污水处理技术工艺

污水处理中氨氮废水相关处理技术详解

发布日期:2019-03-19 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

过量的氨氮排放到水中会导致水体富营养化,降低水体的观赏价值,硝酸盐和亚硝酸盐的氧化也会影响水生生物乃至人类的健康。因此,废水反硝化处理一直受到人们的广泛关注。

目前,除氮的主要方法包括生物硝化和反硝化,氧化亚氮加成,气提和离子交换。

消化后的污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水、合成氨化工废水中氨氮浓度很高(500 mg/l甚至数千mg/l)。由于生物抑制作用或游离氨氮的成本,上述方法将受到限制。

高浓度氨氮废水的处理方法可分为物理法、生化组合法和新型生物脱氮法。

物化法Vol.01

吹脱法

利用碱性条件下氨氮气相浓度与液相浓度的气液平衡关系,提出了一种分离氨氮的方法。一般认为,汽提效率与温度、pH和气液比有关。

温度、气液比和pH值是控制吹除效率的关键因素。

当水温高于25℃时,气液比控制在3500左右,渗滤液pH值控制在10.5左右,垃圾渗滤液的去除率高,氨氮浓度高达2000-4000毫克/ L可以达到90%以上。吹除方法的氨去除效率在低温下不高。

研究了超声波汽提工艺处理化肥厂高浓度氨氮废水(882 mg/L)。最佳工艺条件为:pH=11,超声波剥离时间40分钟,气水比1000:1。结果表明,超声辐射后氨氮去除效率明显提高。与传统汽提工艺相比,氨氮去除率提高了17%-164%。氨氮去除率达90%以上。吹扫后氨氮去除率小于100 mg/L。

为了以更低的成本将ph值调整为碱性,需要在废水中加入一定数量的氢氧化钙,但容易规模化。同时,为了防止吹氨氮造成的二次污染,需要在吹塔后设置氨吸收装置。

在UASB预处理的垃圾渗滤液(2240 mg/L)中,当pH=11.5,反应时间为24h,搅拌速度梯度为120r/min时,氨氮去除率可达95%。在pH=12的条件下,曝气去除氨氮时,pH在17h开始下降,氨氮去除率仅为85%。因此,认为汽提脱氮的主要机理应是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。

物化法Vol.01

沸石脱氨法

将沸石中的阳离子与废水中的NH4交换,达到脱氮的目的。沸石一般用于处理低浓度含氨废水或含痕量重金属废水.蒋建国等人则讨论了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果和可行性。实验结果表明,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限电位。当沸石粒径为30×16目时,氨氮的去除率达到78.5%,当沸石的吸附时间、投加量和粒径相同时,氨氮的去除率达到78.5%,沸石的吸附时间、投加量和粒径相同。进水氨氮浓度越高,吸附率越高。用沸石作为吸附剂脱除渗滤液中的氨氮是可行的。

用沸石离子交换法处理猪粪废水的厌氧消化时,发现Na-Zeo,Mg-Zeo,Ca-Zeo和k-Zeo的Na-Zeo沸石效果最好,其次是Ca-Zeo 。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率。考虑到经济和水力条件,床高为18cm(H / D = 4),相对流速小于7.8BV / h。离子交换方法受悬浮固体浓度的影响很大。

沸石脱氨基法的应用必须考虑沸石的再生,通常包括再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,必须对产生的氨进行处理。

物化法Vol.01

膜分离技术

利用膜选择去除氨氮的方法。该方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。Jiangzhanpeng等人采用电透析和聚丙烯(pp)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水,可取得良好效果。对2000年至3000毫克/升的氨氮废水进行电渗析处理,去除率可在85<gt;以上,可得8.9<gt;氨水浓度。该方法工艺简单,不消耗药物,操作过程中耗电量与废水中氨氮浓度成正比。对pp中空纤维膜的除氨效率为90>lock;gt;,回收的硫酸铵浓度约为25<lock;gt;。操作中需加碱。加碱量与废水中氨氮浓度成正比。

乳状液膜是一种乳状液形式的液膜,具有选择性渗透性能,可用于液-液分离。在分离过程中,通常采用乳状液膜(如煤油膜)作为分离介质,以NH3的浓度差和扩散传递为驱动力在油膜两侧使NH3进入膜内,从而达到分离的目的。采用液膜法处理某湿法冶金厂总出水(10 0 0~12 0 0mgNH4-N≤L,pH 6≤9)。以烷醇酰胺聚氧乙烯醚为表面活性剂,表面活性剂用量为4%,≤为6%,用pH1.4MAP沉淀废水。

主要化学反应如下:

Mg2 NH4 PO43-=MgNH4PO4

理论上,磷酸盐和镁盐以一定比例加入含有高浓度氨氮的废水中,当[Mg2] [NH4] [PO43 - ]> 2.5×10时,可形成磷酸镁(MAP) -13废水中的氨氮。 Mu概述等方法采用MgCl2•6H2O和Na2HPO4•12H2O在高氨氮浓度的工业废水中形成磷酸铵镁沉淀,去除高浓度氨氮。结果表明,在pH值为8.91时,Mg2,NH4和PO43-的摩尔比为1.25:1:1,反应温度为25℃,反应时间为20min,沉淀时间为20min。氨氨浓度可以为9500 mg / L,降至460 mg / L,去除率可达95%以上。由于大多数废水中镁盐的含量低于磷酸盐和氨氮的含量,虽然生产的磷酸铵镁可用作农业肥料以抵消部分成本,但加入镁盐的成本仍是限制因素的主要因素。这种方法的实现。 。海水取之不尽,用之不竭,含有大量的镁盐。 Kumashiro等。研究了以海水为镁离子源的磷酸铵镁的结晶过程。盐水是盐生产的副产品,主要含有MgCl2和其他无机化合物。 Mg2约为32g / L,是海水的27倍。 Lee等人用MgCl2,海水和盐水作为Mg2源,采用磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水。结果表明,pH是最重要的控制参数。当终点pH≈9.6时,反应可在10分钟内完成。 。由于废水中的N / P不平衡,盐水的除磷效果与其他两种Mg2源相同,脱氮效果略差。

物化法Vol.01

化学氧化法

一种用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气去除的方法。分界点氯化是利用水中的氨与氯反应生成氨气进行脱氨。这种方法也可以起到杀菌作用,但产生的余氯会对鱼类产生影响,因此有必要安装余氯去除设施。

在存在溴化物的情况下,臭氧和氨氮会发生与氯化类似的下列反应:

Br-O3 H ∈ HbrO O ≤ 2,

NH3HBrO NH2BrH2O,

NH2Br HBrO→NHBr2 H2O,

NH2BR NHBR2 N2 3BR-3H.

利用有效体积为32l的连续曝气柱,对合成废水(氨氮600 mg/l)进行了试验研究,以研究br/n、ph值和初始氨氮浓度对反应的影响。确定去除最多氨氮和形成最少3-的最佳反应条件。在对数坐标下,nfr(出口3-n与进口氨氮的比率)与br/n呈线性相关,在br-/n>0.4中氨氮的负荷为3.6对4.0 kg/(m3•d),当氨氮负载减少时,nfr减少。在ph值=6.0时,nfr和bro-br(有毒副产品)是最少的。bro-br可以用Na2so3定量分解,Na2so3可以用orp控制。

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生化联用法第2卷

高浓度氨氮废水的物化处理不受高浓度氨氮的限制,但氨氮浓度不能降到足够低(如低于100 mg/L)。高浓度游离氨或亚硝酸盐氮对生物脱氮有抑制作用。在实际应用中,对高浓度氨氮废水在生物处理前进行了物理化学和物理化学处理。

通过汽提 - 缺氧 - 好氧过程处理含有高浓度氨氮的浸出液。结果表明,当汽提条件控制在pH = 95,汽提时间为12h时,汽提预处理可去除废水中60%以上的氨氮,然后除去氨氮(1400mg / L)。缺氧 - 好氧生物处理)。降低至19.4 mg / L),COD去除率> 90%。

霍兰等。采用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液(COD为800-2700 mg/L,氨氮为220-800 mg/L)。结果表明,当氨氮负荷为0.71kg/(m3 d)时,硝化去除率可达90%以上,COD去除率可达70%,BOD去除率全部达到。石灰絮凝沉淀气提提高了渗滤液的生物降解性。吸附剂(粉末活性炭和沸石)被添加到后续的好氧生化处理槽中。结果表明,吸附剂浓度为0-5g/L时,随着吸附剂浓度的增加,COD和氨氮的去除效率增加,沸石对氨氮的去除效果优于活性炭。

膜生物反应器技术是将膜分离技术与传统废水生物反应器相结合的新型高效废水处理系统。mbr加工效率高,水可直接再利用,设备面积小,残留污泥少。困难之处在于保持膜具有较大的通量,防止膜的泄漏。李红岩等人利用膜生物反应器研究了高浓度氨氮废水的硝化特性。结果表明,当原来氨氮浓度为2000毫克/升,氨进水量负荷为2.0千克/(m3•d)时,氨氮的去除率可达99+,系统相对稳定。该反应器中活性污泥的具体硝化速率在半年内基本稳定在0.36/d。

新的生物反硝化方法

近年来,国内外出现了一些新的反硝化工艺,为高浓度氨氮废水的反硝化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。

新的生物反硝化方法

短程硝化反硝化

生物硝化和反硝化是最广泛使用的反硝化方法。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气,曝气成本成为该脱氮方法的主要支出。短程硝化反硝化(将氨氮氧化为亚硝酸盐氮进行反硝化)不仅可以节省氨气氧化所需的氧气,而且还可以节省反硝化所需的碳源。Ruiz等人。利用合成废水(氨氮浓度高的模拟工业废水)确定了亚硝酸盐积累的最佳条件。为了实现亚硝酸盐的积累,pH值不是一个关键的控制参数,因为当pH值在6.45到8.95之间时,硝化作用受到抑制,当pH值小于6.45或大于8.95时,氨氮积累。当do=0.7mg/L时,氨氮以亚硝酸盐的形式累积65%,氨氮转化率大于98%。当溶解氧小于0.5 mg/L时,氨氮累积,当溶解氧大于1.7 mg/L时,硝酸盐形成。对低碳氮比高浓度氨氮废水中亚硝酸和硝酸的反硝化效果进行了比较分析。实验结果表明,亚硝酸盐反硝化可显著提高总氮的去除效率,氨氮和硝酸盐氮的负荷可增加近一倍。此外,酸碱度、氨氮浓度等因素对反硝化类型也有重要影响。

焦化废水的短程硝化和反硝化处理中间试验结果表明,鳕鱼、氨氮、tn和苯酚的浓度分别为1201.6、510.4、540.1和110.4毫克/升。鳕鱼、氨氮、锡和酚的平均浓度分别为197.1、14.2、181.5、0.4毫克/升,相应的去除率分别为83.6、97.2、66.4和99.6。与传统的生物脱氮工艺相比,氨氮负荷大,在较低的c/n条件下可提高tn的去除率。

新的生物反硝化方法

厌氧氨氧化

和全自养反硝化(CANON)

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,以亚硝酸盐为电子受体,将氨氮直接氧化成氮气的过程。

anammox的生化反应式为:

NH4NO2- ≤ N2 ≤ 2H2O

厌氧氨氧化菌是一种特殊的厌氧自养细菌,非常适合于处理含低NO2-的氨氮废水。与传统工艺相比,基于厌氧氨氧化的脱氮工艺简单,不需要添加有机碳源,防止二次污染,具有良好的应用前景。厌氧氨氧化的主要应用有两种:佳能法和中温亚硝基法(Sharon),形成联合的Sharon-anammox工艺。

CANON工艺是一种在氧气限制条件下使用完全自养微生物同时去除氨氮和亚硝酸盐的方法。从反应形式来看,它是SHARON和ANAMMOX工艺的组合,在同一反应器中进行。 。孟等人发现,深圳市平坪垃圾填埋场渗滤液处理厂的溶解氧控制量约为1 mg / L,进水氨氮<800 mg / L,氨氮负荷<0.46 kg,NH 4 /( M3•d)。在此条件下,CANON工艺可通过SBR反应器实现,氨氮去除率> 95%,总氮去除率> 90%。

Sliekers等人结果表明,anammox和can-on工艺均能在气举反应器中良好运行,并能实现较高的氮转化率。控制溶解氧在0.5 mg/L左右,厌氧氨氧化法的脱氮速率可达8.9 kg N/(m3 d),佳能法的脱氮速率可达1.5 kg N/(m3 d)。

新的生物反硝化方法

好氧反硝化

根据传统的反硝化理论,反硝化细菌是兼性厌氧菌,其呼吸链在好氧条件下以氧为末端电子受体,在缺氧条件下以硝酸盐为末端电子受体。因此,如果要进行反硝化,必须在缺氧环境中进行。近年来,好氧反硝化的发现和报道越来越受到人们的重视。一些好氧反硝化菌已被分离出来,有些能同时进行好氧反硝化和异养硝化作用(如Tpantotrofha.LMD82.5等被Robertson等人分离和筛选)。这样,在同一反应器中实现了真正的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节约了能源。

采用序批式反应器处理氨氮废水.结果表明,混合溶液中的好氧反硝化能力随溶解氧浓度的增加而降低,当溶解氧浓度为0.5mg/L时,好氧反硝化能力随混合溶液中溶解氧浓度的增加而降低。总氮去除率可达66.0%。

连续动态实验研究表明,对于高浓度氨氮渗滤液,普通活性污泥好氧反硝化过程的总氮去除率可达10%以上。随着溶解氧浓度的降低,硝化速率降低;随着溶解氧浓度的降低,反硝化速率增加。硝化和反硝化的动力学分析表明,当溶解氧约为0.14mg / L时,同时硝化和反硝化作用相当于硝化速率和反硝化速率。速率为4.7 mg /(L•h),硝化反应KN = 0.37 mg / L,反硝化反应KD = 0.48 mg / L.

N2O是反硝化过程中的一种温室气体,产生了新的污染。相关机制研究不够深入。许多工艺仍处于实验室阶段。为了有效地应用于实际工程,还需要进一步的研究。另外,全自养反硝化、同步硝化反硝化等其它工艺仍处于试验阶段,具有良好的应用前景。

污水处理中氨氮废水相关处理技术详解

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