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1、.1/5 水中氨氮的去除方法 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐与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、空气吹脱与折点氯化等.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：在硝化过程中,1g 氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；硝化过程中释放出 H+,将消耗废水中的碱度,每氧化 lg 氨氮,将消耗碱度
2、7.lg.影响硝化过程的主要因素有：pH 值当 pH 值为 8.08.4 时,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；温度温度高时,硝化速度快.亚硝酸盐菌的最适宜水温为 35,在 15以下其活性急剧降低,故水温以不低于 15为宜；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0.30.5d-1.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；溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体,其浓度太低将不利于硝化反应的进行.一般,在活性污.2/5 泥法曝气池中进行硝化,溶解氧
3、应保持在 23mg/L 以上；BOD 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,BOD5 负荷应维持在 0.3kg/kg.d 以下.生物反硝化在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌的作用,将NO2-N和NO3-N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.以甲醇作碳源为例,其反应式为：6NO3-十 2CH3OH6NO2-十 2CO2 十 4H2O 6NO2-十 3CH3OH3N2 十 3CO2 十 3H2O 十 60H-由上可见
4、,在生物反硝化过程中,不仅可使 NO3-N、NO2-N 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：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 2040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；pH 值反硝化过程的 pH 值控制在 7.08.0；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 以下或 1mg/L 以下；有机碳源当废水中含足够的有机碳源,BOD5/TN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
5、解氧的额外消耗,甲醇投量一般为.3/5 NO3-N 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O.Al2O3.mSiO2nH2O,式中M2+代表 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、热稳定性与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
6、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 NH4+的去除.通常,进水 pH 值以 68 为宜.当处理合氨氮 1020mg/L 的城市进水时,出水浓度可达lmg/L以下.穿透时通水容积约100150床容.沸石的工作交换容量约 0.410-3n-1mol/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
7、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 0.1mol的NaCl,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.4/5 废液必须进行处理,其处理方法有：空气吹脱吹脱的 NH3 或者排空,或者由量 H2S04吸收作肥料；蒸气吹脱冷凝液为 1%的氨溶液,可用作肥料；电解氧化 将氨氧化分解为 N2.三、空气吹脱在碱性条件下,废水中的氨氮主要以NH3 的形式存在.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
8、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；温度水温降低时氨的溶解度增加,吹脱效率降低.例如,20时氨去除率为 9095,而 10时降至约 75%,这为吹脱塔在冬季运行带来困难；水力负荷水力负荷过大,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/m2 h；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25005000；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
9、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 4050mm,填料高度为 67.5m.若增加填料间距,则需更大的.5/5 填料高度；结垢控制填料结垢特降低吹脱塔的处理效率.控制结垢的措施有：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；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：
10、NH4+十 1.5HOCl0.5N2十 1.5H2O 十 2.5H+十 1.5Cl-由反应式可知,到达折点的理论需氯量为 7.6kg/kg,而实际需氯量在 810kg/kg.在 pH67 进行反应,则投药量可最小.接触时间一般为0.52h.严格控制pH值和投氯量,可减少反应中生成有害的氯胺和氯代有机物.折点氯化法对氨氮的去除率达 90100%,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；残余氯与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.