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废水中总氮处理方法

废水中总氮处理方法

废水中总氮处理方法范文第1篇

(1)吹脱与汽提法吹脱与汽提法适用于含有溶解性氨氮有机氮废水,这种方法是在高的pH值情况下,使溶解性氨氮有机氮废水与通入废水中的气体充分接触,最后靠气体中氨的分压与废水中氨浓度的分压差来推动对废水中氨氮的去除。吹脱与汽提法需要溶解性氨氮废水中的氨氮尽可能以氨分子形态存在,去除效果取决于pH值、水温、水力负荷及气水比等。氨吹脱即空气吹脱,汽提法则利用蒸汽进行吹脱,由于汽提法所需能耗较大,而且设备维护复杂,因此主要采取空气吹脱法来去除水中的氨氮。刘文龙等人[1]利用空气吹脱法处理催化剂生产过程中产生的含(NH4)2SO4高浓度氨氮(平均达4300mg/L)废水,当废水pH值为11.5,吹脱温度为80℃,吹脱时间为120min,气液体积比300时,废水中氨氮脱除率可达99.2%,采用吹脱、汽提法容易造成空气二次污染。(2)电渗析法电渗析是一种利用施加在多对阴阳膜对之间的电压来去除含氮废水中氮浓度的方法。在电渗析槽中阴阳渗透膜之间施加直流电压,当含氮废水进入电渗析槽时,通过施加在多对阴阳离子渗透膜的电压,使氨离子从废水中集聚另一侧的高浓度氨废水中,从而使含氮废水中的氨得到去除。电渗析法处理的优点是效果稳定、启动快、操作简便、受来水温度及pH值等条件影响小;但该法易导致浓水和淡水串流,影响最终出水水质,故该法适用于中低浓度的氨氮废水。电渗析技术需要氨氮尽可能以氨分子形态存在,电渗析法可将含NH3-N3000~3200mg/L废水中的氨氮去除85%以上,同时可获得8.9%的浓氨水,此方法在运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。(3)化学沉淀法化学沉淀法是通过向废水中投加某种化学药剂,使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应,形成难溶盐沉淀下来,从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。目前主要采用向废水中投加MgCl2•6H2O和Na3PO4•12H2O生成磷酸氨镁(MAP)沉淀的方法,以去除含氮废水中的氨氮。徐志高等人利用投加MgCl2•6H2O和Na3PO4•12H2O生成磷酸氨镁的化学沉淀法对处理锆铪萃取分离所产的高浓度氨氮废水进行了研究,研究表明pH值对高浓度氨氮废水中氨氮的去除及磷的残余的影响最大,其次是n(P)∶n(N),而n(Mg)∶n(N)和初始氨氮浓度的影响较小,最终所选工艺条件为pH值=9.5,n(Mg)∶n(N)=1.2∶l,n(P)∶n(N)=0.9∶1,25℃下反应20min,静置30min时,可将锆铪分离所产生的废水中氨氮浓度由3000mg/L降至150mg/L以下,其氨氮的去除率大于95%,磷的残留约1.1mg/L。生成的磷酸铵镁沉淀物是一种很有价值的缓释肥。化学沉淀法是一种技术可行、效率高的方法,很有开发前景,但要广泛应用于工业废水处理,还需要解决经济问题。由于其投加药量大,需要寻找价廉高效的沉淀剂;由于工业废水中会存在一些有毒有害物质,需要开发MAP作为肥料的价值。(4)氧化法在强氧化剂或特殊光照作用下,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质,达到净化的目的。付迎春等人和王颖莉等人分别以催化湿式氧化及光催化氧化法去除氨氮,实验结果表明,在催化氧化法中氨氮去除率可达97%以上,但是在氧化过程中,部分氨氮在氧化过程中部分被氧化成NO3,不利于总氮去除。

2生物法

生物法是指废水中的含氮污染物在多种微生物作用下,通过同化、矿化、硝化、反硝化等一系列反应,最终生成N2,从而达到处理废水中含氮污染物的目的。目前在生物法处理含氮废水的新工艺中主要方法有好氧反硝化法、短程硝化反硝化及厌氧氨氧化等。生物法处理效果稳定,操作简单,适用范围广,不产生二次污染且比较经济;但占地面积大,低温时效率较低,对运行管理要求较高。在所有方法中,对氨氮的去除率均可达到95%以上,但对总氮的去除差异非常大。朱明石等人采用升流式厌氧污泥床(UASB)-生物膜反应器建立厌氧氨氧化工艺来处理高浓度含氮废水,当进水ρ(NH3-N)、ρ(NO2-N)、ρ(TN)分别为340.0mg/L、448.8mg/L、788.8mg/L时,其去除率分别为84.0%、93.0%、85.0%。孙艳波等人对厌氧氨氧化和反硝化的协同脱氮的进行了研究,稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%。结果表明,厌氧氨氧化和反硝化能协同脱氮而且效果很好。与传统生物硝化反硝化技术相比,厌氧氨氧化技术需氧量低,不需外加碳源和中和试剂,同时可大幅度减少污泥产量,是目前已知最经济的生物脱氮工艺;但因厌氧氨氧化的反应速度比较慢,故所需反应器容积大。目前国内在厌氧氨氧化生物脱氮领域开展的研究工作不多,为使这一具有良好应用前景的新型生物脱氮工艺在工业中得到应用,今后应进一步研究确定厌氧氨氧化的反应机理,寻求适于反应微生物的培养条件及反应器系统。虽然许多方法都能有效地去含氮废水中的氮,但大部分目前还处于研究阶段,只有几种方法能真正应用于工业废水的处理,因为它们必须具有应用方便、处理性能稳定可靠、适应于废水水质及较为经济等优点、根据目前的经验,处理含氮废水中的氮的主要技术有:(1)生物硝化法反硝化法除氮,即在好氧条件下,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;然后在缺氧条件下,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。(2)氨吹脱法。(3)折点氯化法。(4)离子交换法。对于不同性质的废水,无机氮中的氨氮废水处理技术相对比较成熟。根据氨氮浓度的不同,废水可划分为三类:(1)高浓度(>500mgNH3-N/L);(2)中等浓度(50~500mgNH3-N/L);(3)低浓度(<50mgNH3-N/L)。由于以上几种处理方法原理、影响因素、适用范围等不同,因此,在选择处理方法必须充分利用其特点和优势,做到既“节能减排”又“满足要求”。目前以上几种处理方法中主要采用以下四种处理方法来去除废水中的氮,但各有其特点和适用范围,见表1。

3几点看法

废水中总氮处理方法范文第2篇

[关键词]氨氮废水处理技术方法选择

近年来,随着环境保护工作的日益加强,水体中有机物的代表指标――COD基本上得到有效控制,但是,含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制,未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害,如易导致湖泊富营养化,海洋赤潮等。本文总结了国内外高氨氮废水处理技术及其优缺点、适用范围等。

1废水中氨氮处理的主要技术应用与新进展

1.1 吹脱法

吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+),通过调节pH值转化为分子态氨,随后被通入的空气或蒸汽吹出。影响吹脱效率的主要因素有:pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。

NH4++OH-NH3+H2O

炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水,常含有很高浓度的氨,因此常用蒸汽吹脱法处理,回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的高费用。石灰一般用来提高pH值。用蒸汽比用空气更易控制结垢现象,若用烧碱则可大大减轻结垢的程度。吹脱法一般采用填料吹脱塔,主要特征是在塔内装置一定高度的填料层,利用大表面积的填充塔来达到气水充分接触,以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。胡允良等人研究了某制药厂生产乙胺碘呋酮时产生的一部分高浓度氨氮废水的静态吹脱效果。结果表明:当pH=10~13,温度为30~50℃时,氨氮吹脱率为70.3%~99.3%。

氨吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理,该处理技术优点在于除氨效果稳定,操作简单,容易控制。但如何提高吹脱效率、避免二次污染及如何控制生产过程水垢的生成都是氨吹脱法需要考虑的问题。

1.2 化学沉淀法(MAP法)

化学沉淀法是在含有NH4+离子的废水中,投加Mg2+和PO43-,使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4

•6H2O(简称MAP)结晶,通过沉淀,使MAP从废水中分离出来。化学沉淀法尤其适用于处理高浓度氨氮废水,且有90%以上的脱氮效率。在废水中无有毒有害物质时,磷酸氨镁是一种农作物所需的良好的缓释复合肥料。

处理时,若pH值过高,易造成部分NH3挥发。建议缩短沉淀时间,适当降低pH值,以减少NH3挥发。沉淀剂最好使用MgO和H3PO4,这样不但可以避免带入其他有害离子,MgO还可以起到中和H+离子的作用。赵庆良等人的研究发现:在pH=8.6时,同时投加Na2HPO4和MgCl2可将氨氮从6518mg/L降至65mg/L。

化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺简单、效率高。但是,废水中的氨氮残留浓度还是较高;另外,药剂的投加量、沉淀物的出路及药剂投加引人的氯离子及磷造成的污染是需要注意的问题。

1.3 膜吸收技术

比较老的膜技术是液膜法,除氨机理是:NH3易溶于膜相(油相),它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的酸发生解脱反应,生成的NH4+,利用膜两侧的NH3分压差为推动力,使NH3从废水向吸收液转移从而达到降低废水中氨氮含量的目的。但如何防止液膜乳化、富集了氨氮的吸收液的去向及减少吸收液对废水的有机污染是该技术需要着力研究的内容。

目前随着膜技术的日臻完善,采用膜技术进行高浓度氨氮废水处理成为研究的热点。利用一疏水性膜将含氨废水与易吸收游离氨的液相隔于膜两侧。不同的吸收液需要选用不同的膜。当采用H2SO4为吸收液时,必须选用耐酸疏水性固体膜,透过膜的NH3与H2SO4反应生成(NH4)2 SO4而被回收。处理后废水中氨氮的浓度理论上可达到零。该工艺的难点在于防止膜的渗漏。为了保证较高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比较薄,膜两侧的水相在压差的作用下很容易发生渗漏。

1.4 高级氧化技术

1.4.1 折点加氯法

折点加氯法是通过投加足量氯气至使废水中NH3-N氧化成无害氮气,反应如下:

2NH4++3HClO N2+3H2O+5H++3Cl-

处理时所需的实际氯气量,取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每毫克氨氮一般需要6~10mg氯气。虽然氯氧化法反应迅速完全,所需设备投资较少,但液氯的完全使用和贮存要求高,并且处理成本也较高;若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替使用液氯,安全问题和运行费用可以降低,但目前国内最大的发生装置产氯量太少,并且价格昂贵,因此氯氧化法一般用于给水处理,将其用来作深度脱氮。对于大水量高浓度氨氮废水的处理显得不太适宜。

1.4.2 催化湿式氧化法

催化湿式氧化法是20世纪80年展起来的治理废水新技术。在一定温度、压力和催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2、H2O等无害物质,达到净化的目的。

杜鸿章等人用在270℃、9MPa条件下,利用催化湿式氧化法处理焦化废水中的氨氮,去除率达到99.6%。该法具有净化效率高、流程简单、占地面积少等特点。经过国外多年应用与实践,在技术上已具有较强的竞争力。但如何降低成本还是实践应用有待研究解决的问题。

1.5 离子交换技术

离子交换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为交换载体,从而达到去除氨氮的目的。根据有关资料,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限能力,当沸石粒径为30~16目时,氨氮去除效率可达到78.5%,但操作复杂,且再生液仍为高浓度氨氮废水,仍需再处理,一般适合于低浓度氨氮处理。

1.6 生物脱氮技术

1.6.1 生物脱氮传统工艺――硝化/反硝化法

传统的硝化/反硝化法是废水中的氨氮在好氧菌作用下,最终氧化生成硝酸盐,这一过程称为硝化反应。其反应如下:

2NH4+ + 3O2 2NO2- + 4H+ + 2H2O

2NO2- + O2 2NO3-

总反应式为:

NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + H2O

硝化过程中要耗用大量的氧,一般认为溶解氧应控制在1.2~2.0mg/L以上,低于0.5mg/L则硝化作用完全停止。硝化反应后有硝酸形成,使生化环境的酸提高,因此要求废水中应有足够的碱度来平衡硝化作用中产生的酸,一般要求硝化作用最适宜的pH值为7.5~8.5。

反硝化反应是指在无氧条件下,反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)还原为氮气(N2)的过程。其反应如下:

4NO3- + 5C(有机C)+ H2O2N2+ 5CO2 + OH-

反硝化菌属异养型兼性厌氧菌,在有氧存在时,它会以O2为电子受体进行好氧呼吸;在无氧而有NO3-或NO2-存在时,则以NO3-或NO2-为电子受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。反硝化过程中,理论的C/N应为2.86。当废水中的C/N大于2.86时才能充分满足反硝化对碳源的要求。废水中C/N愈小,反硝化去除率也愈低,工程运行中一般控制C/N在3.0以上。

生物处理对氨氮的降解彻底、运行费用低。是目前应用最为广泛的脱氮技术。传统的生物脱氮工艺是由Barth基于氨化、硝化及反硝化反应过程建立的三级活性污泥工艺。该系统因细菌生长环境条件优越,能够快速彻底地去除总氮。但该工艺流程复杂、处理设备多。上世纪80年代初开创的前置反硝化工艺A/O,以其流程简单、碳源和碱度需求低的优势迅速成为一种重要的生物脱氮工艺。此后随着研究的深入,先后出现了生物接触氧化脱氮工艺、氧化沟脱氮工艺、SBR脱氮工艺及MBR脱氮工艺等新的生物处理技术。

1.6.2 生物脱氮新工艺――短程硝化/反硝化

生物脱氮新技术的研究主要集中在开发一些低能耗、高效率、低投资的工艺。目前是通过选择抑制性物质或限制硝化菌的活性,使氨氮氧化为亚硝酸盐并积累,然后对其进行反硝化脱氮的短程硝化/反硝化。此法所需的氧量和电子供体量将分别减少25%和40%。

根据研究,通过控制pH:7.8~8.0、DO:2.0mg/L、温度:25~30℃等条件,可促使亚硝化菌成为优势菌,将大部分氨氮氧化为亚硝酸根。亚硝化菌对环境的变化很敏感。为了能获得稳定和较高的氨氮亚硝化率,必须保证适宜亚硝化菌生长的环境条件并限制硝化菌的活性。因此,目前亚硝化菌筛选和培育的研究也十分活跃。

2常用技术运行费用分析

上述几种方法中,从技术上讲都是可行的,确定采用哪种方法关键在于处理工艺投资、运行成本以及运行可靠性,各类处理法处理1kg氨氮的成本估算比较见表1。

表1各类处理法处理1Kg氨氮的运行费用表 (单位:元)

处理法 主要原材料或动力 成本估算 应用情况

500mg/l 10000mg/l

硝化/反硝化 氧气(动力)、碳源 1.00 1.50 适用于中低浓度处理、占地面积大、投资高

离子交换法 碱剂、食盐、动力 2.00 无法应用 投资高、运行费用略高、可回收氨产品

MAP沉淀法 磷酸、镁盐 18.00 18.00 适用于高浓度处理、占地小、运行成本高

折点加氯法 氯气 20.00 20.0 适用于低浓度处理、工艺简单、占地小、运行成本高

空气吹脱法 碱剂、空气(动力) 3.0 2.0 适用于中高浓度处理、有二次污染

蒸汽汽提法 碱剂、蒸汽 20.00 1.00 适用于高浓度可处理回收氨,运行成本高

3结论

目前氨氮处理法分为两类:一类为物化法,包括吹脱法、MAP沉淀法、膜法、折点加氯法和离子交换法;第二类为生物脱氮法,包括硝化和亚硝化/反硝化工艺。对于高浓度污水氨氮污水来说,一般可采用空气吹脱法、蒸汽汽提法、MAP沉淀法进行预处理,回收氨产品以补偿运行成本;对于中低浓度氨氮污水来说,一般可采用生物脱氮法、离子交换法和高级氧化法。

目前国内围绕高浓度氨氮废水处理的研究十分活跃,特别是膜吸收技术、湿式催化高级氧化技术及突破传统生物脱氮的短程硝化/反硝化新工艺和新技术等。

参考文献:

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废水中总氮处理方法范文第3篇

关键词:电极生物膜法 厌氧氨氧化 电流密度 脱氮

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)03(b)-0099-01

现有的电极生物膜反应器常采用石墨、活性炭、不锈钢等材料制作电极,而这些材料存在易腐蚀、造成水质二次污染、使用寿命短、成本高昂、不易安装等问题[1]。

1 实验部分

1.1 实验装置

试验中电极生物膜反应器为有机玻璃制成的立方体池子,其有效尺寸(长(宽(高))为(50cm(50cm(48cm))),有效体积为120L。内部平行放置两块阳极板和一块阴极板,间距为10cm,两块阳极分别固定于阴极两侧。三块电极浸没在液体中的体积为17.24L,整个反应器的有效容积为102.76L,有效总阴极表面积为2 863.5cm2。

1.2 实验用水

该试验配制了四种模拟废水:氨氮试验用水a、亚硝酸盐氮试验用水b、硝酸盐氮试验用水c、混合试验用水d,并引取了实验室ANAMMOX(厌氧氨氧化)工艺流水线上的两种出水:ANAMMOX反应塔出水e和生活污水f,对电极生物膜反应器中的胶凝材料基阳极进行检测试验。在废水中加入NH4HCO3提供反应所需的碳源,使C/N为1。

1.3 试验方法

该次试验以电极生物膜反应器进水种类和电流密度为依据,分为两种工况。

工况A:分别对a、b、c、d四种模拟废水进行试验,将模拟废水加入试验进水池,电极生物膜反应器出水直接回流至试验进水池。调节电源,给电极加载286mA的稳定电流,即反应器中的电流密度为0.1mA/cm2。

工况B:将ANAMMOX反应塔出水e通入试验进水池,出水进入ANAMMOX工艺流水线回收利用。取四种电流43mA、195mA、286mA、444mA,进行四次试验。

1.4 测试指标及其方法

氨氮:纳氏试剂分光光度法;亚硝酸盐氮:N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法;硝酸盐氮:酚二磺酸分光光度法;pH:pH计;温度:温度计。

2 结果与讨论

影响试验的因素有进水含氮量、pH、电流密度、温度、HRT(水力停留时间)、C/N等。该次所有试验的温度均为28℃,C/N均为1,调节电磁泵使进水流量为17.13L/h,即装置的HRT均为6h。在实验中发现,反应器中的pH值维持在性7~8之间,呈弱碱性,适合反硝化菌的生长,所以无需添加pH值缓冲体系[2]。该试验主要研究进水含氮情况和电流密度两个因素影响下,反应器去除氮素污染物的效果,以检验胶凝材料基电极的性能。

2.1 工况A

模拟废水a、b、c分别以氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮为主,模拟废水d则是三种氮素化合物的含量都比较高。分四次进行试验,测定不同废水在电极生物膜反应器中三种氮素化合物浓度的变化。a、b、c三种模拟废水采样时间间隔为2d,各采样4次,每次测定5组数据,模拟废水d由于浓度比较高,采样到第6次,出水浓度稳定。其中保持电磁泵工作,是为了让反应器内的废水能流动起来,与反硝化细菌有充分的接触。

实验结果表明,自制的胶凝材料基电极不会对水质造成二次污染,反硝化细菌能成功在新电极制作的反应器中挂膜、驯化、增殖。

2.2 工况B

将ANAMMOX反应塔出水e通入试验进水池,测定加载四种电流时,电极生物膜反应器出水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的浓度变化情况。采样时间间隔为2d,其中,第8天未采样,至第9天采样,各采样6次,每次测定5组数据取平均值。待系统稳定后,记录不同电流密度下,硝酸盐氮和总氮的浓度及其去除率。

由图1知,0.09mA/cm2附近的电流密度是一个转折点。当电流密度小于该值时,出水中硝酸盐氮和总氮的浓度均随电流密度的升高而明显降低;而大于该值时,出水中上述两种浓度明显上升。说明电极生物膜法促进反硝化有最佳电流密度[3]。

3 结语

(1)胶凝材料基电极具有良好的导电性和稳定性,具有不易腐蚀、材料易得、成本低、便于推广等优点。

(2)该设备对ANAMMOX工艺末端出水中硝酸盐氮的去除效果明显,在温度为28℃,C/N为1,HRT为6h时,反应器工作的最佳电流密度为0.09mA/cm2,电流密度偏离最佳值时,去除效果降低。当加载电流密度为0.1mA/cm2时,出水硝酸盐氮和总氮的浓度分别为4.86mg/L和10.73mg/L,去除率分别为88.76%和83.30%。

参考文献

[1] 杨昌柱,陈建平,张敬东,等.生物膜-电极法在废水处理中的应用[J].工业水处理,2006,26(11):1-3.

废水中总氮处理方法范文第4篇

关键词:垃圾渗滤液;氨氮;水处理

1引言

垃圾渗滤液是指在堆放和填埋垃圾过程中由于雨水的浸泡和发酵,以及地表水和地下水的浸泡而产生的废水,同时,它还包括垃圾分解所产生的水和垃圾本身所含的水分以及渗入地下的水。渗滤液的处理是各国所面临的污染处理难题之一。这主要是基于两点考虑:一是氨氮含量高,二是重金属含量高。而氨态氮含量高是渗滤液的最大特点,一般占总氮的90%以上。根据其氨氮浓度的高低,废水可分为3大类:高浓度氨氮废水(氨氮>500mg/L)、中等浓度氨氮废水(氨氮为50~500mg/L)和低浓度氨氮废水(氨氮

在国外,污水脱氮方面已经做了大量的研究[1]。而在国内,处理废水的方法还处于比较低级的阶段。大致说来,国内使用的方法有[2]化学法、生物法、物理法等。其中,物理法又有蒸馏、反渗透等技术。而生物法有固定化生物技术、 生物硝化法等。另外,化学法有催化裂解、吹脱、电渗析、焚烧、电化学处理等技术,下面对这些方法作详细介绍。

2垃圾渗滤氨氮去除的方法

2.1化学沉淀法

化学沉淀法是加入含Mg2+和PO3-4的物质在垃圾渗滤液中,氨氮最终转化成复盐MgNH4PO4,而这些复盐难以溶解,从而实现渗滤液中氮元素的去除[4]。发生的反应如下:

采用磷酸铵镁沉淀法,魏婧娟等[2]对某垃圾填埋场的废液氨氮进行研究。结果表明,镁、氮、磷的含量比为1.3∶1∶0.8,弱碱性条件下,反应2h后再沉淀0.5h,对COD和氨氮的质量浓度分别为3295和1515mg/L的废液,其COD的去除率可达26%,氨氮去除率可以达到91%。金龙等[4]用此法研究了垃圾渗滤液的氨氮的处理,结果表明:反应时间的影响小于药剂投加量大小的影响;投料相同时,磷酸盐去除效果不及镁盐。

总的来说,此法反应速度较快,而且氨氮等元素的去除率很高。由于生成的沉淀中含有钾、氮、磷等物质,这些和土壤肥料的组分相似,且此法不受温度限制,因此沉淀可以作为复合肥加以利用。但是由于沉淀可能存在重金属离子,回收利用这类物质应谨慎,将其变废为宝将是未来发展的一个方向。

2.2乳状液膜法

乳状液膜法是利用液膜分离技术,在处理不同浓度的氨氮废水上,它都是一种很有潜力的方法。通过选择性渗透,从而达到不同物质的分离。在强碱条件下,氨氮以分子氨的形式存在,易穿过油膜,被酸液捕捉,转化为不溶于油的铵离子,而离子不易穿过油膜,可以在膜内富集,从而实现分离去除的目的。

2.3催化氧化法

催化氧化法以催化湿式氧化法居多,在一定的温度和压力以及适当的催化剂下,经氧气氧化,氨和其中的有机物被氧化成氮气、二氧化碳和和水等物质,从而实现氨氮的去除。此法的缺点是反应高温高压,设备要求较高,且采用钌、铑、钯等贵金属作为催化剂,因此,处理成本昂贵,性价比不高。发展廉价高效的催化剂有助于该法的应用和推广,目前,国内的研究尚处于实验阶段[5],还没有应用于实际污水中氨氮处理的报道。

20世纪70年代以来,人们开发的新型水处理剂高铁酸钾(K2FeO4)是一种廉价的氧化剂,具有很好的杀菌作用和优异的氧化除污效果[6]。和其他氧化剂相比,作为一种非氯氧化剂,最终是产物是难溶的氢氧化铁,沉淀后会以污泥的形式从废水中过滤出来,不会对处理后的水样带来二次污染,因而它具有环境友好、无毒、高效等优点[7]。但其水溶液稳定性较差,至今仍未取代氯而被广泛应用。

以南昌市某垃圾填埋场的渗滤液为研究对象,弓晓峰等[8]初步研究了以高铁酸钾作为氧化剂,以垃圾渗滤液为样品,考察了该废液对水样中离子态氨和COD的处理。结果表明,在较低的氧化剂浓度下,可以实现了对氨氮的去除率达到很高的效果。

2.4生物法去除氨氮

在各种微生物的作用下,通过反硝化和硝化等以及一系列反应,最终生成二氧化碳、氮气和水,这是生物法去除氨氮的特点。此法工艺较多,但是机理基本类似,即都经过硝化和反硝化两个阶段达到去除目的。硝化反应是在有氧下,利用好氧硝化菌的作用,将废水中的氨氮氧化为硝酸盐或亚硝酸盐,反应如下:

在没有氧气时,利用反硝化菌将剩余的亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气。这个反硝化过程中的需要一些有机底物(碳源)。如碳源是甲醇时,其反应为:

6NO-3+3CH3OH=6NO2+6CO2+4H2O

6NO2+3CH3OH=3N2+3CO2+3H2O+6OH-

生物脱氮法可去除多种不同类型的含氮化合物,总去除率可达70%~95%,而且成本低、二次污染小,因而在国内和国外运用都很多。此法也有其缺点,一是细菌处理氨氮的速度受温度影响较大,因此不是很稳定,而是设备占地面积大。但仍然是一种很有效很经济的方法。

2.5空气吹脱法

空气吹脱法分为吹脱塔吹脱和曝气吹脱两种。氨氮在废液中存在如下平衡:NH+4+OH-=NH3+H2O。当pH>9时,主要以游离氨的形式存在,可以在此条件下,经过空气吹脱,实现去除游离氨的目的。张萍等[9]研究将废液pH调至11左右,室温吹脱1h,氨态氮含量迅速降低至135mg/L,去除率接近80%,由此可见,该工艺对氨氮去除有很好的效果。

2.6反渗透法

利用高压下的反渗透膜选择性通过某种物质而截留其他物质,实现对液体混合物不同组分的分离,这是反渗透法的特点。用反渗透膜处理技术,在超低压下,郭健等[10]仔细研究了氨态氮去除的特点,并对工艺条件进行优化,实现了高效分离。这些研究为此技术在该领域中的应用提供参考。但此法缺点很多,一是膜容易被污染,而是设备成本较高,限制了其在国内外的废液处理上的应用。

2.7吸附法

利用多孔性的固体,使渗滤液中氨氮被吸附在固体表面而去除的方法,这是吸附法的特点。由于沸石内表面积大,因而它具有较强的离子交换和吸附能力。在国内,天然沸石资源丰富,沸石吸附法有很大的应用前景,且此法可以回收氨,实现变废为宝,而且此法没有二次污染。但是对该法用于渗滤液处理的研究还不太多,用于实际生产还有待进一步研究。例如袁俊生等[11]采用斜发沸石去除工业污水中的氨氮,在中性条件下,对氨的平均交换容量为12.96mg/g沸石,研究还发现,随pH值增大,交换容量逐渐降低。

2.8电化学法

采用直接电化学法去除渗沥液的氨氮,其阳极氧化水分子产生氢氧游离基・OH,和附近的氨氮产生氧化反应。例如胡晨燕等[12]对某市临江垃圾焚烧发电厂堆场的废液,采用三元电极电解经过生化-混凝处理后的水,对废液的降解进行了研究。通过分析随电解时间相应氨氮浓度的规律,确定了其降解动力学的特征,建立了不同条件下的降解反应动力学方程。对此类废水的处理具有很好的指导作用。

3结语

单纯从研究的角度来看,在垃圾渗滤液中高浓度氨氮处理技术方面,以上几种方法都具有很好的处理效果。但如何降低成本、减少二次污染、操作简单、运行稳定高效是能否实际推广应用的关键。

参考文献:

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[3] 魏婧娟,王凯,卢宁.MAP法预处理高氨氮垃圾渗滤液的试验研究 [J].工业用水与废水,2009,40(3):27~29.

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[5] 杜鸿章,房廉清,江义,等.焦化污水催化湿式氧化净化技术 [J].工业水处理,1999(6):11~13.

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[8] 弓晓峰,雷婷,武和胜,等.高铁酸钾滤液处理垃圾渗滤液 [J].水处理技术,2008,34(6):37~39.

[9] 张萍,刘强.生活垃圾卫生填埋场渗滤液脱氮处理技术 [J].环境卫生工程.2007,15(1):28~31.

[10] 郭健,吴家前,冼萍,等.超低压反渗透膜处理垃圾渗滤液运行工艺的实验研究 [J].环境工程学报,2011,5(3):553~556.

废水中总氮处理方法范文第5篇

【关键词】环保;蚀刻液废水;物化处理工艺

一、废水处理难点

废水中含盐量高达10%,难以采用生化处理,而且对混凝土池体、设备材料有很强的腐蚀作用,即使是SUS316L不锈钢也无法长期使用,若采用双相钢或钛合金成本则太高。因此本设计中所有混凝土池体和金属支架均采用玻璃钢防腐,水泵选用衬氟化工泵,管道采用聚丙烯材质,过滤罐采用玻璃钢材质,气浮池采用聚丙烯材质,溶气释放头采用ABS材质。目前该废水站已经运行了一年半,设备运行稳定。

废水中COD含量较高,且无法采用生化工艺,只能采用物化工艺。建设单位原有处理工艺为“混凝+板框压滤机过滤+氨吹脱+砂滤”工艺,本设计中在建设单位原有设施的基础上增加了了“混凝沉淀+铁碳微电解+FETON氧化+气浮+加氯氧化+活性炭吸附+石英砂过滤”等工艺,运行成本虽然高,但是和其它类似公司采用蒸发工艺处理相比,工程投资大幅度降低。

二、各种污染指标的去除方法选择

1、氨氮去除工艺

作者从化学沉淀法(MAP法)、离子交换法 、蒸发脱氨、折点加氯法 、生物脱氮法、高级氧化法、吹脱法、膜法脱氨等工艺中选择了“吹脱法+高级氧化+折点加氯”的组合工艺来对污水中的氨氮进行处理,其中氨氮吹脱设备为建设单位原有。实践证明废水中氨氮综合去除率达到99.73%。

2、COD去除工艺

由于生物法具有运行成本低的优点,全世界范围内,COD去除工艺优先选择生物法,对对于本案例中含盐量高达10%的蚀刻液废水,不适合采用生物法进行处理。因此,对于酸性蚀刻液作者选择采用物化法来去除COD,处理工艺为“主微电解+FETON+粉末活性炭吸附”。 实践证明废水中COD综合去除率达到98%。

3、总铜去除工艺

废水中含有大量的络合铜和亚铜离子,常规碱性沉淀法无法去除络合铜和亚铜离子,该项目现有“硫化钠破络+重金属离子捕捉+板框压滤机过滤+砂滤”处理工艺,总铜仍然经常超标,因此我司在此基础上增加了“重金属离子捕捉剂和铁碳微电解+斜管沉淀”相结合的处理工艺。实践证明废水中总铜综合去除率达到99.95%。

三、工艺流程图

四、各单元去除率

酸性蚀刻液各处理单元去除率

五、实际处理效果

该公司自有实验室,可对污水中各项指标进行检测,经连续检测化验30天,每天检测COD\ Cu2+\氨氮3个指标,污水处理指标总体合格率为96.7%,已顺利通过了当地环保部门的监测验收。

六、直接运行费用分析