Ⅰ 如何降低污水濃度,降低氨氮
污水中的污染物分很多種
有的適用於物理法
有的適用於化學法
有的適用於生化法
如果具體到氨氮的話,使用生化處理中的好氧方法較合適
Ⅱ 污水排放怎樣降低總氮至達標
總氮的去除包括氨氮的去除、有機氮的去除、硝態氮的去除等。
1、氨氮去除
一般通過以下幾種辦法去除。
(1)折點加氯氧化法,通過加入次氯酸鈉或者漂白粉進行氧化,將氨氮轉化為氮氣釋放,目前市場上常見的氨氮去除劑基本以漂白粉為主。
(2)利用微生物硝化和反硝化去除污水(廢水)中的氨氮,其原理是硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。
2、有機氮去除
常用如下方法:
生物法,氮化合物在生物作用下可實現向氮氣的轉化;
化學法,通過氧化使氮化合物直接從有機氮、氨氮直接轉化為氮氣。
生物法成本較低,效果穩定,但工藝復雜,操作困難,且佔地面積較大,運行時間較長;化學法省去中間轉化步驟,更快速直接,但成本較高,折點加氯法控制難度大,效果不穩定。
3、硝態氮超標怎麼去除呢?
硝態氮主要是指硝酸根離子,目前有採用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉移,無法真正去除總氮,濃縮以後的硝酸根廢液需要進一步處理。
在生物脫氮中,主要是指硝酸根離子通過反硝化細菌降解轉化為氮氣的過程。
Ⅲ 如何去除水中氨氮
以下是去除水中氨氮的一些措施,供參考:
硝化和脫氮
氨(NH3)被亞硝化細菌氧化成亞硝酸,亞硝酸再被硝化細菌氧化成硝酸,稱為硝化作用,硝化作用需要消耗氧氣,當水中溶氧濃度低於1~2毫克/升時硝化作用速度明顯降低。在水中溶氧缺乏的情況下,反硝化細菌能將硝酸還原為亞硝酸、次硝酸、羥胺或氮時,這種過程稱為硝酸還原,當形成的氣態氮作為代謝物釋放並從系統中流失時,就稱之為脫氮作用。
Ⅳ 如何降低污水處理中出水的氨氮
一般的水處理工藝,是通過絮凝沉澱+生化處理來解決。但是經過了生化處專理後,氨氮還屬是超標,那建議你使用《氨氮降解劑》吧。不用增加設備,直接投加在生化池之後就行,5-10分鍾就能快速降解氨氮。正常用量是一噸污水投加10克這種去除劑,能去掉1mg/L的氨氮值。降低了氨氮值之後,不會再反彈,簡單的理解,這是一種強氧化劑,加到水裡邊能把水裡面的氨氮離子氧化成氣體從水裡排出來,這樣氨氮值就下降了。這種碧源凈水材料有限公司的氨氮降解劑的用途很廣,能適用於各種水質。你要購買吧的話,推薦你聯系一個廠家,廠家有技術指導。別找二道販子。
Ⅳ 污水處理如何降低污水中的總磷
電解法脫磷:含復PO43-的廢水制可以用鐵作陽極進行電解去除, 在這種情況下, 磷酸鹽以Fe3(PO4)2及FePO4的形態被去除,
然後再經陽極進行電解以去除殘余的鐵離子。含磷廢水可用鐵~鋁作電極進行電解凝聚進行處理。
結晶法除磷:就是向已含鈣鹽的含磷廢水中添加一種結構和表面性質與難溶磷酸鹽相似的固體顆粒,破壞溶液的亞穩態,在作為晶核的除磷劑上析出羥基鈣磷灰石,從而達到除磷目的。
化學法除磷:即投加除磷劑,投加除磷劑後,污水中進行的不僅是沉析反應,同時還發生著化學絮凝作用,即形成的細小的非溶解狀的固體物互相粘結成較大形狀的絮凝體,通過固液分離,得到凈化的污水和固液濃縮物(化學污泥),達到化學除磷的目的。
Ⅵ 污水進水的氨氮比較高,氮磷比嚴重失衡怎麼辦
1鹼或石灰調pH值為11,吹脫+氨氣吸收;
2不知道其它水質,可能的話離子交換也可以;
3如有有機污染,系統中有生化處理,建議採用1加調整營養結構生化法。
Ⅶ 怎麼才能有效驅除廢水中氨氮和總氮
氨氮廢水的來源
鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料生產等工業,均排放高濃度的氨氮廢水。 其中,某些工業自身會產生氨氮污染物,如鋼鐵工業及肉類加工業等。 而另一些工業將氨用作化學原料,如用氨等配成消光液以製造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、動物排泄物等新鮮廢水中氨氮初始含量並不高,但由於廢水中有機氮的脫氨基反應,在廢水積存過程中氨氮濃度會迅速增加。
過量氨氮排入水體將導致水體富營養化,降低水體觀賞價值,並且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生生物甚至人類的健康。因此,廢水脫氮處理受到人們的廣泛關注。目前,主要的脫氮方法有生物硝化反硝化、折點加氯、氣提吹脫和離子交換法等。消化污泥脫水液、垃圾滲濾液、催化劑生產廠廢水、肉類加工廢水和合成氨化工廢水等含有極高濃度的氨氮,以上方法會由於游離氨氮的生物抑製作用或者成本等原因而使其應用受到限制。高濃度氨氮廢水的處理方法可以分為物化法、生化聯合法和新型生物脫氮法。
不同種類的工業廢水中氨氮濃度干變萬化,即使同類工業不同工廠的廢水中其濃度也各不相同。以某化工廠香蘭素生產廢水為例,其氨氮濃度高達6~7×104mg/L。為了徹底治理污染,除對生產工藝進行必要的改造外,必須尋找合適的氨氮廢水處理技術,降低廢水處理的成本。
氨氮廢水處理技術研究與應用現狀
目前,氨氮廢水的處理技術可以分為兩大類:一類是物化處理技術,包括吹脫(或汽提)、沉澱、膜吸收、濕式氧化等,其中吹脫和膜吸收技術都需要氨氮盡可能以氨分子形態存在;另一類技術是生物脫氮技術。
物化處理技術
依據NH3的質量分數與pH的關系,如果氨氮的去除形態為氨氣,為達到較高的去除率,就必須調節溶液的pH在11以上。這類技術包括吹脫、汽提、膜吸收等。在處理氨氮廢水的過程中,需要消耗大量鹼,但可以回收部分氨。
吹脫(汽提)法吹脫法是將廢水pH值調節至鹼性,然後在填料塔中通入空氣或蒸汽,通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣或蒸汽中。 採用蒸汽可以提高廢水溫度,從而提高一定pH值時被吹脫氨的比例。一般情況下,如果採用吹脫法去除98%以上的氨氮,需pH調節。例如採用汽提技術對對硝基苯胺廢水進行了處理,在pH 大於11的條件下,廢水中的氨氮由3150 mg/L下降為187 mg/L,去除率為93%。
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。但是這種方法一般要採用NaOH調節廢水的pH值,葯劑和能源消耗比較大。 為了降低葯劑成本,採用Ca(OH)2調節pH,結果表明,吹脫速率和吹脫效率要遠小於NaOH,而且在汽提過程中容易結垢,使得操作運行困難。
這種技術的另一個關鍵在於保證填料塔內的氣液充分接觸,有效防止溝流、液泛等非正常操作。 因此,填料的選擇和填充至關重要。除較高的能耗與鹼耗外,利用吹脫技術處理氨氮的不足還在於使氨氮由液相轉移至氣相,如果沒有相應的回收技術,很容易導致大氣的二次污染。此技術主要用於高濃度氨氮廢水的預處理。
膜吸收技術
膜吸收過程是將膜分離和吸收相結合而出現的一種新型膜過程,它使用微孔膜將氣、液兩相分隔開來,利用膜孔提供氣、液兩相間傳質的場所。 膜吸收法處理含氨廢水的原理為:疏水性微孔膜(聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯)把含氨廢水和H2SO4吸收液分隔於膜兩側,通過調節廢水的pH值,使廢水中離子態的NH3轉變為分子態的揮發性NH3。 在膜兩側NH3的濃度差的推動下,廢水中的NH3在廢水一微孔膜界面汽化揮發。氣態的NH3沿膜微孔向膜的另一側擴散,在吸收液一微孑L膜界面上為H2SO4吸收,並反應生成不揮發的(NH3)2SO4而被回收。由於氨在廢水和吸收液中存在形式的不同,使得廢水中的氨能通過存在形式的轉換不斷向吸收液傳遞,直到吸收液中的H2SO4全部為氨中和為止,處理後廢水中的氨氮濃度理論上可達到零。與吹脫(汽提)技術和生化法等其他高氨氮廢水處理方法比較,膜吸收法的最大特點是,可以在常溫、常壓的條件下濃縮並回收廢水中的氨,無二次污染產生,實現含氨廢水的資源化。
現在,膜吸收工藝的難點在於防止膜的滲漏。為了保證較高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比較薄,膜兩側的水相在壓差的作用下很容易發生滲漏。只有非常精確地調整膜兩側的壓力和流速,才能基本保證膜兩側的液量不發生變化。 即使在這樣的條件下,在進行氨吸收過程中,氨溶液一側的pH值還是有顯著的降低,經檢測,溶液中有大量硫酸根離子存在,最終導致氨溶液中的去除率僅在6O%左右。
因此,如何在保證氨氮傳質通量的情況下有效防止膜的滲漏是膜吸收工藝研究的重要內容。
沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。沸石一般被用於處理低濃度含氨廢水或含微量重金屬的廢水。然而,蔣建國等[4]探討了沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮的效果及可行性。小試研究結果表明,每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的極限潛力,當沸石粒徑為30~16目時,氨氮去除率達到了78.5%,且在吸附時間、投加量及沸石粒徑相同的情況下,進水氨氮濃度越大,吸附速率越大,沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的。
實驗表明用沸石離子交換法處理經厭氧消化過的豬肥廢水時發現Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果最好,其次是Ca-Zeo。增加離子交換床的高度可以提高氨氮去除率,綜合考慮經濟原因和水力條件,床高18cm(H/D=4),相對流量小於7.8BV/h是比較適合的尺寸。離子交換法受懸浮物濃度的影響較大。
應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,主要有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理。通常採用再生液進行再生,再生液濃液再進行脫氨處理。
膜分離技術
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。蔣展鵬等[6]採用電滲析法和聚丙烯(PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮無機廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水2000~3000 mg/L,去除率可在85%以上,同時可獲得8.9%的濃氨水。此法工藝流程簡單、不消耗葯劑、運行過程中消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。PP中空纖維膜法脫氨效率>90%,回收的硫酸銨濃度在25%左右。運行中需加鹼,加鹼量與廢水中氨氮濃度成正比。
乳化液膜是種以乳液形式存在的液膜具有選擇透過性,可用於液-液分離。分離過程通常是以乳化液膜(例如煤油膜)為分離介質,在油膜兩側通過NH3的濃度差和擴散傳遞為推動力,使NH3進入膜內,從而達到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水(1000~1200 mgNH4+-N/L,pH為6~9),當採用烷醇醯胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量為4%~6%,廢水pH調至10~11,乳水比在1:8~1:12,油內比在0.8~1.5。硫酸質量分數為10%,廢水中氨氮去除率一次處理可達到97%以上。
膜分離法應用的主要問題是投資成本及運行成本較高,操作復雜,難以控制。
MAP沉澱法
主要是利用以下化學反應:
Mg2 ++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。穆大綱等[8]採用向氨氮濃度較高的工業廢水中投加MgCl2•6H2O和Na2HP04•12H20生成磷酸銨鎂沉澱的方法,以去除其中的高濃度氨氮。結果表明,在pH為8.9l,Mg2+,NH4,P043-的摩爾比為1.25:1:1,反應溫度為25 ℃,反應時間為20 min,沉澱時間為20 min的條件下,氨氨質量濃度可由9500 mg/L降低到460 mg/L,去除率達到95%以上。由於在多數廢水中鎂鹽的含量相對於磷酸鹽和氨氮會較低,盡管生成的磷酸銨鎂可以做為農肥而抵消一部分成本,投加鎂鹽的費用仍成為限制這種方法推行的主要因素。海水取之不盡,並且其中含有大量的鎂鹽。以海水做為鎂離子源試驗研究了磷酸銨鎂結晶過程。鹽鹵是制鹽副產品,主要含MgCl2和其他無機化合物。Mg2+約為32 g/L為海水的27倍。Lee等[10]用MgCl2、海水、鹽鹵分別做為Mg2+源以磷酸銨鎂結晶法處理養豬場廢水,結果表明,pH是最重要的控制參數,當終點pH≈9.6時,反應在10 min內即可結束。由於廢水中的N/P不平衡,與其他兩種Mg2+源相比,鹽鹵的除磷效果相同而脫氮效果略差。
採用化學沉澱法的關鍵因素在於:
1)絮凝劑的用量;2)沉澱產物的去向。
一般情況下,採用磷酸銨鎂沉澱法處理氨氮廢水的氨氮濃度不大於1 500 mg/L。化學沉澱法的應用瓶頸同樣是運行成本較高,無法進行工程應用。
催化濕式氧化法
催化濕式氧化法是8O年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術。 在一定溫度、壓力下,在催化劑作用下,經空氣氧化,可使污水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質,達到凈化的目的。具有凈化效率高(據報道,廢水經過凈化後可達到飲用水標准)、流程簡單、佔地面積少等特點。經多年應用與實踐,這一廢水處理方法的建設及運行費用僅為常規方法6O%左右,因而在技術上和經濟上均具有較強的競爭力。杜鴻章等對催化濕式氧化法作了一系列的研究,在270 ℃、9 MPa工藝條件下,研製的催化劑可使焦化污水氨氮的去除率達到99.6%,經處理後的污水水質優於國家環保排放標準的要求。濕式氧化法不足在於催化劑的流失和設備的腐蝕。
化學氧化法
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。在溴化物存在的情況下,臭氧與氨氮會發生如下類似折點加氯的反應:
Br-+O3+H+→HBrO+O2,
NH3+HBrO→NH2Br+H2O,
NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O,
NH2Br+NHBr2→N2+3Br-+3H+。
用一個有效容積32 L的連續曝氣柱對合成廢水(氨氮600 mg/L)進行試驗研究,探討Br/N、pH以及初始氨氮濃度對反應的影響,以確定去除最多的氨氮並形成最少的NO3-的最佳反應條件。發現NFR(出水NO3--N與進水氨氮之比)在對數坐標中與Br-/N成線性相關關系,在Br-/N>0.4,氨氮負荷為3.6~4.0 kg/(m3•d)時,氨氮負荷降低則NFR降低。出水pH=6.0時,NFR和BrO--Br(有毒副產物)最少。BrO--Br可由Na2SO3定量分解,Na2SO3投加量可由ORP控制。
生化法
微生物去除氨氮過程需經過硝化和反硝化兩個階段過程。 傳統觀點認為:硝化過程為好氧過程,在此過程中,氨態氮在微生物的作用下轉化為硝基氮和亞硝基氮;而反硝化過程為厭氧過程,在此過程中,硝基氮和亞硝基氮轉化為氮氣。 因此,一般的生物脫氮過程為厭氧/好氧過程、或厭氧/缺氧/好氧過程。
近年來的研究表明,反硝化過程可以在有氧的條件下進行,即好氧反硝化過程。它為突破傳統生物脫氮技術限制,利用一個生物反應器在一種條件下完成脫氮反應提供了依據。SBR生物脫氮工藝的優點在於以時間序列代替空間序列,使好氧硝化過程和反硝化過程在同一容器中完成。採用SBR技術處理高氨氮廢水,在曝氣段實現高氨氮廢水的好氧硝化/反硝化處理。通過實驗研究,她們提出的反應序列為:一段缺氧一好氧曝氣一二段缺氧的SBR反應器,好氧段反硝化脫氮率要佔總脫氮率的70%以上。研究表明:好氧反硝化菌為異養菌,脫氮反應歷程與缺氧反硝化菌相同,並且最終產物主要為N2。
目前生物脫氮的濃度一般在400 mg/L以下,採用生物脫氮技術處理高濃度氨氮廢水就需要進行大倍數稀釋,這就使得生物處理設施的體積龐大,能耗會相應提高。 因此,在處理高氨氮廢水時,採用生物處理前,一般要首先進行物化處理。
物化方法在處理高濃度氨氮廢水時不會因為氨氮濃度過高而受到限制,但是不能將氨氮濃度降到足夠低(如100 mg/L以下)。而生物脫氮會因為高濃度游離氨或者亞硝酸鹽氮而受到抑制。實際應用中採用生化聯合的方法,在生物處理前先對含高濃度氨氮的廢水進行物化處理。目前,較先進的生化脫氨主要有以下幾類方法。
膜生物反應器技術
膜生物反應器(MBR)是一種由膜過濾取代傳統生化處理技術中二次沉澱池和沙濾池的水處理技術。MBR將分離工程中的膜技術應用於廢水處理系統,提高了泥水分離效率,並且由於曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優勢菌群)的出現,提高了生化反應速率。同時,通過降低F/M比減少剩餘污泥產生量(甚至為零),從而基本解決了傳統活性污泥法存在的突出問題。
硝化菌為自養菌,生長繁殖的世代周期長,常規的生物脫氮工藝中,為保持構築物中有足夠數量的硝化菌以完成生物硝化作用,在維持較長污泥齡的同時也相應增大了構築物的容積。此外,絮凝性較差的硝化菌常會被二沉池的出水帶出,硝化菌數量的減少影響硝化作用,進而降低了系統的脫氮效率。膜生物反應器能夠完全截留微生物,可以有效防止硝化菌的流失,是一種比較理想的硝化反應器。
在適宜的pH、DO條件下,容積負荷控制在2 kg/(m3•d)以下時,採用一體化膜生物反應器可以將濃度為2×103mg/L的氨氮轉化為硝酸鹽。
雖然採用膜生物反應器處理氨氮廢水會解決傳統活性污泥法存在的一些問題,但膜污染問題尚未見有較好的解決辦法
短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式。由於氨氮氧化過程中需要大量的氧氣,曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化(將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化),不僅可以節省氨氧化需氧量而且可以節省反硝化所需炭源。用合成廢水試驗確定實現亞硝酸鹽積累的最佳條件。要想實現亞硝酸鹽積累,pH不是一個關鍵的控制參數,因為pH在6.45~8.95時,全部硝化生成硝酸鹽,在pH<6.45或pH>8.95時發生硝化受抑,氨氮積累。當DO=0.7 mg/L時,可以實現65%的氨氮以亞硝酸鹽的形式積累並且氨氮轉化率在98%以上。DO<0.5 mg/L時發生氨氮積累,DO>1.7 mg/L時全部硝化生成硝酸鹽。對低碳氮比的高濃度氨氮廢水採用亞硝玻型和硝酸型脫氮的效果進行對比分析。試驗結果表明,亞硝酸型脫氮可明顯提高總氮去除效率,氨氮和硝態氮負荷可提高近1倍。此外,pH和氨氮濃度等因素對脫氮類型具有重要影響。
短程硝化反硝化處理焦化廢水的中試結果表明,進水COD、氨氮、TN 和酚的濃度分別為1201.6、510.4、540.1、110.4 mg/L時,出水COD、氨氮、TN和酚的平均濃度分別為197.1、14.2、181.5、0.4 mg/L,相應的去除率分別為83.6%、97.2%、66.4%、99.6%。與常規生物脫氮工藝相比,該工藝氨氮負荷高,在較低的C/N值條件下可使TN去除率提高。
厭氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自養脫氮(CANON)
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。ANAMMOX的生化反應式為:
NH4++NO2-→N2↑+2H2O
ANAMMOX菌是專性厭氧自養菌,因而非常適合處理含NO2-、低C/N的氨氮廢水。與傳統工藝相比,基於厭氧氨氧化的脫氮方式工藝流程簡單,不需要外加有機炭源,防止二次污染,又很好的應用前景。厭氧氨氧化的應用主要有兩種:CANON工藝和與中溫亞硝化(SHARON)結合,構成SHARON-ANAMMOX聯合工藝。
CANON工藝是在限氧的條件下,利用完全自養性微生物將氨氮和亞硝酸鹽同時去除的一種方法,從反應形式上看,它是SHARON和ANAMMOX工藝的結合,在同一個反應器中進行。固體廢棄物填埋場滲濾液處理,溶解氧控制在1 mg/L左右,進水氨氮<800 mg/L,氨氮負荷<0.46 kgNH4+/(m3•d)的條件下,可以利用SBR反應器實現CANON工藝,氨氮的去除率>95%,總氮的去除率>90%。
ANAMMOX和CANON過程都可以在氣提式反應器中運轉良好,並且達到很高的氮轉化速率。控制溶解氧在0.5mg/L左右,在氣提式反應器中,ANAMMOX過程的脫氮速率達到8.9 kgN/(m3•d),而CANON過程可以達到1.5 kgN/(m3•d)。
好氧反硝化
傳統脫氮理論認為,反硝化菌為兼性厭氧菌,其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應,必須在缺氧環境下。近年來,好氧反硝化現象不斷被發現和報道,逐漸受到人們的關注。一些好氧反硝化菌已經被分離出來,有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化(如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5)。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化,簡化了工藝流程,節省了能量。
用序批式反應器處理氨氮廢水,試驗結果驗證了好氧反硝化的存在,好氧反硝化脫氮能力隨混合液溶解氧濃度的提高而降低,當溶解氧濃度為0.5 mg/L時,總氮去除率可達到66.0%。
連續動態試驗研究表明,對於高濃度氨氮滲濾液,普通活性污泥達的好氧反硝化工藝的總氮去除串可達10%以上。硝化反應速率隨著溶解氧濃度的降低而下降;反硝化反應速率隨著溶解氧濃度的降低而上升。硝化及反硝化的動力學分析表明,在溶解氧為0.14 mg/L左右時會出現硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化現象。其速率為4.7mg/(L•h),硝化反應KN=0.37 mg/L;反硝化反應KD=0.48 mg/L。
在反硝化過程中會產生N2O是一種溫室氣體,產生新的污染,其相關機制研究還不夠深入,許多工藝仍在實驗室階段,需要進一步研究才能有效地應用於實際工程中。另外,還有諸如全程自養脫氮工藝、同步硝化反硝化等工藝仍處在試驗研究階段,都有很好的應用前景。
Ⅷ 公司生活污水氨氮、總磷 總量超標,請問是什麼引起 有什麼方法可降低急~~
肯定有,你原來沒上污水處理系統處理嗎?還是處理了不行?沒有的話肯定是要裝一套系統的,去污水寶問問吧,他們那專業的環保公司挺多的,還可以就近選擇,方案,報價都自己比較下再決定
Ⅸ 廢水中氨氮應該如何去除
高氨氮廢水處理方法:
一、物化法
1. 吹脫法
在鹼性條件下,利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離的一種方法,一般認為吹脫與溫度、PH、氣液比有關。
2. 沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,通常有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理。
3.膜分離技術
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。例如:氣水分離膜脫除氨氮。氨氮在水中存在著離解平衡,隨著PH升高,氨在水中NH3形態比例升高,在一定溫度和壓力下,NH3的氣態和液態兩項達到平衡。根據化學平衡移動的原理即呂.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相對的和暫時的。化學平衡只是在一定條件下才能保持"假若改變平衡系統的條件之一,如濃度、壓力或溫度,平衡就向能減弱這個改變的方向移動。"遵從這一原理進行了如下設計理念在膜的一側是高濃度氨氮廢水,另一側是酸性水溶液或水。當左側溫度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的壓力差,那麼廢水中的游離氨NH4+,就變為氨分子NH3,並經原料液側介面擴散至膜表面,在膜表面分壓差的作用下,穿越膜孔,進入吸收液,迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。
4.MAP沉澱法
主要是利用以下化學反應:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。
5.化學氧化法
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。
二、生物脫氮法
傳統和新開發的脫氮工藝有A/O,兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。
1.A/O工藝將前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起,A段DO不大於0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過迴流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。其特點是缺氧池在前,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,反硝化反應產生的鹼度可以補償好氧池中進行硝化反應對鹼度的需求。好氧在缺氧池之後,可以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。BOD5的去除率較高可達90~95%以上,但脫氮除磷效果稍差,脫氮效率70~80%,除磷只有20~30%。盡管如此,由於A/O工藝比較簡單,也有其突出的特點,目前仍是比較普遍採用的工藝。
2.兩段活性污泥法能有效的去除有機物和氨氮,其中第二級處於延時曝氣階段,停留時間在36小時左右,污水濃度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥從而降低污泥處理費用。
3.強氧化好氧生物處理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工藝)
粉末活性碳法的主要特點是向曝氣池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭極為發達的微孔結構和更大的吸附能力,使溶解氧和營養物質在其表面富集,為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環境從而提高有機物的降解速率。
近年來國內外出現了一些全新的脫氮工藝,為高濃度氨氮廢水的脫氮處理提供了新的途徑。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式,是去除水中氨氮的一種較為經濟的方法,其原理就是模擬自然生態環境中氮的循環,利用硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。由於氨氮氧化過程中需要大量的氧氣,曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段,然後進行反硝化,省去了傳統生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽,再還原成亞硝酸鹽兩個環節(即將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化)。該技術具有很大的優勢:①節省25%氧供應量,降低能耗;②減少40%的碳源,在C/N較低的情況下實現反硝化脫氮;③縮短反應歷程,節省50%的反硝化池容積;④降低污泥產量,硝化過程可少產污泥33%~35%左右,反硝化階段少產污泥55%左右。實現短程硝化反硝化生物脫氮技術的關鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段,阻止亞硝酸鹽的進一步氧化。
5. 厭氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自養脫氮(CANON)
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。
厭氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation,簡稱ANAMMOX)是指在厭氧條件下,以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體,以NO2-或NO3-為電子受體,將NH4+、NO2-或NO3-轉變成N2的生物氧化過程。該過程利用獨特的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2,最大限度的實現了N的循環厭氧硝化,這種耦合的過程對於從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景,對於高氨氮低COD的污水由於硝酸鹽的部分氧化,大大節省了能源。目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應,而N2O可以進一步轉化為氮氣,氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應生成聯氨,聯氨被轉化成氮氣並生成4個還原性[H],還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。第三種是:一方面亞硝酸被還原為NO,NO被還原為N2O,N2O再被還原成N2;另一方面,NH4+被氧化為NH2OH,NH2OH經N2H4,N2H2被轉化為N2。厭氧氨氧化工藝的優點:可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗;免去反硝化反應的外源電子供體;可節省傳統硝化反硝化反應過程中所需的中和試劑;產生的污泥量極少。厭氧氨氧化的不足之處是:到目前為止,厭氧氨氧化的反應機理、參與菌種和各項操作參數不明確。
全程自養脫氮的全過程實在一個反應器中完成,其機理尚不清楚。Hippen等人發現在限制溶解氧(DO濃度為0.8·1.0mg/l)和不加有機碳源的情況下,有超過60%的氨氮轉化成N2而得以去除。同時Helmer等通過實驗證明在低DO濃度下,細菌以亞硝酸根離子為電子受體,以銨根離子為電子供體,最終產物為氮氣。有實驗用熒光原位雜交技術監測全程自養脫氮反應器中的微生物,發現在反應器處於穩定階段時即使在限制曝氣的情況下,反應器中任然存在有活性的厭氧氨氧化菌,不存在硝化菌。有85%的氨氮轉化為氮氣。鑒於以上理論,全程自養脫氮可能包括兩步第一是將部分氨氮氧化為煙硝酸鹽,第二是厭氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
傳統脫氮理論認為,反硝化菌為兼性厭氧菌,其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應,必須在缺氧環境下。近年來,好氧反硝化現象不斷被發現和報道,逐漸受到人們的關注。一些好氧反硝化菌已經被分離出來,有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化(如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5)。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化,簡化了工藝流程,節省了能量。
7.超聲吹脫處理氨氮
超聲吹脫法去除氨氮是一種新型、高效的高濃度氨氮廢水處理技術,它是在傳統的吹脫方法的基礎上,引入超聲波輻射廢水處理技術,將超聲波和吹脫技術聯用而衍生出來的一種處理氨氮的方法。將這兩種方法聯用不僅改進了超聲波處理廢水成本較高的問題,也彌補了傳統吹脫技術去除氨氮不佳的缺陷,超生吹脫法在保證處理氨氮的效果的同時還能對廢水中有機物的降解起到一定的提高作用。技術特點(1)高濃度氨氮廢水採用90年代高新技術--超聲波脫氮技術,其總脫氮效率在70~90%,不需要投加化學葯劑,不需要加溫,處理費用低,處理效果穩定。(2)生化處理採用周期性活性污泥法(CASS)工藝,建設費用低,具有獨特的生物脫氮功能,處理費用低,處理效果穩定,耐負荷沖擊能力強,不產生污泥膨脹現象,脫氮效率大於90%,確保氨氮達標。
Ⅹ 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。