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    几种主流的氨氮废水处理技术

    2012-02-22 11:20:40
         近年来,随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大,由此而产生的高氨氮废水也成为行 业发展制约因素之一;据报道,2001 年我国海域发生赤潮高达 77 次,氨氮是污染的重要原因之 一,特别是高浓度氨氮废水造成的污染。因此,经济有效的控制高浓度氨氮废水污染也成为当 前环保工作者研究的重要课题,得到了业内人士的高度重视。目前,处理氨氮废水的物理、化 学法等常规技术根本不能经济有效的治理目的,存在处理效果差,运行费用高的问题。生物处 理法中,一般采用的 A/O 法、A2/O 法、SBR 序批处理法等对脱氮具有一定效果的工艺技术,一 般处理的废水氨氮含量不能超过 300mg/L,同时,为了实现脱氮的目的,必须补充相应的碳源来 配合实现氨氮的脱除,使运行费用有很大的增加,是一般企业根本无法承受。高浓度氨氮废水 来源多,排放量大,采用经济有效的技术实现处理要求迫在眉睫。 近年来,随着生物工程技术的发展,特别是定向分离和培育的特性微生物工程技术的飞速进步, 使传统脱氮理论受到挑战,并在实际高氨氮废水的处理项目中被打破。生物脱氮理论上有了很 多进展,新的脱氮理论在实践上得到了很好的验证,如:
    ①亚硝酸硝化/反硝化工艺。该工艺可 以节省 25%硝化曝气量,节省 40%的反硝化碳源,节省 50%反硝化反应器容积。
    ②同时硝化/ 反硝化工艺(SND)。好氧环境和缺氧环境同时存在的一个反应器中,由于许多新的氮生物化学 菌族被鉴定出来,在菌胶团作用下,硝化/反硝化同时进行,从而实现了低碳源条件下的高效脱 氮。
    ③好氧反硝化 在好氧条件下,某些好氧反硝化菌能够通过氨氮的生物作用形成氧化氮和 氧化亚氮等气态产物。④厌氧氨氧化 一些微生物能够以硝酸盐、二氧化碳和氧气为氧化剂将氨 氧化为氮气。 总之,存在大幅度提高生物脱氮效率的生物学基础,而且效率的提高并不意味着成本的上升。 在这种前提下,I-BAF 处理高氨氮废水的工艺技术应运而生,该技术在处理高氨氮废水方面有独 特的技术及经济优势:
    (1)I-BAF 技术打破和超越了常规硝化/反硝化生物治理氨氮废水的理论基础。由于采用了特 殊生物工程技术分离和培养的专用菌族(噬氮菌菌族),配合满足噬氮菌处理高氨氮废水的生 物环境需要的载体,在 I-BAF 池中同时存在着硝化/反硝化、亚硝酸硝化/反硝化工艺、同时硝 化/反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等生物反应历程,时期能够发挥出最高效的脱氮效率。
    (2)设备投资小,运行费用低、运行管理简单。由于能够更加高效的去除高氨氮,同时对化肥 生产企业的低有机物、高氨氮的特性废水处理过程中,补充碳源极少,本处理工艺产生的污泥 量极少,无需增加高额的污泥处置投资和费用,在长期的水处理设施运行中,微生物和载体一 经投入无需补加,固定化微生物技术对进水的抗波动能力强,现场操作简便,更加容易实现自 动化控制,所以,I-BAF 工艺技术处理高氨氮废水表现出了强大的技术经济优势。
    (3) I-BAF 工艺技术可以实行模块式应用和管理,针对不同的处理要求,可以增加或减少处理 单元,改变处理后出水指标,在增加相应的处理模块的情况下,可以对出水进行更深度的处理, 使其达到回用指标要求,用于生产工艺、循环冷却水、绿地或冲洗等使用,节约大量补充用水, 为企业节省大量的排污费的同时,可以节约大量的用水费用。 废水中氨氮的去除 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机 氮转化为氨,然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选 择**换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
    一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法)
    (一) 生物硝化
    在好氧条件下,通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用,将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 的过程,称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为: 由上式可知:(1)在硝化过程中,1g 氨氮转化为硝酸盐氮时需氧 4.57g;(2)硝化过程中释放出 H+,将消耗废水中的碱度,每氧化 lg 氨氮,将消耗碱度(以 CaCO3 计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有:(1)pH 值 当 pH 值为 8.0~8.4 时(20℃),硝化作用速度最快。 温 由于硝化过程中 pH 将下降, 当废水碱度不足时, 即需投加石灰, 维持 pH 值在**以上; (2)温度 度高时,硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为 35℃,在 15℃以下其活性急剧降低,故水温 以不低于 15℃为宜;(3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小,其最大比生长速率为=0.3~ 0.5d-1(温度 20℃,pH8.0~8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群,污泥停留时间 必须大于硝 化菌的最小世代时间。在实际运行中,一般应取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧 氧是生物硝化作 用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般,在活性污泥法曝气池中进行硝 化,溶解氧应保持在 2~3mg/L 以上;(5)BOD 负荷 硝化菌是一类自养型菌,而 BOD 氧化菌是异 养型菌。若 BOD5 负荷过高,会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖,从而佼白养型的硝化菌得 不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化,BOD5 负荷应维持在 0.3kg(BOD5)/kg(SS).d 以下。
    (二) 生物反硝化
    在缺氧条件下, 由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用, NO2--N 和 NO3--N 还原成 N2 的过程, 将 称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源 为例,其反应式为: 6NO3-十 2CH3OH→6NO2-十 2CO2 十 4H2O 6NO2-十 3CH3OH→3N2 十 3CO2 十 3H2O 十 60H由上可见,在生物反硝化过程中,不仅可使 NO3--N、NO2--N 被还原,而且还可位有机物氧化分 解。 氨氮 2.jpg (114.02 KB) 氨氮.jpg (121.16 KB)
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