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氨氮废水的资源化预处理研究

北极星环保网来源:《现代农业科技》作者:彭胜男等2017/4/19 16:12:11我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:氨氮废水 膜生物反应器 印染废水

北极星环保网讯:摘要:采用一体式膜生物反应器研究了其对氨氮废水的资源化作用。结果表明:在进水pH值为7~8、溶解氧在3~5mg/L之间、水力停留时间为24h左右、水温控制在28℃的条件下,氨氮废水在膜生物反应器中实现了较好的转化,氮素损失在10%~20%之间,出水呈酸性状态(pH值在5~6之间),氮元素以氨氮、硝态氮、亚硝态氮的形式存在,为后续的膜浓缩奠定了基础。

关键词:氨氮废水;硝化;资源化;预处理

近年来,氨氮废水成为了环境水体污染的重要来源,相继开展了许多关于氨氮废水处理的相关研究。氨氮废水主要来源于化工业,如焦化废水、印染废水、食品加工废水、垃圾渗滤液、养殖废水等。因此,也出现了许多不同行业的氨氮废水处理研究。

如夏素兰等[1]对城市垃圾渗滤液氨氮吹脱研究;洪俊明等[2]对A/O膜生物反应器组合工艺处理活性染料废水的试验研究;朱杰等[3]对厌氧氨氧化工艺处理高氨氮养殖废水研究等。传统的观点是从脱氮的角度对氨氮废水进行处理,这些方法有物理方法(比如蒸馏法)、化学法离子交换法、氨吹脱、生物脱氮法。

对于传统生物废水处理而言,氨氮利用生物方法转变成氮气,达到了脱氮的目的,但未考虑到对氨氮资源进行转变回收。本研究从对氨氮资源化回收利用的角度出发,提出通过膜浓缩预处理实现对氨氮废水的资源化,把高氨氮废水转变为氮肥,而膜浓缩由于易堵和氮素挥发常考虑加酸调节,故本研究探究酸性状态下的资源化预处理。

通过生物曝气法对氨氮废水进行处理,使得氨氮废水在不需加酸的条件下转变为稳定的形态,由于微生物作用,通过亚硝酸菌和硝酸菌把氨氮转变为亚硝态氮和硝态氮,伴随着硝化作用的进行会产生一定的酸度,为下一步膜浓缩创造了适宜的条件。

而选择膜生物反应器进行预处理是因为传统的预处理利用活性污泥法,而活性污泥法存在的一个主要问题是污泥和微生物随排水容易流失,硝化细菌的生长速度较慢,世代周期长,在传统工艺里硝化细菌会伴随出水而流失。生物处理池内硝化菌浓度低,不利于硝化作用的顺利进行,而膜生物反应器通过膜组件对固液的高效分离作用,截留了污泥,为硝化细菌的生长创造了有利的条件。

因此,本试验通过模拟氨氮废水,利用膜生物反应器对氨氮废水实现一定的资源化预处理,探究了膜浓缩资源化预处理的初步条件。

1材料与方法

1.1试验装置与方法

试验采用一体式膜生物反应器,膜组件采用中空纤维膜,中空纤维膜膜丝外径2.4mm、内径1.0mm,其截留孔径为0.2μm,膜材质为聚乙烯。采用4组膜片,每组膜片有效面积为0.12m2。反应器由有机玻璃制成,长50cm,宽35cm,高50cm。

反应器分为生化区和膜区,生化区容积为38.5L,膜区容积为49L,试验中HRT控制在24h左右,SRT为30d左右。反应器采用微孔底部曝气,由曝气泵上安置的转子流量计控制曝气量。含氨氮的人工无机废水自配水桶通過蠕动泵打入反应池中,出水通过自吸泵抽吸而出,为了防止膜污染和长时间抽吸采用继电器控制间歇式工作,抽吸10min,停3min,试验装置见图1。

氨氮废水

1.2试验用水及接种污泥

试验用水采用人工配置的无机氨氮废水,主要成分为氯化铵、磷酸二氢钾、碳酸氢钠及微量元素(由CaCl2-2H2O、CuSO4-5H2O、MnSO4、NiCl2-6H2O、CoCl2-6H2O、H3BO3、MnCl2-4H2O、ZnSO4-7H2O等配置而成)。接种污泥取自嘉定污水处理厂,采用快速排泥法挂膜,将接种的活性污泥与污水混合泵入反应器,静置8h,使污泥与膜起到充分的接触作用,之后再全部排放掉,然后连续进不含污泥的污水,并逐渐增大进水流量驯化7d,直到膜上积累较厚的黄褐色污泥,挂膜结束。

1.3分析方法

试验过程中分析的项目有pH值、DO值、NH4+-N、NO2--N、NO3--N。pH值采用玻璃电极法;DO值采用电极法;NH4+-N采用纳氏试剂分光光度法;NO2--N采用N-(1-奈基)-乙二胺分光光度光度法;NO3--N采用紫外分光光度法。

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