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水中氨氮的去除有哪些方法呢

时间:2021-06-30 14:27:20来源:网站 作者:东东 点击:

  水中氨氮的去除有哪些方法呢?很多人对这个并不了解,那么太裕的小编就把几种方法介绍给大家认识下。

  废水中的氮通常以含氮有机物、氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐的形式存在。生物处理将大部分有机氮转化为氨,然后再进一步转化为硝酸盐。

  去除水中氨氮的方法很多,但目前常用的脱氮工艺有生物硝化反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱和折合点氯化等。

水中氨氮的去除有哪些方法呢

  这里我们详细介绍水中氨氮的去除方法:

  生物硝化反硝化(生物老化氮法)

  (1) 生物硝化

  在好氧条件下,通过亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的作用,将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程称为生物硝化。生物硝化反应过程如下:

  由上式可知:(1)硝化过程中,当1g氨氮转化为硝态氮时,需氧量为4.57g(2) H+在硝化过程中释放出来,消耗废水中的碱度。对于每个氧化的lg氨氮,将消耗碱度(以CaCO3测量)。

  影响硝化过程的主要因素有:(1)pH值在8.0~8.4之间(20℃)℃), 硝化速率快。由于硝化过程中pH值会降低,当废水碱度不足时,应投加石灰使pH值保持在7.5以上(2) 温度较高时硝化速率较快。亚硝酸盐细菌的适宜水温为35℃℃, 其活性在15以下急剧下降℃, 所以水温不能低于15度℃. (3) 污泥停留时间。硝化细菌的生长速率很小,比生长速率为0.3~0.5d-1(温度20℃)℃, pH8.0~8.4)。为了维持池内一定数量的硝化细菌,污泥的停留时间需要大于硝化细菌的小生成时间。实际操作中一般取>2或>2(4) 溶解氧是生物硝化过程中的电子受体,其浓度低不利于硝化。一般在活性污泥曝气池中进行硝化时,溶解氧应保持在2~3mg/L以上(5) BOD负荷硝化细菌为自养细菌,而BOD氧化细菌为异养细菌。如果BOD5负荷过高,会使生长速率较高的异养菌迅速繁殖,使白辐射硝化菌得不到优势,从而降低硝化速率。因此,对于完全硝化,BOD5负荷应保持在0.3kg(BOD5)/kg(SS)以下。

  (2) 生物脱氮

  在缺氧条件下,由于兼性反硝化细菌(反硝化细菌)的作用,将NO2--N和NO3--N还原为N2的过程称为反硝化。反硝化反应中的电子供体(氢供体)是多种有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,公式如下:

  6NO3-癸二酸→ 6NO2-deca2CO2-deca4H2O

  6NO2-10 3CH3OH→3N2 10 3CO2 10 3H2O 10 60小时-

  由此可见,在生物反硝化过程中,不仅可以还原NO3--N和NO2--N,还可以还原有机物的氧化和分解。

  影响反硝化作用的主要因素有:(1)温度对反硝化作用的影响大于其它污水生物处理工艺。一般以20~40为宜℃. 在冬季温度过低时,可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施,保持良好的脱氮效果(2) 反硝化过程的pH值控制在7.0~8.0之间(3) 溶解氧和氧对反硝化和反硝化有抑制作用。反硝化反应器的溶解氧一般控制在0.5mg/L(活性污泥法)或1mg/L(生物膜法)以下(4) 有机碳源当废水中含有足够的有机碳源,BOD5/TN>3~5时,不需要额外的碳源。当碳氮比低于此值时,需要额外的有机碳。额外的有机碳主要是甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗,甲醇的用量一般是NO3--N的3倍。此外,微生物也会死亡;释放的部分有机碳。

  可能会死;自溶后释放的部分有机碳被称为“内碳源”,但它要求污泥停留时间长或负荷率低,使微生物处于生长曲线的静止期或衰变期,因此池容相应增大。

  沸石的选择性交换吸附

  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),其中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子,M+代表Na+、K+等一价阳离子,作为弱酸型阳离子交换剂。在分子筛的三维空间结构中,存在规则的孔结构和孔洞,使其具有筛分效果、交换吸附选择性、热稳定性和形状稳定性等优异性能。天然沸石种类繁多,斜发沸石是去除氨氮的主要沸石。

  斜发沸石对某些阳离子的交换选择性顺序为K+,NH4+>Na+>Ba2+>Ca2+>Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性,可以采用交换吸附法去除水中的氨氮。交换吸附饱和晶须可以再生利用。

  溶液的pH值对沸石去除氨氮有很大影响。当pH过高时,NH4+转化为NH3,交换吸附减弱。pH过低时,H+的竞争吸附增加,不利于NH4+的去除。进水pH值一般以6~8为宜,当城市进水氨氮浓度为10~20mg/L时,出水浓度可达LMG/L以下。通水能力约为100~150床容量。沸石的工作交换容量约为0.4× 10-3N-1mol/g。

  用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生铵吸附饱和的沸石。再生液量约为处理水量的3~5%。结果表明,在石灰再生液中加入0.1molnacl可以提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题,还采用2%氯化钠溶液作为再生液,再生液量大。再生过程中排放的高浓度氨水出水需采用以下方法处理:(1)空气吹脱NH3或排干NH3,或吸收一定量的H2S04作肥料(2) 1%冷凝液的氨溶液用蒸汽吹出,可用作肥料(3) 电解氧化(电解氯化)将氨氧化分解为氮气。

  03排气

  在碱性条件下(pH>10.5),废水中氨氮主要以NH3的形式存在(图20-2)。让废水和空气充分接触,水中的挥发性NH3从液相转移到气相,从而去除水中的氨氮。汽提塔内填充木质或塑料板条,空气流入塔下部,废水从塔顶落入底部捕集器。

  影响氨汽提效果的主要因素如下:

  (1) pH值一般提高到10.8~11.5;

  (2) 随着温度和水温的降低,氨的溶解度增大,放喷效率降低。例如,当温度为20℃, 氨氮去除率为90~95%,但当温度为10℃时℃, 降低到75%左右,给冬季汽提塔的运行带来困难。

  (3) 水力负荷,水力负荷(m3/m2.h)过大,会破坏有效吹扫所需的流动状态,形成水幕;水力负荷过小,填料可能未适当润湿,导致操作不良,形成干燥塔。一般水力负荷为2.5~5m3/m2•h;

  (4) 当气水比大于某一塔时,通过增加空气流量可以提高氨氮的去除率;但是随着空气流量的增加,压力也会下降,所以空气流量是有限制的。气水比一般为2500~5000(m3/m2);

  (5) 填料的形状和高度由于反复飞溅和水滴是氨汽提的关键,填料的形状、尺寸、间距和排列足以影响汽提效果。一般填料间距40~50mm,填料高度6~7.5m。如果增加填料间距,则需要更大的填料高度。

  (6) 防垢填料结垢(CaCO3)会降低汽提塔的处理效率。控制结垢的措施有:用高压水冲洗结垢层;水中加入阻垢剂:使用不理想的阻垢剂。

  水中缓蚀剂:使用不理想或含CO2较少的空气进行吹扫(如废气吸收、氨气去除和再循环);使用不易缩放的塑料填充物代替木材。

  气提法氨氮去除率可达60~95%,工艺简单,处理效果稳定,基建费用和运行费用低,可处理高浓度氨氮废水。但当温度较低时,吹脱效率较低,充填段结垢往往严重干扰操作,吹脱的氨气会对环境造成二次污染。

  04折点氯化

  加入过量的氯或次氯酸钠使废水中的氨完全氧化为N2的方法称为折点氯化法,其反应可表示为:

  NH4+10 1.5氯化氢→0.5N2 10 1.5H2O 10 2.5H+10 1.5Cl-

  根据该方程,达到临界点所需氯(C12)的理论量为7.6kg/kg(NH3-N),而实际所需氯量为8~10kg/kg(NH3-N)。在pH=6~7的反应中,用量可以减少。接触时间一般为0.5~2h。严格控制pH值和加氯量可以减少反应中有害氯胺(如NCl3)和氯化有机物的生成。

  折点氯化法氨氮去除率90~100%,处理效果稳定,不受水温影响,基建成本不高。但其运行成本高;余氯和氯化有机物应进行后处理。

  在目前使用的四种脱硝工艺中,由于运行成本高、对环境二次污染等问题,物理和化学方法在实际应用中受到限制。而生物脱氮法可以对水饺进行有效彻底的脱氮,或者用氨氮去除剂且相对经济,因此得到了较多的应用。