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高氨氮废水都有哪些技术?

发布日期:2020/04/23

1 传统生物硝化反硝化技术

  传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下,在硝酸盐和亚硝酸盐菌的作用下,氨氮可被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮;再通过缺氧条件,反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气,从而达到脱氮的目的。

  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。

  通过A/O 膜生物反应器处理某炼油厂气浮池出水中的氨氮,实验结果表明,当氨氮和COD 容积负荷分别在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/(m3·d)时,处理后水中氨氮质量浓度小于5 mg/L。

  2 新型生物脱氮技术

  


  (1)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,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。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段,对此现象的理论解释还不充分。

  (2)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。

  邹联沛等〔26〕对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究,实验结果表明,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。但目前对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验室阶段,其作用机理及动力学模型需做进一步的研究,其工业化运用尚难实现。

  (3)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NH4+、NO2- 或NO3- 转化成N2的过程。

  工艺与厌氧氨氧化工艺联用技术处理“中老龄”垃圾渗滤液的效果,实验结果表明,厌氧氨氧化反应器可在具有硝化活性的污泥中实现启动;在进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度不超过250 mg/L 的条件下,氨氮和亚硝酸氮的去除率分别可达到80%和90%。目前,SHARON与厌氧氨氧化联合工艺的研究仍处于实验室阶段,还需要进一步调整和优化工艺条件,以提高联合工艺去除实际高氨氮废水中的总氮的效能。

  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。

  1 反渗透技术

  反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于半透膜对溶质的选择截留作用,将溶质与溶剂分离的技术,具有能耗低、工艺先进、操作维护简便等优点。

  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〔29〕。

  碳酸钾生产车间含NH4Cl 的废水为研究对象,利用反渗透法对NH4Cl废水的处理过程进行了研究,实验装置采用反渗透膜(NTR-70SWCS4)过滤机。结果表明,在用反渗透膜技术处理氨氮废水的过程中,氯化铵质量浓度适宜在60g/L 以下,在该浓度条件下,设备脱氨氮效率较高,一般大于97%,各项技术指标合格,可以用于实际生产操作。

  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。

  keyword:高氨氮废水

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