采用折点氯化法处理氨氮吹脱后的含钻废水,其处理效果直接受到前置氨氮吹脱工艺效果的影响。当废水中70%的氨氮经吹脱工艺去除后,再经折点氯化法处理,出水氨氮质量浓度<15mg/L。张胜利等以质量浓度为100mg/L的氨氮模拟废水为研究对象,研究结果表明,影响次氯酸钠氧化脱除氨氮的主次因素顺序为氯与氨氮的量比、反应时间、pH值。
折点氯化法脱氮效率高,去除率可达到100%,使废水中氨的浓度降低为零;效果稳定,不受温度影响;投资设备少,反应迅速完全;对水体起到杀菌消毒的作用。折点氯化法的适用范围为氨氮废水浓度<40mg/L,因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。折点氯化法液氯安全使用和贮存要求高,处理成本高,另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
2、催化氧化法
催化氧化法是通过催化剂作用,在一定温度、压力下,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和H2O等无害物质,达到净化的目的。
影响催化氧化法处理效果的因素有催化剂特性、温度、反应时间、pH值、氨氮浓度、压力、搅拌强度等。
研究臭氧氧化氨氮的降解过程,结果表明,当pH值增大时,产生一种氧化能力很强的HO˙自由基,氧化速率显著加快。研究表明臭氧能将氨氮氧化成亚硝酸盐,并能将亚硝酸盐氧化成硝酸盐,水体中的氨氮浓度随着时间的增加而降低,氨氮的去除率约为82%。以CuO-Mn02-Ce02为复合催化剂处理氨氮废水。实验结果表明,新制备的复合催化剂氧化活性显著提高,适宜的工艺条件为255℃,4.2MPa和pH=10.8。处理初始浓度为1023mg/L的氨氮废水,在150min内氨氮去除率可达到98%,达到国家二级((50mg/L)排放标准。
通过研究硫酸钱溶液中的氨氮降解率对沸石负载型TiO2光催化剂的催化性能进行了考察。结果表明,Ti02/沸石光催化剂最佳投放量为1.5g/L,在紫外光照射下反应4h.对废水的氨氮去除率可达98.92%。研究了高铁与纳米二氧化钦在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果。结果表明,对浓度为50mg/L的氨氮溶液,当pH=9.0时,实施纳米二氧化钦与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独用高铁或单独用纳米二氧化钦分别提高了7.8%和22.5%。
催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占底面积少等有点,多用于处理高浓度氨氮废水。应用难点在于如何防止催化剂流失以及对设备的腐蚀防护。
3、电化学氧化法
电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的方法。影响因素有电流密度、进水流量、出水放置时间和点解时间等。
研究含氨氮废水在循环流动式电解槽中的电化学氧化,其中阳极为Ti/Ru02-TiO2-Ir02-SnO2网状电极,阴极为网状钛电极。结果表明,在氯离子浓度为400mg/L,初始氨氮浓度为40mg/L,进水流量为600mL/min,电流密度为20mA/cm2,电解时间为90min时,氨氮去除率为99.37%。表明电解氧化含氨氮废水具有较好的应用前景。
生化法
1、全程硝化反硝化
全程硝化反硝化是目前应用最广时间最久的一种生物法,是在各种微生物作用下,经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气,从而达到废水治理的目的。全程硝化反硝化法去除氨氮需要经过两个阶段:
1、硝化反应
硝化反应由好氧自养型微生物完成,在有氧状态下,利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-,然后再氧化成NO3-的过程。硝化过程可以分成两个阶段。第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-),第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。
2、反硝化反应
反硝化反应是在缺氧状态下,反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。反硝化菌为异养型微生物,多属于兼性细菌,在缺氧状态时,利用硝酸盐中的氧作为电子受体,以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体,提供能量并被氧化稳定。
全程硝化反硝化工程应用中主要有A/0、A~2/O,UCT,氧化沟以及SBR工艺等,是生物脱氮工业中应用较为成熟的方法。影响生物脱氮技术的因素主要有:
(1)温度
生物硝化反应的适宜温度范围为20~30℃,15℃以下硝化反应速率下降,5℃时基本停止。反硝化适宜的温度范围为20~40℃,15℃以下反硝化反应速率下降。
(2)溶解氧
为满足正常的硝化效果,曝气池DO值至少要保持在2mg/L以上,一般为2~3mg/L。当DO值较低时,硝化反应过程将受到限制,甚至停止。在实际活性污泥系统中只需将缺氧池DO控制在0.5mg/L以下就能够促使反硝化反应的发生,实现较好的反硝化效果。
(3)pH
硝化菌的最适pH为8.0~8.4,当pH值不在6.0~9.6范围,即高于9.6或低于6.0时硝化反应将受到抑制而停止。对于反硝化过程而言,其最适pH为7.0~8.5。发生有效反硝化作用的pH范围为6.0~8.5,当pH8.5时,反硝化效果受到影响,表现为反硝化速率的显著下降。
(4)碳氮比
生物脱氮硝化与反硝化过程实际上是一个对立的统一体,这是由硝化菌和反硝化菌的自身属性决定的。硝化菌为自养微生物,代谢过程不需要有机物的参与,当存在高浓度有机物时,其对营养物质的竞争远弱于异养菌而产生抑制效果,硝化反应会因硝化菌数量的减少而受到限制。
所以,污水进水BOD5/TKN越小,硝化菌所占的相对比例就越大,这样就越有利于硝化反应的发生。反硝化菌是异养微生物,进行反硝化反应时需要有机碳源参与提供反应电子,因此,为实现真正意义上的生物脱氮,就必需有足够的碳源有机物。有关研究表明,废水进水中BOD5/TKN≥4~6时,可以认为反硝化碳源是充足的,不必外加碳源。
(5)污泥龄(SRT)
硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上,生物脱氮过程泥龄宜为12~25d.
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