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1化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法,又稱MAP沉淀法,是將鎂化物、磷酸鹽或磷酸氫鹽加入含氨氮的廢水中,使廢水中的NH4﹢與Mg2+、PO43-在水溶液中反應(yīng)產(chǎn)生磷酸鎂沉淀,分子為MgNH4P04.6H20,達(dá)到去除氨氮的目的。磷酸鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤添加劑或建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的阻火劑。反應(yīng)方法如下:
Mg2+NH4﹢+PO43-=MgNH4P04
化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)氨氮廢水濃度高時(shí),其他方法的應(yīng)用有限,如生物法、折點(diǎn)氯化法、膜分離法、離子交換法等,化學(xué)沉淀法去除效率好,無溫度限制,操作簡(jiǎn)單;磷酸鎂沉淀污泥可作為復(fù)合肥,實(shí)現(xiàn)廢物利用,抵消部分成本;如果能與部分磷酸鹽廢水工業(yè)企業(yè)和鹽鹽企業(yè)合作,可節(jié)省藥品成本,有利于大規(guī)模應(yīng)用。
化學(xué)沉淀法的缺點(diǎn)是由于磷酸鐵鎂溶解積的限制,廢水中的氨氮達(dá)到一定濃度,去除效果不明顯,投資成本大大增加,化學(xué)沉淀法需要與其他適合深度處理的方法一起使用;劑量大,污泥多,處理成本高;氯離子和余磷容易造成二次污染。
2吹脫法
吹脫法去除氨氮是通過調(diào)整pH值到堿性,將廢水中的氨離子轉(zhuǎn)化為氨,使其主要以游離氨的形式存在,然后通過載氣將游離氨從廢水中取出,從而達(dá)到去除氨氮的目的。影響吹脫效率的主要因素有pH值、溫度、氣液比、氣流速度、初始濃度等。目前,吹脫法廣泛應(yīng)用于高濃度氨氮廢水處理中。
吹脫法去除氨氮效果好,操作簡(jiǎn)單,控制方便。硫酸可用作吹脫氨氮的吸收劑,硫酸錢可用作化肥。吹脫法是目前常用的物化脫氮技術(shù)。但吹脫法存在一些缺點(diǎn),如吹脫塔內(nèi)經(jīng)常結(jié)垢、低溫時(shí)氨氮去除效率低、吹脫氣體形成二次污染等。吹脫法一般與其他氨氮廢水處理方法結(jié)合使用,高濃度氨氮廢水預(yù)處理采用吹脫法。
3化學(xué)氧化法
3.1折點(diǎn)氯化法
氯化法去除氨的機(jī)理是氯與氨反應(yīng)產(chǎn)生無害的氮?dú)猓?/span>N2逸人大氣,使反應(yīng)源不斷向右進(jìn)行。其反應(yīng)類型為:
NH4﹢+1.5HOCl→0.5N2+1.5H20H﹢+1.5Cl﹣
折點(diǎn)氯化法脫氮效率高,去除率可達(dá)100%,降低廢水中氨濃度為零;效果穩(wěn)定,不受溫度影響;投資設(shè)備少,反應(yīng)快,完全;對(duì)水體起到殺菌作用。折點(diǎn)氯化法的適用范圍為氨氮廢水濃度40mg/L,因此,折點(diǎn)氯化法主要用于氨氮廢水的深度處理。折點(diǎn)氯化液氯安全使用和儲(chǔ)存要求高,處理成本高。此外,副產(chǎn)品氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。
3.2催化氧化法
催化氧化法是在一定的溫度和壓力下,通過催化劑將污水中的有機(jī)物和氨氧化分解成二氧化碳、N2、H2O等無害物質(zhì),達(dá)到凈化的目的。
催化氧化法凈化效率高,工藝簡(jiǎn)單,底部面積小,主要用于處理高濃度氨氮廢水。應(yīng)用困難在于如何防止催化劑的流失和設(shè)備的腐蝕保護(hù)。
3.3電化學(xué)氧化法
電化學(xué)氧化法是指利用催化活性電極氧化去除水污染物的方法。影響因素包括電流密度、進(jìn)水流量、排水時(shí)間和點(diǎn)解時(shí)間。
4生物法
4.1傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)
傳統(tǒng)的生物法是在各種微生物的作用下,通過硝化、反硝化等一系列反應(yīng)將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮,從而達(dá)到廢水處理的目的。傳統(tǒng)的生物法需要兩個(gè)階段才能去除氨氮。第一階段是硝化過程。在有氧條件下,硝化細(xì)菌將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽;第二階段是反硝化過程。在無氧或低氧條件下,反硝化細(xì)菌將污水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮。傳統(tǒng)生物法去除氨氮的機(jī)理如下:
傳統(tǒng)生物法處理氨氮廢水具有效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、無二次污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)。該方法還存在一些缺點(diǎn)。例如,當(dāng)廢水中C/N比較低時(shí),必須補(bǔ)充碳源,溫度要求相對(duì)嚴(yán)格,低溫時(shí)效率低,占地面積大,需氧量大。一些有害物質(zhì),如重金屬離子,對(duì)微生物有抑制作用,需要在生物法前去除。此外,在廢水中,氨氮濃度過高也會(huì)抑制硝化過程。因此,在處理高濃度氨氮廢水之前,應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理,使氨氮廢水濃度小于300mg/L。傳統(tǒng)的生物法適用于生活污水、化工廢水等含有有機(jī)物的低濃度氨氮廢水的處理。
4.2新型生物脫氮技術(shù)
4.2.同時(shí)硝化反硝化(SND)
當(dāng)同事在同一反應(yīng)器中進(jìn)行硝化和反硝化時(shí),稱為同時(shí)消化反硝化(SND)。廢水中的溶解氧受微生物絮體或生物膜微環(huán)境區(qū)域擴(kuò)散速度的限制,使微生物絮體或生物膜外表面溶解氧梯度,有利于好氧硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖,絮體或膜越深,溶解氧濃度越低,缺氧區(qū)、反硝化細(xì)菌優(yōu)勢(shì),形成同時(shí)消化反硝化過程。影響反硝化消化的因素包括PH值、溫度、堿度、有機(jī)碳源、溶解氧和污泥年齡。
硝化反硝化法節(jié)省反應(yīng)器,縮短反應(yīng)時(shí)間,低能耗,節(jié)約投資,保持pH穩(wěn)定。
4.2.反硝化的短期消化
短程硝化反硝化是指在同一反應(yīng)器中,在有氧條件下,利用氨氧化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽,然后在缺氧條件下,以有機(jī)物或碳源作為電子供體,直接反硝化亞硝酸鹽產(chǎn)生氮?dú)。短程硝化反硝化的影響因素包括溫度、游離氨和pH值、溶解氧等
短期硝化反硝化過程不經(jīng)歷硝酸鹽階段,節(jié)省生物脫氮所需的碳源。低C/N比氨氮廢水具有一定的優(yōu)點(diǎn)。短期硝化反硝化具有污泥量少、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)器體積大等優(yōu)點(diǎn)。然而,短期硝化反硝化需要穩(wěn)定持久的亞硝酸鹽積累,因此如何有效抑制硝化細(xì)菌的活性成為關(guān)鍵。
4.2.3厭氧氨氧化
厭氧氨氧化是以亞硝氮或硝氮為電子受體,利用自養(yǎng)菌將氨氮直接氧化為氮的過程。
與傳統(tǒng)生物法相比,厭氧氨氧化不需要添加碳源,需氧量低,不需要試劑中和,污泥產(chǎn)量少,是一種更經(jīng)濟(jì)的生物脫氮技術(shù)。厭氧氨氧化的缺點(diǎn)是反應(yīng)速度慢,所需反應(yīng)器體積大,碳源不利于厭氧氨氧化,對(duì)解決可生化性差的氨氮廢水具有現(xiàn)實(shí)意義。
5膜分離法
膜分離法是利用膜的選擇性滲透性選擇性分離液體中的成分,從而達(dá)到去除氨氮的目的。包括反滲透、納濾和電滲析。影響膜分離的因素包括膜特性、壓力或電壓和pH值、溫度、氨氮濃度等。
膜分離法具有氨氮回收率高、操作簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。然而,在處理高濃度氨氮廢水時(shí),使用的薄膜容易結(jié)垢堵塞,經(jīng);厥蘸头聪矗黾恿颂幚沓杀。因此,該方法更適用于預(yù)處理或中低濃度氨氮廢水。
6離子交換法
離子交換法是一種去除廢水中氨氮的方法,具有很強(qiáng)的氨離子選擇吸附作用。常用的吸附材料包括活性炭、沸石、蒙脫石和交換樹脂。沸石是一種具有規(guī)則孔結(jié)構(gòu)和孔洞的三維空間結(jié)構(gòu)硅鋁酸鹽,其中斜開石具有較強(qiáng)的氨離子選擇吸附能力,價(jià)格較低,因此斜開石常用作氨氮廢水的吸附材料。影響斜開石處理效果的因素包括粒徑、進(jìn)水氨氮濃度、接觸時(shí)間、pH值等。
離子交換法具有投資小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)毒物和溫度不敏感、沸石可回收利用等優(yōu)點(diǎn)。然而,在處理高濃度氨氮廢水時(shí),經(jīng);厥,給操作帶來不便。因此,需要與其他處理氨氮的方法或低濃度氨氮廢水一起使用。
7土壤灌溉
土壤灌溉是一種直接使用低濃度氨氮廢水作為肥料的方法。對(duì)于一些含有細(xì)菌、重金屬、有機(jī)和無機(jī)等有害物質(zhì)的氨氮廢水,應(yīng)在灌溉前進(jìn)行預(yù)處理。土壤灌溉要求氨氮濃度一般為每升幾十毫克。
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