为生物硝化作用。生物硝化的反响进程为:

  由上式可知:(1)在硝化进程中,1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g;(2)硝化进程中释放出H+,将耗费废水中的碱度,每氧化lg氨氮,将耗费碱度(以CaCO3计) 7.lg。

  影响硝化进程的主要因素有:(1)pH值   当pH值为8.0~8.4时(20℃),硝化作用速度最快。因为硝化进程中pH将下降,当废水碱度缺乏时,即需投加石灰,坚持pH值在7.5以上;(2)温度   温度高时,硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃,在15℃以下其活性急剧下降,故水温以不低于15℃为宜;(3)污泥停留时刻   硝化菌的增殖速度很小,其最大比成长速率为 =0.3~0.5d-1(温度20℃,pH8.0~8.4)。为了坚持池内必定量的硝化菌群,污泥停留时刻 必须大于硝化菌的最小代代时刻 。在实践运转中,一般应取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧   氧是生物硝化作用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反响的进行。一般,在活性污泥法曝气池中进行硝化,溶解氧应坚持在2~3mg/L以上;(5)BOD负荷   硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高,会使成长速率较高的异养型菌迅速繁殖,然后佼白养型的硝化菌得不到优势,结果下降了硝化速率。所认为要充沛进行硝化,BOD5负荷应坚持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。

  (二) 生物反硝化

  在缺氧条件下,因为兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将NO2--N和NO3--N还原成N2的进程,称为反硝化。反硝化进程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例,其反响式为:

  6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O

  6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

  由上可见,在生物反硝化进程中,不只可使NO3--N、NO2--N被还原,并且还可位有机物氧化分化。

  影响反硝化的主要因素:(1)温度  温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理进程要大些。一般,以坚持20~40℃为宜。苦在气温过低的冬季,可采纳添加污泥停留时刻、下降负荷等办法,以坚持良好的反硝化作用;(2)pH值  反硝化进程的pH值操控在7.0~8.0;(3)溶解氧  氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反响器内溶解氧应操控在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);(4)有机碳源  当废水中含足够的有机碳源,BOD5/TN>(3~5)时,可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时,就需别的投加有机碳。外加有机碳多选用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额定耗费,甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外,还可使用微生物逝世;自溶后释放出来的那部分有机碳,即"内碳源",但这要求污泥停留时刻长或负荷率低,使微生物处于成长曲线的静止期或衰亡期,因此池容相应增大。

  02、沸石选择性交流吸附

  沸石是一种硅铝酸盐,其化学组成可表示为(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m=2~10,n=0~9),式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,为一种弱酸型阳离子交流剂。在沸石的三维空间结构中,具有规矩的孔道结构和空穴,使其具有筛分效应,交流吸附选择性、热安稳性及形安稳性等优良性能。天然沸石的品种很多,用于去除氨氮的主要为斜发沸石。

  斜发沸石对某些阳离子的交流选择性次序为:K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。使用斜发沸石对NH4+的强选择性,可选用交流吸附工艺去除水中氨氮。交流吸附饱满的拂石经再生可重复使用。

  溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高,NH4+向NH3转化,交流吸附作用减弱;当pH过低,H+的竞争吸附作用增强,不利于NH4+的去除。一般,进水pH值以6~8为宜。当处理合氨氮10~20mg/L的城市进水时,出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100~150床容。沸石的作业交流容量约0.4×10-3n-1mol/g左右。

  吸附铵到达饱满的沸石可用5g/L的石灰乳或饱满石灰水再生。再生液用量约为处理水量的3~5%。研究表明,石灰再生液中加入0.1mol的NaCl,可提高再生功率。针对石灰再生的结垢问题,亦有选用2%的氯化钠溶液作再生液的,此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液必须进行处理,其处理办法有:(1)空气吹脱 吹脱的NH3或许排空,或许由量H2S04吸收作肥料;(2)蒸气吹脱 冷凝液为1%的氨溶液,可用作肥料;(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分化为N2。

  03、空气吹脱

  在碱性条件下(pH>10.5),废水中的氨氮主要以NH3的形式存在(图20-2)。让废水与空气充沛接触,则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移,然后脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料,空气流由塔的下部进入,而废水则由塔顶落至塔底集水池。

  影响氨吹脱作用的主要因素有:

  (1)pH值  一般将pH值提高至10.8~11.5;

  (2)温度  水温下降时氨的溶解度添加,吹脱功率下降。例如,20℃时氨去除率为90~95%,而10℃时降至约75%,这为吹脱塔在冬季运转带来困难;

  (3)水力负荷  水力负荷(m3/m2.h)过大,将破坏高效吹脱所需的水流状态,而构成水幕;水力负荷过小,填料或许没有适当湿润,致使运转不良,构成干塔。一般水力负荷为2.5~5m3/m2?h;

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  (4)气水比  对于必定塔高,添加空气流量,可提高氨去除率;但随着空气流量添加,压降也添加,所以空气流量有一限值。一般,气/水比可取2500~5000(m3/m2);

  (5)填料构型与高度  因为反复溅水和构成水滴是氨吹脱的关键,因此填料的形状、尺度、距离、摆放方式够都对吹脱作用有影响。一般,填料距离40~50mm,填料高度为6~7.5m。若添加填料距离,则需更大的填料高度;

  (6)结垢操控  填料结垢(CaCO3)特下降吹脱塔的处理功率。操控结垢的办法有:用高压水冲洗垢层;在进水中投加阻垢剂:选用不合或少含CO2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环使用);选用不易结垢的塑料填料代替木材等。

  空气吹脱法除氨,去除率可达60~95%,流程简略,处理作用安稳,基建费和运转费较低,可处理高浓度合氨废水。但气温低时吹脱功率低,填科结垢往往严峻干扰运转,且吹脱出的氨对环境发生二次污染。

  04、折点氯化

  投加过量氯或次氯酸钠,使废水中氨彻底氧化为N2的办法,称为折点氯化法,其反响可表示为:

  NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-

  由反响式可知,到达折点的理论需氯(C12)量为7.6kg/kg(NH3-N),而实践需氯量在8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7进行反响,则投药量可最小。接触时刻一般为0.5~2h。严格操控pH值和投氯量,可减少反响中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。

  折点氯化法对氨氮的去除率达90~100%,处理作用安稳,不受水温影响,基建费用也不高。但其运转费用高;残余氯及氯代有机物须进行后处理。

  在目前选用的四种脱氮工艺中,物理化学法因为存在运转本钱高、对环境造成二次污染等问题,实践应用遭到-定约束。而生物脱氮法能饺为有用和彻底地除氮,且比较经济,因而得到较多应用。

  文章源自:氨氮驱除剂厂家               


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