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1化學沉淀法
化學沉淀法,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-在水溶液中反應產生磷酸鎂沉淀,分子為MgNH4P04.6H20,達到去除氨氮的目的。磷酸鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤添加劑或建筑結構產品的阻火劑。反應方法如下:
Mg2+NH4﹢+PO43-=MgNH4P04
化學沉淀法的優點是當氨氮廢水濃度高時,其他方法的應用有限,如生物法、折點氯化法、膜分離法、離子交換法等,化學沉淀法去除效率好,無溫度限制,操作簡單;磷酸鎂沉淀污泥可作為復合肥,實現廢物利用,抵消部分成本;如果能與部分磷酸鹽廢水工業企業和鹽鹽企業合作,可節省藥品成本,有利于大規模應用。
化學沉淀法的缺點是由于磷酸鐵鎂溶解積的限制,廢水中的氨氮達到一定濃度,去除效果不明顯,投資成本大大增加,化學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整pH值到堿性,將廢水中的氨離子轉化為氨,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。但吹脫法存在一些缺點,如吹脫塔內經常結垢、低溫時氨氮去除效率低、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合使用,高濃度氨氮廢水預處理采用吹脫法。
3化學氧化法
3.1折點氯化法
氯化法去除氨的機理是氯與氨反應產生無害的氮氣,N2逸人大氣,使反應源不斷向右進行。其反應類型為:
NH4﹢+1.5HOCl→0.5N2+1.5H20H﹢+1.5Cl﹣
折點氯化法脫氮效率高,去除率可達100%,降低廢水中氨濃度為零;效果穩定,不受溫度影響;投資設備少,反應快,完全;對水體起到殺菌作用。折點氯化法的適用范圍為氨氮廢水濃度40mg/L,因此,折點氯化法主要用于氨氮廢水的深度處理。折點氯化液氯安全使用和儲存要求高,處理成本高。此外,副產品氯胺和氯代有機物會造成二次污染。
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物和氨氧化分解成二氧化碳、N2、H2O等無害物質,達到凈化的目的。
催化氧化法凈化效率高,工藝簡單,底部面積小,主要用于處理高濃度氨氮廢水。應用困難在于如何防止催化劑的流失和設備的腐蝕保護。
3.3電化學氧化法
電化學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、進水流量、排水時間和點解時間。
4生物法
4.1傳統生物脫氮技術
傳統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將廢水中的氨氮轉化為氮,從而達到廢水處理的目的。傳統的生物法需要兩個階段才能去除氨氮。第一階段是硝化過程。在有氧條件下,硝化細菌將氨轉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,反硝化細菌將污水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽轉化為氮。傳統生物法去除氨氮的機理如下:
傳統生物法處理氨氮廢水具有效果穩定、操作簡單、無二次污染、成本低等優點。該方法還存在一些缺點。例如,當廢水中C/N比較低時,必須補充碳源,溫度要求相對嚴格,低溫時效率低,占地面積大,需氧量大。一些有害物質,如重金屬離子,對微生物有抑制作用,需要在生物法前去除。此外,在廢水中,氨氮濃度過高也會抑制硝化過程。因此,在處理高濃度氨氮廢水之前,應進行預處理,使氨氮廢水濃度小于300mg/L。傳統的生物法適用于生活污水、化工廢水等含有有機物的低濃度氨氮廢水的處理。
4.2新型生物脫氮技術
4.2.同時硝化反硝化(SND)
當同事在同一反應器中進行硝化和反硝化時,稱為同時消化反硝化(SND)。廢水中的溶解氧受微生物絮體或生物膜微環境區域擴散速度的限制,使微生物絮體或生物膜外表面溶解氧梯度,有利于好氧硝化細菌和氨化細菌的生長繁殖,絮體或膜越深,溶解氧濃度越低,缺氧區、反硝化細菌優勢,形成同時消化反硝化過程。影響反硝化消化的因素包括PH值、溫度、堿度、有機碳源、溶解氧和污泥年齡。
硝化反硝化法節省反應器,縮短反應時間,低能耗,節約投資,保持pH穩定。
4.2.反硝化的短期消化
短程硝化反硝化是指在同一反應器中,在有氧條件下,利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽,然后在缺氧條件下,以有機物或碳源作為電子供體,直接反硝化亞硝酸鹽產生氮氣。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歷硝酸鹽階段,節省生物脫氮所需的碳源。低C/N比氨氮廢水具有一定的優點。短期硝化反硝化具有污泥量少、反應時間短、反應器體積大等優點。然而,短期硝化反硝化需要穩定持久的亞硝酸鹽積累,因此如何有效抑制硝化細菌的活性成為關鍵。
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,利用自養菌將氨氮直接氧化為氮的過程。
與傳統生物法相比,厭氧氨氧化不需要添加碳源,需氧量低,不需要試劑中和,污泥產量少,是一種更經濟的生物脫氮技術。厭氧氨氧化的缺點是反應速度慢,所需反應器體積大,碳源不利于厭氧氨氧化,對解決可生化性差的氨氮廢水具有現實意義。
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、操作簡單、處理效果穩定、無二次污染等優點。然而,在處理高濃度氨氮廢水時,使用的薄膜容易結垢堵塞,經;厥蘸头聪,增加了處理成本。因此,該方法更適用于預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。沸石是一種具有規則孔結構和孔洞的三維空間結構硅鋁酸鹽,其中斜開石具有較強的氨離子選擇吸附能力,價格較低,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、進水氨氮濃度、接觸時間、pH值等。
離子交換法具有投資小、工藝簡單、操作方便、對毒物和溫度不敏感、沸石可回收利用等優點。然而,在處理高濃度氨氮廢水時,經;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。對于一些含有細菌、重金屬、有機和無機等有害物質的氨氮廢水,應在灌溉前進行預處理。土壤灌溉要求氨氮濃度一般為每升幾十毫克。
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