A. 顆粒污泥打入厭氧罐前氣味怎麼控制
厭氧顆粒污泥分為澱粉、澱粉糖、檸檬酸、酒精、造紙等行業高濃度污水處理系統中的高負荷厭氧反應器(EGSB、IC)生產出的新鮮顆粒污泥。
厭氧反應器的容積負荷、上升流速和去除率均分別高於20kgCOD/m3∙d、5m/h和 90%。
厭氧顆粒污泥體型規則呈球形,VSS/TSS≥0.7,沉降速度50-150m/h,粒徑0.5-2mm,顆粒度大於90%,最大比產甲烷速率≥400mlCH4/gVSS∙d。作為接種污泥可用於澱粉、澱粉糖、檸檬酸、酒精、啤酒、造紙、蛋白、食品、味精等行業的污水處理系統中高負荷厭氧反應器(IC、EGSB、UASB等)的啟動運行。
2.4 鹼度
一般認為,進水水質中鹼度通常應在1000mg/L(以CaCO3計)左右,而對於以碳水化合物為主的廢水,進水鹼度:COD >1:3是必要的。有學者研究表明,在顆粒污泥培養初期,控制出水鹼度在1000mg/L(以CaCO3計)以上能成功培養出顆粒污泥。在顆粒污泥成熟後,對進水的鹼度要求並不高[2].這對降低處理成本具有積極意義。
2.5 微量元素及惰性顆粒
微量元素對微生物良好的生長也有重要作用。其中Fe,Co,Ni,Zn等對提高污泥活性,促進顆粒污泥形成是有益的。
此外,惰性顆粒作為菌體附著的核,對顆粒化起著積極的作用。另外,有研究表明,投加活性炭可大大縮短污泥顆粒化的時間;在投加活性炭後顆粒污泥的粒徑大,並使反應器運行更加穩定[3]. (考試大環境影響評價師)
2.6 SO42-
關於SO42-對顆粒污泥的形成目前尚在討論中。據Sam-Soon的胞外多聚物假說,局部氫的高分壓是誘導微生物產生胞外多聚物從而與細菌表面之間的相互作用,通過帶電基團的靜電吸引及物理接觸等架橋作用,構成一種包含多種組分的生物絮體,從而形成顆粒污泥的必要條件,而有硫酸鹽存在時,由於硫酸鹽還原菌對氫的快速利用,使反應器無法建立高的氫分壓,從而不利於形成顆粒污泥[5].但有些國內外外學者發現處理含高硫酸鹽廢水時,會有非常薄的絲狀體產生,它可作為產甲烷絲菌附著的原始核,從此開始顆粒的形成;硫酸鹽還原產生的硫化物與一些金屬離子結合形成不溶性顆粒,可能成為顆粒污泥生長的二次核[4][5].
B. 味精發酵廢水處理用什麼工藝
味精廢水屬於一種高濃度有機廢水,COD、BOD、SS都較高,pH偏酸,且BOD/COD=0.6,可生化性較好,味精廢水含有大回量有機物,很適合生物答處理。
因此建議工藝為:氣浮--上流式厭氧污泥床--序批式活性污泥法
首先氣浮去除大量懸浮物(澱粉廢水含有大量蛋白,固體懸浮物含量高),並且可以分離提取蛋白質,有很大的經濟效益;
厭氧生物處理採用UASB,可去除大部分的有機物,同時會產生沼氣這一資源;
經UASB反應器處理的廢水COD含量任然較高,最後好氧生物處理採用SBR,進一步降解水中的有機物,最後達標排放。
C. 味精廠污水處理設計
味精廠這么難處理的廢水你要達到一級處理標准,實在是很有難度的事情。
建議用UASB+好氧處理(可以用2級)
像這種業務我們一向是不接的,難搞。
D. 香料工業污泥能做有機肥嗎
1、城市污水沉澱的污泥:雖然含有一定量的有機質和氮磷鉀成分,這類原料不用花錢,版加工成本很權低,但重金屬和大腸桿菌嚴重超標,易引發死根、死樹現象,果實人吃後易引發惡性癌變。
5、味精廠下腳料:強酸性。雖然是糧食下腳料,但不一定是有機肥的好原料。
是否能作為有機物還是需要檢查核實
E. 敘述污(廢)水處理中微生物絮凝劑的作用原理
目前廣泛應用於水處理中的絮凝劑主要有無機高分子絮凝劑和有機高分子絮凝劑。由於無機絮凝劑一般用量較大且可能對環境產生二次污染,有機高分子絮凝劑的殘留物不易被微生物降解,且其單體具有強烈的神經毒性和"三致"(致畸形、致突變、致癌)效應。而微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷,最終實現無污染排放,因此微生物絮凝劑是最具發展潛力的新型高效環保型絮凝劑。1. 微生物絮凝劑化學組成及微觀結構微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產生的代謝產物,它是利用微生物技術,通過細菌、真菌等微生物發酵、提取、精製而得的,是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑。微生物產生的絮凝劑物質為糖蛋白、粘多糖、蛋白質、纖維素、DNA等高分子化合物,相對分子質量在105以上。2. 微生物絮凝劑的絮凝機理關於微生物絮凝劑的作用機理目前較為普遍接受的是"橋聯作用"機理。該機理認為,絮凝劑大分子藉助離子鍵、氫鍵和范德華力,同時吸引多個膠體顆粒,因而在顆粒中起了"中間橋梁"的作用,形成一種網狀三維結構而沉澱下來。該理論可以解釋大多數微生物絮凝劑引起的絮凝現象,以及一些因素對絮凝的影響。絮凝體的形成是一個復雜的過程,"橋聯"機理並不能解釋所有的現象,絮凝劑的廣譜活性說明它是由多種機理共同起作用。為了更進一步解釋絮凝機理,還需作更深入地研究。3. 微生物絮凝劑的合成微生物絮凝劑的合成與微生物代謝活動有關。微生物代謝變緩之後,由於自身的分解才能釋放絮凝劑,形成絮體。最好在細菌對數生長後期或靜止早期收獲微生物絮凝劑,此後,絮凝活性即使不下降也不會再有提高。4. 影響微生物絮凝劑絮凝效果的因素同一般的化學絮凝劑一樣,微生物絮凝劑效果的好壞主要受絮凝劑和膠體顆粒的本身特性及反應條件的影響。⑴ 微生物絮凝劑本身特性的影響微生物絮凝劑的主要成分中含有親水的活性基團,如氨基、羥基、羧基等,故其絮凝機理與有機高分子絮凝劑(利用其線性分子的特點起到一種粘接架橋作用而使顆粒絮凝)相同。微生物絮凝劑分子量大小對其絮凝效果的影響很大,分子量越大,絮凝效果就越好。當絮凝劑的蛋白質成分降解後,分子量減小,絮凝活性明顯下降。一般線性結構的大分子絮凝劑的絮凝效果較好,如果分子結構是交鏈或支鏈結構,其絮凝效果就差。⑵ 膠體顆粒表面電荷的影響由"橋連作用"理論和"電荷中和"理論知絮凝劑大分子藉助離子鍵、氫鍵和范德華力同時吸附多個膠體顆粒,在顆粒間產生"架橋"現象,形成一種三維網狀結構而沉澱下來。故膠體顆粒表面電荷對絮凝有重要影響,相反電荷的聚合電解質能減少顆粒表面電荷密度,以至顆粒可以彼此充分緊密接近,使吸引力變得有效。⑶ 反應條件微生物絮凝劑的絮凝效果受加樣量、PH值、金屬離子、溫度、攪拌速度、水質等多種反應條件的影響。用自己提取的微生物絮凝劑處理染料廢水時,發現Ca2+有促進絮凝物生成,加大沉降速度的協同作用。也有的文獻中認為體系中鹽的加入會降低微生物的絮凝活性,這可能由於Na+的加入破壞了大分子與膠體之間氫鍵的形成。因絮凝的形成是一個復雜的過程,為了更好地解釋機理,需要對特定絮凝劑和膠體顆粒的組成、結構、電荷、構象及各種反應條件對它們的影響作更深入的研究。5. 微生物絮凝劑在環境污染治理中的應用及發展前景與有機高分子絮凝劑相比,微生物絮凝劑具有絮凝范圍廣、活性高、安全無毒、不污染環境等特點,而且作用條件粗放,具有廣譜絮凝活性,因此,可以廣泛用於給水和污水處理中。⑴ 高濃度有機廢水處理高濃度有機廢水主要包括畜產廢水及其它一些食品加工廠廢水,此類廢水在生化處理之前一般加絮凝等預處理過程。微生物絮凝劑比SPA的絮凝效果更好,還指出如果同時將微生物絮凝劑和少量SPA混合後,對味精廢水的預處理效果可進一步提高,且葯劑的總投加量明顯減少。⑵ 印染廢水的脫色印染廢水因其色澤深,組分復雜,含有染料、漿料、助劑、纖維、果膠、蠟質、無機鹽等多種物質,仍為國內現行工業廢水治理上的幾大難題之一。其處理難點一是COD高,而B/C值較小,可生化較差;二是色度高且組分復雜。處理印染廢水關鍵在於脫色,在各種處理方法中以絮凝法因其投資費用低、設備佔地少、處理容量大、脫色率高而被普遍採用。同聚鐵類絮凝劑類相比微生物絮凝劑不僅具有良好的絮凝沉澱性能,而且具有良好的脫色效果,在印染廢水中有著一般絮凝劑不具有的優勢。⑶ 高濃度無機物懸浮廢水的處理高濃度無機懸浮廢水是一類不可生化降解的廢水,傳統工藝一般採用化學絮凝及處理法。微生物絮凝劑也可用於高嶺土、泥水漿、粉煤灰等水樣處理中,在試驗中通過用微生物絮凝及處理陶瓷廠廢水,釉葯廢水和坯體廢水。⑷ 活性污泥處理系統的效率常因污泥的沉降性能變差而降低,在活性污泥中加入微生物絮凝劑時,可使污泥容積指數能很快下降,防止污泥解絮,消除污泥膨脹狀態,從而恢復活性污泥沉降能力,提高整個處理系統的效率。作為一種新型的絮凝劑,微生物絮凝劑有著良好的應用前景,已廣泛應用於高濃度有機廢水的處理、染料廢水的脫色、活性污泥的處理等廢物處理中,並顯示了強大的生命力。微生物絮凝劑已成為環保中的新研究方向
F. 食品廢水處理工藝
食品廢水包括酒精、啤酒、味精、澱粉、乳糖、檸檬酸、蔬菜加工及各種軟飲料加工過程中排出的廢水,如果不對廢水進行及時的處理則會對環境造成極大的污染。
食品廢水中主要污染物有(1)漂浮在廢水中固體物質,如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等;(2)懸浮在廢水中的物質有油脂、蛋白質、澱粉、膠體物質等;(3)溶解在廢水中的酸、鹼、鹽、糖類等:(4)原料夾帶的泥砂及其他有機物等;(5)致病菌毒等。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高,易腐敗,一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化,以致引起水生動物和魚類死亡,促使水底沉積的有機物產生臭味,惡化水質,污染環境。
食品工業具有規模大、污水排放量多等特點,而且污水中常含有大量糖類、蛋白質、微生物菌體和 N、P 的化合物。因此,食品廢水的水力負荷和有機負荷都較高,對環境的污染非常強烈,尤其會造成水體的富營養化,破壞水體的自凈能力。
二、國內外研究現狀
目前,食品廢水處理工藝主要有生物化學法、物理化學法,具體如下:
1. 化學處理法
化學處理法是指應用化學原理和化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質,使廢水得到凈化。污染物在經過化學處理過程後改變了化學本性,處理過程中總是伴隨著化學變化。用於食品工業廢水的化學處理法有中和、混凝、電解、氧化還原、離子交換、膜分離法等。
食品廢水處理工藝(1)氧化還原
化學氧化還原是轉化廢水中污染物的有效方法。廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物,通過化學反應被氧化或還原為微毒或無毒的物質,或者轉化成容易與水分離的形態,從而達到處理的目的。
食品廢水處理工藝(2)混凝法
食品工業廢水處理中所用的化學處理工藝主要是混凝法。混凝法不能單獨使用,必須與物理處理工藝的沉澱、澄清法或氣浮法結合使用,構成混凝沉澱或混凝氣浮,混凝沉澱可作為生物處理的預處理,也可作為生物處理後的深度處理。
混凝沉澱法是水處理的一個重要方法。對於一些膠體顆粒較小、或是一些膠體溶液,難以或不能發生沉降的廢水加入化學混凝劑,使其形成易沉降的大顆粒而去除。廢水中呈膠體狀態的蛋白質和多糖類物質,經加葯混凝沉澱即有較好的去除效果。
常用的葯劑有:石灰、硫酸亞鐵、三氯化鐵和硫酸鋁等。石灰一般不單獨使用,常與其他葯劑配合使用,最佳投葯量和pH值宜通過試驗確定。
食品廢水處理工藝(3)離子交換
離子交換主要是利用離子交換劑對水中存在的有害離子(包括有機的及無機的)進行交換去除的方法。
2. 生物處理法
生物化學處理法是有機廢水處理系統中最重要的過程之一。在食品工業的廢水處理中,生物處理工藝可分為好氧工藝、厭氧工藝、穩定塘、土地處理以及由上述工藝的結合而形成的各種各樣的組合工藝。食品廢水是有機廢水,生物法是主要的二級處理工藝,目的在於降解COD、BOD5。
好氧生物處理工藝根據所利用的微生物的生長形式分為活性污泥工藝和膜法工藝。前者包括傳統活性污泥法、階段曝氣法、生物吸附法、完全混合法、延時曝氣法、氧化溝、間歇活性污泥法(SBR)等。後者包括生物濾池、塔式生物濾池、生物轉盤、活性生物濾池、生物接觸氧化法、好氧流化床等。一般好氧處理對低濃度廢水效果較好。
厭氧生物處理工藝適用於食品工業廢水,主要原因是廢水中含易生物降解的高濃度有機物,且無毒性。此外,厭氧處理動力消耗低,產生的沼氣可作為能源,生成的剩餘污泥量少,厭氧處理系統全部密閉,利於改善環境衛生,可以季節性或間歇性運轉,污泥可長期儲存。
3. 物理處理法
物理處理法是指應用物理作用改變廢水成分的處理方法。用於食品工業廢水處理的物理處理法有篩濾、撇除、調節、沉澱、氣浮、離心分離、過濾、微濾等。前五種工藝多用於預處理或一級處理,後三種主要用於深度處理。
食品廢水處理工藝(1)撇除
某些食品工業廢水中含有大量的油脂,這些油脂必須在進入生物處理工藝前予以除去,否則會造成管道、水泵和一些設備的堵塞,還會對生物處理工藝造成一定的影響。此外,油脂除去並回收又有較大的經濟價值。
廢水中的油脂根據其物理狀態可分為游離漂浮狀和乳化狀兩大類。通常隔油池除去漂浮狀油脂。隔油池對漂浮狀油脂的去處率可達90%以上。如果處理流程中設有調節池或沉澱池,則隔油池可與調節池或初沉池合用統一構築物,可節省投資和佔地。對小型處理系統,可設油水分離器撇油。
食品廢水處理工藝(2)篩濾
篩濾是預處理中使用最廣泛的一種方法。主要作用是從廢水中分離出較粗的分散性懸浮固體物。所用的設備有格柵和格篩。格柵攔截較粗的懸浮固體,其作用是保護水泵和後續處理設備。食品工業廢水中常用的格篩有固定篩、轉動篩和震動篩等,格篩最常用的孔徑是10—40目。
食品廢水處理工藝(3)調節
對於水質水量變化幅度大的食品工業廢水,常設置調節池對廢水的水質和水量進行調節,調節時間一般為6—24h,多為6—12h左右。調節池容量為日處理廢水量的15%—50%。
食品廢水處理工藝(4)氣浮
氣浮主要用於除去食品工業廢水中的乳化油、表面活性物質和其他懸浮固體。有真空式氣浮、加壓溶氣氣浮和散氣管(板)式氣浮。當廢水進入容器氣浮池之前,往水中投加化學混凝劑或助凝劑,可提高乳化油脂和膠體懸浮顆粒的去除率。據資料介紹,氣浮可除去90%以上的油脂和40%—80%的BOD5和SS。氣浮池HRT一般30min。
食品廢水處理工藝(5)沉澱
沉澱是用來除去原廢水中無機固體物和有機固體物,以及分離生物處理工藝中的固相和液相。用沉砂池除去原廢水中的無機固體物;用初沉池除去原廢水中的有機固體物;用二沉池分離生物處理工藝中的生物相和液相,沉砂池一般設在格柵和格篩之後。為了清除廢水中無機固體物表面的有機物,避免廢水中有機固體物在沉砂池中產生沉澱,可採用曝氣沉砂池。採用初沉池可降低後續工藝的負荷。初沉池除去懸浮固體的效果與加工的原料和產品有關。按池中的水流方向分為平流沉澱池、豎流沉澱池、輻流沉澱池。為了提高沉澱池的沉澱效率,可在沉澱池內設置平行的斜板或斜管而成斜板(管)沉澱池。一般沉澱時間1.5—2.0h。
G. 味精發酵廢水處理用什麼工藝
味精廢水屬於一種高濃度有機廢水,COD、BOD、SS都較高,pH偏酸,且BOD/COD=0.6,可生化性較好,味精廢回水含有大量答有機物,很適合生物處理。
因此建議工藝為:氣浮--上流式厭氧污泥床--序批式活性污泥法
首先氣浮去除大量懸浮物(澱粉廢水含有大量蛋白,固體懸浮物含量高),並且可以分離提取蛋白質,有很大的經濟效益;
厭氧生物處理採用UASB,可去除大部分的有機物,同時會產生沼氣這一資源;
經UASB反應器處理的廢水COD含量任然較高,最後好氧生物處理採用SBR,進一步降解水中的有機物,最後達標排放。
H. pam是什麼用來污水處理
pam是聚丙烯醯胺。聚丙烯醯胺(PAM)為水溶性高分子聚合物,不溶於大多數有機溶劑,具有良好的絮凝性,可以降低液體之間的磨擦阻力,按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。
在原水處理中與活性炭等配合使用, 可用於生活水中懸浮顆粒的凝聚、澄清。
用有機絮凝劑丙烯醯胺代替無機絮凝劑, 即使不改造沉降池, 凈水能力也可提高 20%以上; 在污水處理中, 採用聚丙烯醯胺可以增加水回用循環的使用率, 還可用作污泥脫水; 工業水處理中用作一種重要的配方葯劑。聚丙烯醯胺在國外應用領域是水處理, 國內在此領域的應用正在推廣。
在飲用水處理與工業廢水處理中, 聚丙烯醯胺與無機絮凝劑配合使用, 可明顯改善水質;提高絮體強度與沉降速度。聚丙烯醯胺形成的絮體強度高, 沉降性能好, 從而提高固液分離速度。
(8)味精廢水污泥擴展閱讀
使用特性:
1、絮凝性:PAM能使懸浮物質通過電中和,架橋吸附作用,起絮凝作用。
2、粘合性:能通過機械的、物理的、化學的作用,起粘合作用。
3、降阻性:PAM能有效地降低流體的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻50-80%。
4、增稠性:PAM在中性和酸條件下均有增稠作用,當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時,增稠將更明顯。
I. 餐飲污水處理幾種方法
餐飲廢水中含有大量的懸浮物質和動植物油脂,而動植物油會阻隔大氣中的溶解氧進入到水體,在處理過程中油類還會包裹在微生物周圍造成其缺氧死亡,影響處理效果。大量的懸浮物質多為食物碎屑,顆粒較大,難以被微生物所利用,而且在處理過程中容易造成處理設施堵塞,給處理帶來困難。因此,酒店餐飲污水處理方法中對餐飲廢水進行預處理成為處理過程中一項很重要的環節和手段。
預處理技術主要採用的是粗粒化法、吸附法、氣浮法及電化學法等。
(1)粗粒化法
粗粒化法又稱聚結過濾法。採用親油疏水性材料,當含油廢水通過時,微小油珠附聚其表面形成油膜,達到一定厚度時,在浮力和水流剪力的作用下,脫離濾料表面,形成顆粒大的油珠浮升到水面,進行油水分離。
(2)SBR法
針對餐飲廢水排放具有間歇性和水質、水量較大的波動性,於金蓮等用SBR工藝,通過室內模擬實驗,考察了污泥濃度及負荷、曝氣時間等因素與處理效果的關系,從而確定其較佳運行周期條件。出水水質達到GB8978-1996二級排放標准,該工藝對餐飲廢水的處理具有很強的針對性。
SBR法應用及其廣泛,其很多變型及其改進工藝已成熟應用於各種領域,並且效果良好,佔地面積小,運行穩定,抗沖擊負荷強。但是其自動化控制要求高,後續處理設備要求高,對潷水器要求很高,由於不設置初沉池,易產生浮渣,不適合農村及低耗能地區的推廣。
(3)膜生物反應器法
膜生物反應器是膜分離技術與生物處理技術有機結合的新型態廢水處理系統。以膜組件代替傳統生物處理技術末端二沉池,在生物反應器中保持高活性污泥濃度,提高有機負荷,減少污水處理設施佔地面積,並通過保持低污泥負荷減少剩餘污泥量。主要利用膜分離設備截留水中的活性污泥與大分子有機物。
(4)電化學法
電化學法是電解質溶液在電流的作用下,發生電化學反應時,溶液中的有毒有害物質在陰陽極發生氧化還原反應,降低為低分子有機物或直接氧化為CO2和H2O。此法處理效果雖然很好,但消耗能源大,不能被廣泛使用。
(5)生物接觸法
該法的實質是在池中填充填料,已經充氧的污水以一定流速流經填料上的生物膜時被生物膜上的微生物攝取利用,從而將污水中的污染物得到去除,使污水得以凈化。它是介於活性污泥法和生物濾池之間的生物處理技術,兼具兩者的優點。生物接觸氧化法具有較強的抗沖擊負荷能力,運行方便、操作簡單,易於維護管理,不需污泥迴流。但是,填料易堵塞,布水和曝氣不易均勻,可能在局部不為出現死角。
(6)其他
高級氧化技術對餐飲廢水進行氧化,確定了較佳反應條件,且本方法能有效降低COD、氨氮等污染物,可作為後續生物處理的預處理。
用厭氧池 人工濕地 人工浮床復合系統進行餐飲廢水的處理研究,結果表明,預處理可將大分子有機物進行水解,人工濕地的處理效果良好,後續人工浮床出水能達到農田灌溉水質標准,總體人工濕地復合系統可行。
J. 污泥處理污水中如何去除氨氮
根據廢水中氨氮濃度的不同,可將廢水分為3類:
高濃度氨氮廢水(NH3-N>500mg/l);
中等濃度氨氮廢水(NH3-N:50-500mg/l);
低濃度氨氮廢水(NH3-N<50mg/l)。
然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用,制約了生化法對其的處理應用和效果,同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率,從而導致處理出水難以達到要求。
去除氨氮的主要方法有:物理法、化學法、生物法。物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術;化學法有離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術;生物法有藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。
目前比較實用的方法有:折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。
1.折點氯化法除氨氮
折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低,氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時,水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯氣。pH值在6~7時為最佳反應區間,接觸時間為0.5~2小時。
折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化,以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右(以CaCO3計)。折點氯化法除氨機理如下:
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-
折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化,使廢水中全部氨氮降為零,同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低(小於50mg/L)的廢水來說,用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點,常將此法與生物硝化連用,先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%~100%,處理效果穩定,不受水溫影響,在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少,但運行費用高,副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染,氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。
2.選擇性離子交換化除氨氮
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂,從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用,它是一類硅質的陽離子交換劑,成本低,對NH4+有很強的選擇性,能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。
沸石離子交換與pH的選擇有很大關系,pH在4~8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH<4時,H+與NH4+發生競爭;當pH>8時,NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點,適用於中低濃度的氨氮廢水(<500mg/L),對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水,仍需進一步處理。
3.空氣吹脫法與汽提法除氨氮
空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸,將氨氮從液相轉移到氣的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸,利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時,離子態銨轉化為分子態氨,然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮,去除率可達60%~95%,工藝流程簡單,處理效果穩定,吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液,也可根據市場需求,用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品,未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低,不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時,需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准,以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫,而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水,但吹脫效率影響因子多,不容易控制,特別是溫度影響比較大,在北方寒冷季節效率會大大降低,現在許多吹脫裝置考慮到經濟性,沒有回收氨,直接排放到大氣中,造成大氣污染。
汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出,處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程,即在高pH值時,使廢水與氣體密切接觸,從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率,用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水,操作條件與吹脫法類似,對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢,使操作無法正常進行。
吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收:用硫酸吸收作為肥料使用;冷凝為1%的氨溶液。
4.生物法除氨氮
生物法去除氨氮是指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下,通過硝化和反硝化等一系列反應,最終形成氮氣,從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種,但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。
硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽,包括兩個基本反應步驟:由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌,它們利用廢水中的碳源,通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下:
亞硝化:2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化:2NO2-+O2→2NO3-
硝化菌的適宜pH值為8.0~8.4,最佳溫度為35℃,溫度對硝化菌的影響很大,溫度下降10℃,硝化速度下降一半;DO濃度:2~3mg/L;BOD5負荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLS•d);泥齡在3~5天以上。
在缺氧條件下,利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用,將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物(碳源)。以甲醇為碳源為例,其反應式為:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的適宜pH值為6.5~8.0;最佳溫度為30℃,當溫度低於10℃時,反硝化速度明顯下降,而當溫度低至3℃時,反硝化作用將停止;DO濃度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物,總氮去除率可達70%~95%,二次污染小且比較經濟,因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大,低溫時效率低。
常見的生物脫氮流程可以分為3類:
⑴多級污泥系統
多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果,其缺點是流程長,構築物多,基建費用高,需要外加碳源,運行費用高,出水中殘留一定量甲醇;
⑵單級污泥系統
單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程,通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比,該工藝特點:流程簡單、構築物少,只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統,基建費用可大大節省;將脫氮池設置在缺氧池,降低運行費用;好氧池在缺氧池後,可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除,提高出水水質;缺氧池在前,污水中的有機碳被反硝化菌所利用,可減輕其後好氧池的有機負荷。此外,後置式反硝化系統,因為混合液缺乏有機物,一般還需要人工投加碳源,但脫氮的效果高於前置式,理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成,通過改換進水和出水的方向,兩個池子交替在缺氧和好氧的條件下運行。它本質上仍是A/O系統,但利用交替工作的方式,避免了混合液的迴流,其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高,必須配置計算機控制自動操作系統;
⑶生物膜系統
將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器,即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流,但不需污泥迴流,在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。
常規生物處理高濃度氨氮廢水是要存在以下條件:
為了能使微生物正常生長,必須增加迴流比來稀釋原廢水;
硝化過程不僅需要大量氧氣,而且反硝化需要大量的碳源,一般認為COD/TKN至少為9。
5.化學沉澱法除氨氮
化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質,必要時投加某種化工原料,在一定的工藝條件下(溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等)進行化學反應,使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物,或者生成不溶於水的氣體產物,從而使廢水凈化,或者達到一定的去除率。
化學沉澱法處理NH3-N主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O(鳥糞石)沉澱,該沉澱物經造粒等過程後,可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9~11。pH值<9時,溶液中PO43-濃度很低,不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時,溶液中的NH4+將揮發成游離氨,不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法,可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。