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氨氮废水常用处理方法

来源: 作者: 发布时间:2007-11-14  

  1.4 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。穆大纲等[8]采用向氨氮浓度较高的工业废水中投加MgCl2·6H2ONa2HP04·12H20生成磷酸铵镁沉淀的方法,以去除其中的高浓度氨氮。结果表明,在pH8.9lMg2+NH4P043-的摩尔比为1.25:1:1,反应温度为25 ℃,反应时间为20 min,沉淀时间为20 min的条件下,氨氨质量浓度可由9500 mg/L降低到460 mg/L,去除率达到95%以上。由于在多数废水中镁盐的含量相对于磷酸盐和氨氮会较低,尽管生成的磷酸铵镁可以做为农肥而抵消一部分成本,投加镁盐的费用仍成为限制这种方法推行的主要因素。海水取之不尽,并且其中含有大量的镁盐。Kumashiro[9]以海水做为镁离子源试验研究了磷酸铵镁结晶过程。盐卤是制盐副产品,主要含MgCl2和其他无机化合物。Mg2+约为32 g/L为海水的27倍。Lee[10]MgCl2、海水、盐卤分别做为Mg2+源以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,反应在10 min内即可结束。由于废水中的N/P不平衡,与其他两种Mg2+源相比,盐卤的除磷效果相同而脱氮效果略差。

  1.5 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。在溴化物存在的情况下,臭氧与氨氮会发生如下类似折点加氯的反应:

  Br+O3+H+→HBrO+O2

  NH3+HBrO→NH2Br+H2O

  NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O

  NH2Br+NHBr2→N2+3Br+3H+

  Yang[11]用一个有效容积32 L的连续曝气柱对合成废水(氨氮600 mg/L)进行试验研究,探讨Br/NpH以及初始氨氮浓度对反应的影响,以确定去除最多的氨氮并形成最少的NO3-的最佳反应条件。发现NFR(出水NO3--N与进水氨氮之比)在对数坐标中与Br-/N成线性相关关系,在Br-/N>0.4,氨氮负荷为3.64.0 kg/(m3·d)时,氨氮负荷降低则NFR降低。出水pH6.0时,NFRBrO-Br(有毒副产物)最少。BrO-Br可由Na2SO3定量分解,Na2SO3投加量可由ORP控制。

 

  

生化联合法

  物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制,但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100 mg/L以下)。而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。实际应用中采用生化联合的方法,在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。

  卢平等[12]研究采用吹脱-缺氧-好氧工艺处理含高浓度氨氮垃圾渗滤液。结果表明,吹脱条件控制在pH=9 5、吹脱时间为12 h时,吹脱预处理可去除废水中60%以上的氨氮,再经缺氧-好氧生物处理后对氨氮(由1400 mg/L降至19.4 mg/L)和COD的去除率>90%

  Horan[13]用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液(COD8002700 mg/L,氨氮为220800 mg/L)。研究结果表明,在氨氮负荷0.71 kg/(m3·d)时,硝化去除率可达90%以上,COD去除率达70%,BOD全部去除。Fikret[14]以石灰絮凝沉淀+空气吹脱做为预处理手段提高渗滤液的可生化性,在随后的好氧生化处理池中加入吸附剂(粉末状活性炭和沸石),发现吸附剂在05 g/LCOD和氨氮的去除效率均随吸附剂浓度增加而提高。对于氨氮的去除效果沸石要优于活性炭。

  膜-生物反应器技术(MBR)是将膜分离技术与传统的废水生物反应器有机组合形成的一种新型高效的污水处理系统。MBR处理效率高,出水可直接回用,设备少战地面积小,剩余污泥量少。其难点在于保持膜有较大的通量和防止膜的渗漏。李红岩等[15]利用一体化膜生物反应器进行了高浓度氨氮废水硝化特性研究。研究结果表明,当原水氨氮浓度为2000 mg/L、进水氨氦的容积负荷为2.0 kg/(m3·d)时,氨氮的去除率可达99%以上,系统比较稳定。反应器内活性污泥的比硝化速率在半年的时间内基本稳定在0.36/d左右。

 

 新型生物脱氮法

  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。

 3.1 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。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(将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化),不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源。Ruiza[16]用合成废水(模拟含高浓度氨氮的工业废水)试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件。要想实现亚硝酸盐积累,pH不是一个关键的控制参数,因为pH6.458.95时,全部硝化生成硝酸盐,在pH<6.45pH>8.95时发生硝化受抑,氨氮积累。当DO0.7 mg/L时,可以实现65%的氨氮以亚硝酸盐的形式积累并且氨氮转化率在98%以上。DO<0.5 mg/L时发生氨氮积累,DO>1.7 mg/L时全部硝化生成硝酸盐。刘俊新等[17]对低碳氮比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的效果进行了对比分析。试验结果表明,亚硝酸型脱氮可明显提高总氮去除效率,氨氮和硝态氮负荷可提高近1倍。此外,pH和氨氮浓度等因素对脱氮类型具有重要影响。

  刘超翔等[18]短程硝化反硝化处理焦化废水的中试结果表明,进水COD、氨氮、TN 和酚的浓度分别为1201.6510.4540.1110.4 mg/L时,出水COD、氨氮、TN和酚的平均浓度分别为197.114.2181.50.4 mg/L,相应的去除率分别为83.6%97.2%66.4%99.6%。与常规生物脱氮工艺相比,该工艺氨氮负荷高,在较低的C/N值条件下可使TN去除率提高。

 

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