中低浓度氨氮工业废水处理技术总结
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2023年02月14日 08:55:13
来自于水处理
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废水中氨氮的构成主要有两种, 一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵、氯化铵等 。


废水中氨氮的构成主要有两种, 一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵、氯化铵等

目前工业上常用于处理低浓度氨氮的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。

一、吸附法

吸附是一种或几种物质(称为吸附物)的浓度在另一种物质(称为吸附剂)表面上自动发生变化的过程, 其实质是物质从液相或气相到固体表面的一种传质现象。

吸附法是处理低浓度氨氮废水较有发展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固体作为吸附剂,根据吸附原理不同可分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。

具有良好吸附性能且常用的吸附剂有: 沸石、活性炭、煤炭、离子交换树脂 等,根据其吸附原理的不同,这些吸附材料对不同吸附物的吸附效果不同。

该法一般只适用于低浓度氨氮废水,而对于高浓度的氨氮废水,使用吸附法会因吸附剂更换频繁而造成操作困难,因此需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。

对于传统的吸附剂如沸石、交换树脂等,其对氨氮的处理率较高,一般能 达到90%以上

二、折点氯化法

折点氯化法是污水处理工程中常用的一种脱氮工艺,其原理是将氯气通入氨氮废水中达到某一临界点,使氨氮氧化为氮气的化学过程,其反应方程式为:NH4++1.5HOCl→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-


折点氯化法的优点为:处理效率高且效果稳定,去除率可达100%;该方法不受盐含量干扰,不受水温影响,操作方便;有机物含量越少时氨氮处理效果越好,不产生沉淀;初期投资少,反应迅速完全;能对水体起到杀菌消毒的作用。

但是折点氯化法仅适用于低浓度废水的处理,因此多用于 氨氮废水的深度处理

该方法的缺点是:液氯消耗量大,费用较高,且对液氯的贮存和使用的安全要求较高, 反应副产物氯胺和氯代有机物会对环境造成二次污染。

三、生物法

生物法是指废水中的氨氮在各种微生物作用下,通过硝化、反硝化等一系列反应最终生成氮气,从而达到去除的目的。对于可生化性高的废水(BOD/COD>0.3),氨氮可通过生物法脱除。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点,其缺点为占地面积大,处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。

同时,在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外,高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用,因此当处理氨氮废水的 初始质量浓度<300mg/L 时,采用生物法效果较好。

(1)传统生物硝化反硝化技术

传统生物硝化反硝化法中,较成熟的方法有A/O法、A2/O法、SBR序批式处理法、接触氧化法等。

它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。

但该法也存在一些弊端,如必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除,使运行费用增加;碳氮比较小时,需要进行消化液回流,增加了反应池容积和动力消耗;硝化细菌浓度低,系统投碱量大等。

(2)新型生物脱氮技术

01 短程硝化反硝化技术

短程硝化反硝化是在同一个反应器中,先在有氧的条件下,利用 氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐,阻止亚硝酸盐进一步氧化 ,然后直接在缺氧的条件下, 以有机物或外加碳源作为电子供体,将 亚硝酸盐进行反硝化生成氮气

短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点:

对于活性污泥法,可节省25%的供氧量,降低能耗;节省碳源,一定情况下可提高总氮的去除率;提高了反应速率, 缩短了反应时间, 减少反应器容积。

但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密,每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌,而且各个因素之间也存在着相互影响的关系,这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。

02 同时硝化反硝化技术

当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时,即为同时硝化反硝化(SND)。

废水中溶解氧受扩散速度限制,在微生物絮体或者生物膜的表面,溶解氧浓度较高,利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖,越深入絮体或膜内部,溶解氧浓度越低,形成缺氧区,反硝化细菌占优势,从而形成同时硝化反硝化过程。

有实验表明当DO为1mg/L,C/N=30,pH=7.2时,COD、NH4+-N、TN去除率分别为96%、95%、92%,并发现在一定的范围内,升高或降低反应器内DO浓度后,TN 去除率都会下降。同时硝化反硝化法节省反应器,缩短了反应时间,且能耗低、投资省。

03 厌氧氨氧化技术

厌氧氨氧化是指在 缺氧或厌氧 条件下, 微生物以NH4+为电子受体,以NO2-或NO3-为电子供体 进行的将NH4+。

厌氧氨氧化技术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过程中所需的中和试剂, 产生的污泥量少。但目前为止,其反应机理、参与菌种和各项操作参数均不明确。

四、膜技术

(1)反渗透技术

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中,设备给予足够的压力,水通过选择性膜析出,可用作工业纯水,而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高,成为可以被再次处理和利用的浓缩液。

在实际操作中,施加的反渗透压力与溶液的浓度成正比,随着氨氮浓度的升高,反渗透装置所需的能耗就越高,而效率却是在下降。

(2)电渗析法

电渗析是在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,使离子从电解质溶液中分离出来的过程。

电渗析法可高效地分离废水中的氨氮,并且该方法前期投入小,能量和药剂消耗低,操作简单,水的利用率高,无二次污染副产物。

采用自制电渗析设备对进水电导率为2920μS/cm,氨氮质量浓度为534.59mg/L 的氨氮废水进行处理,通过实验得到在电渗析电压为55V,进水流量为24L/h这一最佳工艺参数条件下,可对实验用水有效脱氮的结论,出水氨氮质量浓度为13mg/L。


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yj蓝天
2023年02月17日 05:43:30
2楼

资料不错,对于学习氨氮控制技术有很大的帮助,学习啦,谢谢楼主分享

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