水中氨氮的去除方法

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1、水中氨氮的去除方法废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐.水中氨氮的去除方法有多种，但目前常见的除氮工艺有生物硝化 与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等。下面我们详细介绍一下这几种水中氨氮的去除方法：一、生物硝化与反硝化（生物陈氮法）（一）生物硝化 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的 作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作 用.生物硝化的反应过程为：由上式可知：（1）在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需 氧4.57g； （2）硝化过程中释放出H+,将消耗废水中的碱度，每氧

2、化lg氨氮，将消耗碱度（以CaC03计）7lg。影响硝化过程的主要因素有：（1）pH值当pH值为8.08。4时（20C）,硝化作用速度最快.由于硝化过程中pH将下降，当 废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；（2）温 度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35C,在15C以下其活性急剧降低，故水温以不低于15C为宜；（3）污泥 停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为=0.30。5d1 （温度20C，pH808. 4）.为了维持池内一定量 的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间。在 实际运行中，一般应取2，或2 ; （4）溶解氧 氧是生物硝化作

3、用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行.一般， 在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在23mg/L以 上；（5）B0D负荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖， 从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要 充分进行硝化，B0D5负荷应维持在0. 3kg（BOD5）/kg（SS）.d 以下.（二）生物反硝化在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将N02-N和 NO3N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体 （氢供体）是各种各样的有机底物（碳源）.以甲醇作碳源为例，其反应 式

4、为：6NO3十 2CH30HT6N0 2十 2 C02 十 4H2 06NO2-十 3CH30HT3N2 十 3CO2 十 3H2 0十60H 由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使N03N、N02N 被还原，而且还可位有机物氧化分解。影响反硝化的主要因素：（1）温度 温度对反硝化的影响比对 其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持2 040C为宜.苦在 气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保 持良好的反硝化效果；（2） p H值 反硝化过程的pH值控制在7。 080； （3）溶解氧氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0. 5mg /L以下（活性污

5、泥法）或1mg/L 以下（生物膜法）；（4）有机碳源 当废水中含足够的有机碳源，BO D5/TN（35）时，可无需外加碳源.当废水所含的碳、氮比低于 这个比值时，就需另外投加有机碳.外加有机碳多采用甲醇.考虑到甲 醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为N03N的3倍.此外，还 可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部分有机碳，即”内碳源”， 但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止 期或衰亡期，因此池容相应增大。二、沸石选择性交换吸附沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为（M2+2M+） 0. AI203。mS i 02 nH20 （m=210, n=09）,式中 M2+代表

6、Ca2+、Sr2 + 等二 价阳离子，M +代表Na+、K+等一价阳离子，为一种弱酸型阳离子交 换剂.在沸石的三维空间结构中，具有规则的孔道结构和空穴，使其 具有筛分效应，交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。 天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石。斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为：K+, NH4+Na+ Ba2+Ca2+Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性，可采用交 换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高，NH4+向NH3转化， 交换吸附作用减弱；当pH过低，H+的竞争吸附作用增强，不利于NH 4+

7、的去除.通常，进水pH值以68为宜。当处理合氨氮1020 mg/L的城市进水时，出水浓度可达丨mg/L以下.穿透时通水容积约 1001 50床容.沸石的工作交换容量约0.4X1O-3n1moI/g左右。吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。 再生液用量约为处理水量的35%。研究表明，石灰再生液中加入0。 1mo丨的NaCI,可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题，亦有采 用2%的氯化钠溶液作再生液的，此时再生液用量较大.再生时排出 的高浓度合氨废液必须进行处理，其处理方法有：（1）空气吹脱 吹 脱的NH3或者排空，或者由量H SO吸收作肥料；（2 ）蒸气吹脱24冷凝液为1%

8、的氨溶液，可用作肥料；（3 ）电解氧化（电氯化） 将氨 氧化分解为N2。三、空气吹脱亠在碱性条件下（pH1O.5），废水中的氨氮 主要以NH3的形式存在（图202）。让废水与空气充分接触，则水 中挥发性的NH3将由液相向气相转移，从而脱除水中的氨氮。吹脱 塔内装填木质或塑料板条填料，空气流由塔的下部进入，而废水则由 塔顶落至塔底集水池。影响氨吹脱效果的主要因素有：pH值 一般将pH值提高至10。811.5；（2）温度 水温降低时氨的溶解度增加，吹脱效率降低。例如,20C时 氨去除率为9095%，而10C时降至约75%,这为吹脱塔在冬季运行 带来困难；（3）水力负荷 水力负荷（m3/m2h）过大

9、，将破坏高效吹脱所需的 水流状态，而形成水幕；水力负荷过小，填料可能没有适当湿润，致使 运行不良，形成干塔。一般水力负荷为2.55m3/m2h；a （4）气 水比 对于一定塔高，增加空气流量，可提高氨去除率;但随着空气流量增加，压降也增加，所以空气流量有一限值。一般，气/水比可 取25005OO0 (m3/m2)； 4(5)填料构型与高度 由于反复溅水和形成水滴是氨吹脱的关键，因此填料的形状、尺寸、间距、排 列方式够都对吹脱效果有影响。一般，填料间距405Omm,填料高 度为67.5 m。若增加填料间距，则需更大的填料高度；(6)结垢控制填料结垢(CaCO3)特降低吹脱塔的处理效率。控制结垢的

10、措施有：用高压水冲洗垢层；在进水中投加阻垢剂：采用不 合或少含CO2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环使用)；采用不易结 垢的塑料填料代替木材等。空气吹脱法除氨，去除率可达6095%，流程简单，处理效果稳 定，基建费和运行费较低，可处理高浓度合氨废水.但气温低时吹脱 效率低，填科结垢往往严重干扰运行，且吹脱出的氨对环境产生二次 污染。四、折点氯化4投加过量氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：NH4+十 1.5H0CIT0. 5N 十 1. 5H 0 十 2. 5H+十 1. 5C I -2 2由反应式可知，到达折点的理论需氯(C1 )量为7. 6kg/kg(N2H N)，而实际需氯量在81Okg/kg(NH -N)。在pH=67进行33反应，则投药量可最小。接触时间一般为O. 52 h .严格控制pH值 和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺(如NCI )和氯代有机物。3折点氯化法对氨氮的去除率达901 00%，处理效果稳定，不 受水温影响，基建费用也不高。但其运行费用高；残余氯及氯代有机 物须进行后处理。在目前采用的四种脱氮工艺中，物理化学法由于存在运行成本 高、对环境造成二次污染等问题，实际应用受到-定限制.而生物脱氮 法能饺为有效和彻底地除氮，且比较经济，因而得到较多应用。