A. 如何消除树脂的“交叉污染”
1 污染原因分析
1.1有机物引起的污染
有机物主要是存在天然水中的腐殖酸、相对分子量从500~5000的高分子化合物及多元有机羧酸等,这些物质在水中往往带有负电,成为阴离子交换树脂污染的主要物质。这类污染从COD的监测中可检出。
1.2 油脂引起的污染
水中往往含有油类物质,形成膜状物,堵塞或包裹了树脂的微孔,阻碍微孔中的活性集团进行离子交换。
1.3 胶体物质引起的污染
水中胶体颗粒常带负离子,使阴离子树脂受到污染。胶体物质中以胶体硅对树1脂的危害最大,它吸附并聚合在树脂的表面上阻止交换。
1.4高价金属离子引起的污染
水中的高价金属离子(如混凝剂中高价金属离子的后移等),如Al+、Fe3+等扩散进入阳离子交换树脂的内部,由于这些高价金属离子的交换势能高,与树脂中的固定离子SO3-牢固结合形成Al(SO3)3、Fe(SO3)3等,从而使这些固定离子失去作用,丧失了离子交换能力。
1.5 再生剂不纯引起的污染
再生剂往往混有很多杂质,如Fe3+、NaCI、Na2CO3等,对阴离子交换树脂的影响最为严重。
2 污染鉴别方法
2.1 查看树脂外观
发生污染的树脂,从外观上看,颜色由透明的黄色(阳离子树脂)或乳白色(阴离子树脂)明显变深甚至成为黑色。
2.2 化验指标
阴床出水电导率逐渐增加,pH值逐渐下降(可低至5.4-5.7)。因为再生时未除去的有机物,在恢复运行时会游离出来而进入水中。
2.3 分析树脂中的铁含量
由于铁污染最为常见,可分析树脂中的铁含量,如果Fe<0.01%,没有受到铁污染;如果Fe>0.1%,表示受到严重污染。
2.4 浸泡检验
用清水浸泡树脂,观察水面“颜色”,如果有“彩色”出现,说明受到油类物质的污染。 由于树脂受污染的因素不是单独存在的,往往是交叉互现,多种原因累积叠加,所以出现问题时,要进行全方位的检查鉴别,防止顾此失彼;同时,在采取再生措施时,也应考虑全面,认真检查各个环节,确保没有纰漏。
3 防止污染的措施
要防止树脂遭受污染,必须控制好各项水处理工艺指标,层层把关,严格注意以下问题:
3.1 混凝剂的选择
要搞好混凝澄清处理,必须正确选择混凝剂,并由实验确定药剂最佳投放量,防止铝盐、铁盐后移,严格控制砂滤器、活性炭过滤器出水中的浊度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L;化学需氧量COD小于1 mol/L。并通过活性炭过滤来吸附有机物质。
3.2 控制氯的含量
搞好预处理的杀菌灭藻工作,控制好进入阳离子交换器前的余氯量。
3.3 防止再生剂被污染
为了防止再生剂中的杂质对树脂引起污染,除了选用优质的再生剂外,对再生剂的运输和储
B. 阳树脂能不能去除cod
能否具体点COD是什么东西,如果是蛋白质和色素的话,也是可以去除一部分的。不过脱色主要还是用阴树脂。
C. 如何快速的去除污水中的COD
这个要是废水的情况而定了,一般都得进过预处理之后再进一步的处理才可以.处理方法是在预处理之后用化学法当中的混凝法,在全部的经过预处理之后,采用高效复合净水剂和泥水分离一体机设备,对处理后COD仍未达标的废水进行应急处理,可有效去除污水中COD,降低污水色度.
D. 快速降低污水cod方法有哪些
吸附法:
大孔吸附树脂是一类具有大孔结构且不含交换基团的高分子树脂,在树脂内部存在三维空间立体孔结构,其孔径、孔容和比表面积都较高,对于酸、碱和有机溶剂表现出不溶性,对热、氧以及化学试剂则表现出惰性。根据树脂的表面性质,大孔吸附树脂可以分为非极性、中极性和极性三类。非极性吸附树脂是由偶极距很小的单体聚合而得,不含任何功能基团,孔表的疏水性较强,可通过与小分子内的疏水部分的作用吸附溶液中的有机物,最适用于从极性溶剂(如水)中吸附非极性物质。极性树脂含有酰胺基、氰基、酚羟基等含N、O、S极性功能基,它们通过静电相互作用吸附极性物质。中极性吸附树脂含有酯基,其表面兼有疏水和亲水部分,既可由极性溶剂中吸附非极性物质,也可以从非极性溶剂中吸附极性物质。在操作中,需要依实际的情况和要求进行选择。
气浮法:
气泡吸附分离(adsorptionbubbleseparation)简称为气浮分离(flotation),即溶液中的固体、沉淀、胶体等吸附在上升气流上而与母液分离。该技术是利用水中各种原有溶解、悬浮物质表面活性的差异。或通过投加药剂而产生的表面活性的差异而进行分离的方法。
化学混凝法:
所谓化学混凝法是指通过向废水中投加絮凝剂,利用絮凝剂的吸附架桥,压缩双电层及网捕作用,使水中胶体及悬浮物失稳、相互碰撞和凝聚转而形成絮凝体,再用沉淀或气浮工艺使颗粒从水中分离出来以达到净化水体的方法。
电化学法:
电化学法处理废水的实质,就是直接或间接的利用电解作用,把水中污染物去除,或把有毒物质变成无毒或低毒物质。用电解法或电化学法处理废水,按照去除对象以及产生的电化学作用来区分,又可分为电化学氧化,电化学还原,电气浮等法。
臭氧氧化法:
臭氧的分子式O3,是氧的一种同素异形体,与氧具有无色、无臭、无味及无毒等特性不同,它是淡蓝色的,且具有特殊的“新鲜”气味,在浓度稍高时具有毒性。近年来,光催化氧化技术在煮练废水处理领域的应用具有良好的市场前景和经济效益,但该领域的研究还存在诸多问题,如寻求更高效的催化剂,催化剂分离与回收等。
生物法:①好氧生物法好氧生物处理法是在好氧状态下将有机物氧化成二氧化碳、硝酸盐、水、硫酸根等稳定物质,常见的好氧法有活性污泥法和生物膜法。活性污泥法的原理是通过对废水中的有机物进行吸附、生理代谢和絮凝作用从而对有机物进行降解。活性污泥法在分解大量有机物的同时,又可以运转效率高,小量调节pH值,出水水质较好,因而被广泛采用。生物法处理煮练废水中,活性污泥法的使用最为普遍。但活性污泥法剩余污泥的处理一直是个难题,据资料报道,在国外一般污泥处理或处理费用占整个污泥处理厂运行费用50%~70%,国内也占到40%左右。
②厌氧生物法废水的厌氧生物处理是指在没有游离氧的情况下,微生物进行无氧呼吸,将大分子有机物分解成稳定、简单的小分子有机物的处理方法。对于浓度不高而其中有机物结构复杂、难以生化的煮练废水,处理的目的主要不是降低COD,而是提高可生化性,通常利用厌氧过程的第一、第二阶段的水解酸化反应,来完成废水的初步处理,是煮练废水目前常用的厌氧处理技术之一。相对于好氧法,厌氧法处理废水的应用范围更广,既可用于高浓度有机废水处理,又可用于低浓度的有机废水处理,污泥量少,仅为好氧法的1/6~1/10。
E. 离子交换树脂影响COD值吗
COD是会影响离子交换树脂的。北京华豫清源国际贸易有限公司,杜笙离子交换树脂
F. 软化水处理设备中的树脂中毒是怎么回事
树脂中毒的原因:
树脂在使用的过程中,需要将离子等物质吸附,在吸附过程中,可能会吸附一些杂质,而这些杂质可能会造成树脂的中毒,从而导致树脂的性能下降,严重的可能会导致树脂失去效果,导致树脂中毒的物质主要有以下几种:
1.微生物中毒:
树脂在长时间的储存或者很久没有进行再生,树脂在吸附离子时,会吸附一些水中的微生物,而这些微生物会将树脂内的一些成分作为养分进行繁殖,会导致产水水质被污染,树脂的结构被破坏,失去离子交换的功能。
2.有机物中毒:
一些污水中可能会一些有机物,有机物里面含有腐殖酸、高分子化合物及多元有机羧酸等物质,这些物质会堵塞树脂的孔洞,导致树脂的交换能力下降,严重的会导致树脂不能再进行交换,可以通过COD检测出树脂是否被这些物质中毒。
3.铁中毒:
铁中毒是树脂经常会出现的中毒现象,铁中毒主要是因为水中含有大量的铁离子,或者树脂再生剂中含有铁杂质,铁中毒会导致树脂氧化,树脂的交换容量降低,再生交换速度降低,改变树脂结构,使树脂丧失交换能力。
树脂中毒后有哪些特征?
1.运行周期缩短,树脂使用时间越长,运行周期越短,在高价金属含量比较多的地区尤为明显。
2.树脂颜色变,新树脂的颜色为淡黄色甚至接近白色,而中毒的树脂为褐色甚至黑色。
3.出水水质变,表现为出水硬度(软化水)或电导率(除盐水)上升。
4.出水pH值降低。
5.出水二氧化硅含量增大。
6.清洗水量增加。
树脂中毒的解决方法:
1.空气擦洗法:
如果能够通过显微镜看到树脂表面的杂质,可以采用空气擦洗法,首先将水降低至距离树脂300-400毫米左右,然后不断的搅动树脂,大概10-15分钟左右,再用水进行反洗,直到水清澈为止。
2.酸洗法:
对铁离子这些不能被空气擦洗法清除的杂质,可以采用盐酸进行清洗,将水降低至距离树脂200-300毫米左右,然后用盐酸浸泡或低流速循环。
3.碱洗法:
被油脂污染的树脂,可以采用碱洗法进行清洗,使用温度为50-60摄氏度、浓度为5%的氢氧化钠进行碱洗,碱洗可以分为3-4次进行,每次的时间大概为4-6小时,在每次停止碱洗时用水冲洗树脂。
如何预防树脂中毒?
1.含有铁离子的水必须要进行除铁的处理,才能够进入交换器。
2.直接用井水或者自来水作为原水,要在进入水泵之前安装过滤器等过滤设备,防止水之中的杂质进入交换器。
3.树脂再生时使用的再生剂,要符合标准的要求,不能含有铁杂质。
G. 新的离子交换树脂再生后冲洗废水的cod是多少
COD是会影响离子交换树脂的。北京华豫清源国际贸易有限公司,杜笙离子交换树脂
H. COD约5000ppm,盐度约30%,镍含量约5ppm的废水该如何去处理试用过一些重金属捕集剂和树脂,感觉都没有效
1、重金属捕集剂HMC-M2对镍肯定是有效果的,尤其是低浓度的络合镍,估计是使用方法专问题。一般是两种方法,酸属性沉淀或者碱性沉淀,这个要看我们的镍的种类,是酸性镀液还是碱性镀液
2、至于COD,重捕剂和离子交换树脂的作用比较小,需要进行生化或者氧化处理,如果现场不允许生化,最好是采用次氯酸钠或者芬顿氧化进行处理,还能把络合剂氧化一部分,从而有效除镍。
附件是使用说明书,可以看一下
I. 如何预防树脂层被污染
离子交换树脂具有化学稳定性好、机械强度高、交换能力大等优点,因而在锅炉用水处理及除盐水、纯净水的生产中得到了广泛的应用。但在使用过程中,常出现清洗水不断增加,出水水质差,周期性制水量不断下降,颜色变深,树脂交换容量不断下降等现象。根据以上现象,可认定为树脂受到污染。如果不及时采取合理措施使其再生,就会造成树脂失效,甚至报废,影响正常生产。
笔者结合生产实践,谈谈造成树脂污染的原因、预防措施及处理方法。离子交换树脂表面被有机物等杂质覆盖或树脂内部的交换孔道被堵塞而使树脂的工作容量明显降低,但树脂结构无变化的现象叫树脂的污染
1 污染原因分析
1.1有机物引起的污染有机物主要是存在天然水中的腐殖酸、相对分子量从500~5000的高分子化合物及多元有机羧酸等,这些物质在水中往往带有负电,成为阴离子交换树脂污染的主要物质。这类污染从COD的监测中可检出。
1.2 油脂引起的污染水中往往含有油类物质,形成膜状物,堵塞或包裹了树脂的微孔,阻碍微孔中的活性集团进行离子交换。
1.3 胶体物质引起的污染水中胶体颗粒常带负离子,使阴离子树脂受到污染。胶体物质中以胶体硅对树1脂的危害最大,它吸附并聚合在树脂的表面上阻止交换。
1.4高价金属离子引起的污染水中的高价金属离子(如混凝剂中高价金属离子的后移等),如Al+、Fe3+等扩散进入阳离子交换树脂的内部,由于这些高价金属离子的交换势能高,与树脂中的固定离子SO3-牢固结合形成Al(SO3)
3、Fe(SO3)3等,从而使这些固定离子失去作用,丧失了离子交换能力。
1.5 再生剂不纯引起的污染再生剂往往混有很多杂质,如Fe3+、NaCI、Na2CO3等,对阴离子交换树脂的影响最为严重。
2 污染鉴别方法
2.1 查看树脂外观发生污染的树脂,从外观上看,颜色由透明的黄色(阳离子树脂)或乳白色(阴离子树脂)明显变深甚至成为黑色。
2.2 化验指标阴床出水电导率逐渐增加,pH值逐渐下降(可低至5.4-5.7)。因为再生时未除去的有机物,在恢复运行时会游离出来而进入水中。
2.3 分析树脂中的铁含量由于铁污染最为常见,可分析树脂中的铁含量,如果Fe<0.01%,没有受到铁污染;如果Fe>0.1%,表示受到严重污染。
2.4 浸泡检验用清水浸泡树脂,观察水面“颜色”,如果有“彩色”出现,说明受到油类物质的污染。 由于树脂受污染的因素不是单独存在的,往往是交叉互现,多种原因累积叠加,所以出现问题时,要进行全方位的检查鉴别,防止顾此失彼;同时,在采取再生措施时,也应考虑全面,认真检查各个环节,确保没有纰漏。
3 防止污染的措施要防止树脂遭受污染,必须控制好各项水处理工艺指标,层层把关,严格注意以下问题:
3.1 混凝剂的选择要搞好混凝澄清处理,必须正确选择混凝剂,并由实验确定药剂最佳投放量,防止铝盐、铁盐后移,严格控制砂滤器、活性炭过滤器出水中的浊度。Al3+、Fe3+要小于0.3 mol/L;化学需氧量COD小于1 mol/L。并通过活性炭过滤来吸附有机物质。
3.2 控制氯的含量搞好预处理的杀菌灭藻工作,控制好进入阳离子交换器前的余氯量。
3.3 防止再生剂被污染为了防止再生剂中的杂质对树脂引起污染,除了选用优质的再生剂外,对再生剂的运输和储存过程中的容器要采取防腐措施,防止铁锈、有机涂层脱落污染。
3.4 防止油污染对于可能接触树脂的压缩空气,要净化除油,防止带入油雾;对水源吸水口附近,防止油污染。3.5 吹吸树脂定期用压缩空气吹洗树脂,以除去悬浮物、有机物和铁等。
4 再生处理方法虽然可以采用各种措施来防止树脂受到污染,但经过一段时间运行后,树脂有时还会受到污染,这是除盐水处理中常见的,这时可采取以下方法对其进行再生
4.1 阴离子树脂的再生实际生产中,阴离子树脂最容易受污染,污染程度也最为严重。当阴离子树脂受污染时,可用碱性食盐水进行处理,其操作参数要求见表1。
表1 阴离子再生操作参数指标编号项目参数值1食盐水浓度10%2pH值103浸泡方式35-45;48h4循环流动方式流速2.6m/h;24h 碱性食盐水法处理过程中加入烧碱可以增加腐殖酸之类物质的溶解度,并以NaCl与NaOH之比为5的配方来调节pH值为10,此法能除去95%以上的有机物质,如能适当加热,效果更好。当严重污染时,在碱性食盐水的溶液中加入适量的次氯酸钠(一般浓度小于0.5%),来氧化腐殖酸有机物,使其分解。
4.2 阳离子树脂的再生如是阳离子树脂受到污染,可用酸或食盐水除去污染物,其操作参数要求见表2:表2 阳离子再生操作参数指标编号项目参数值再生液浓度10%HCI15% NaCI2浸泡方式8 h32 h3循环流动方式流速2m/h;4h流速2m/h;16h
4.3 受铁质污染的树脂再生当受到铁杂质污染时,可采用盐酸-食盐-亚硫酸钠再生法:将4%的盐酸、4%的食盐和0.08%的亚硫酸钠混合液加入铁中毒树脂中充分浸泡。盐酸与食盐的作用同上。Na2SO3中的SO32-把Fe3+还原成Fe2+从而减少树脂对Fe3+的结合,且反应生成的H+又能促进Fe2O3·xH2O的溶解,反应式为:SO32- + 2Fe3+ + H2O = SO42- + 2Fe3+ + 2H+ 最后再将氢钠混合型树脂转化成钠型树脂即可投入使用。需要注意的是,Na2SO3的浓度应由实验确定,一般其质量分数不应大于 0.1%,因为Na2SO3浓度过高,易产生SO2气体,此外产生的SO42—浓度增大,会产生CaSO4沉淀。
J. 电镀废水经树脂处理后不达标,处理后氨氮30mg/L,cod150mg/L,如何才能达到一级排放标准
根据废水中氨氮浓度的不同,可将废水分为3类:高浓度氨氮废水(-N>500mg/l),中等浓度氨氮废水(NH3-N:50-500mg/l),低浓度氨氮废水(NH3-N<50mg/l)。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用,制约了生化法对其的处理应用和效果,同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率,从而导致处理出水难以达到要求。
故本工程的关键之一在于氨氮的去除,去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
1. 折点氯化法去除氨氮
折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子,但由此引起的pH值下降一般可以忽略,因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右(以CaCO3计)。折点氯化法除氨机理如下:
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-
折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
2. 选择性离子交换化去除氨氮
离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性。
O.Lahav等用沸石作为离子交换材料,将沸石作为一种把氨氮从废水中分离出来的分离器以及硝化细菌的载体。该工艺在一个简单的反应器中分吸附阶段和生物再生阶段两个阶段进行。在吸附阶段,沸石柱作为典型的离子交换柱;而在生物再生阶段,附在沸石上的细菌把脱附的氨氮氧化成硝态氮。研究结果表明,该工艺具有较高的氨氮去除率和稳定性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。
沸石离子交换与pH的选择有很大关系,pH在4~8的范围是沸石离子交换的最佳区域。当pH<4时,H+与NH4+发生竞争;当pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氨氮10~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。
3. 空气吹脱法与汽提法去除氨氮
空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时,离子态铵转化为分子态氨,然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮,去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定,吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液,也可根据市场需求,用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品,未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬季使用。
用该法处理氨氮时,需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。
汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氨氮的处理效率,用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氨氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。
吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。
4. 生物法去除氨氮
生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。
硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐,包括两个基本反应步骤:由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌,它们利用废水中的碳源,通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下:
亚硝化: 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-
硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4,最佳温度为35℃,温度对硝化菌的影响很大,温度下降10℃,硝化速度下降一半;DO浓度:2~3mg/L;BOD5负荷:0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d);泥龄在3~5天以上。
在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇为碳源为例,其反应式为:
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的适宜pH值为6.5~8.0;最佳温度为30℃,当温度低于10℃时,反硝化速度明显下降,而当温度低至3℃时,反硝化作用将停止;DO浓度<0.5mg/L;BOD5/TN>3~5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。
常见的生物脱氮流程可以分为3类:
⑴多级污泥系统
多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果,其缺点是流程长,构筑物多,基建费用高,需要外加碳源,运行费用高,出水中残留一定量甲醇;
⑵单级污泥系统
单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程,通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比,该工艺特点:流程简单、构筑物少,只有一个污泥回流系统和混合液回流系统,基建费用可大大节省;将脱氮池设置在去碳源,降低运行费用;好氧池在缺氧池后,可使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质;缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷。此外,后置式反硝化系统,因为混合液缺乏有机物,一般还需要人工投加碳源,但脱氮的效果高于前置式,理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成,通过改换进水和出水的方向,两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统,但利用交替工作的方式,避免了混合液的回流,其脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高,必须配置计算机控制自动操作系统;具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
⑶生物膜系统
将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器,即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流,但不需污泥回流,在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。
由于常规生物处理高浓度氨氮废水还存在以下:
为了能使微生物正常生长,必须增加回流比来稀释原废水;
硝化过程不仅需要大量氧气,而且反硝化需要大量的碳源,一般认为COD/TKN至少为9。
5. 化学沉淀法去除氨氮
化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。
化学沉淀法处理NH3-N是始于20世纪60年代,在90年代兴起的一种新的处理方法,其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在碱性水溶液中生成沉淀。
在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)2、H3PO4与NH4+反应生成MgNH4PO4•6H2O(鸟粪石)沉淀,该沉淀物经造粒等过程后,可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9~11。pH值<9时,溶液中PO43-浓度很低,不利于MgNH4PO4•6H2O沉淀生成,而主要生成Mg(H2PO4)2;如果pH值>11,此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更难溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同时,溶液中的NH4+将挥发成游离氨,不利于废水中氨氮的去除。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。
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