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随着城市人口的集中和工农业的发展,水体的富营养化问题日益突出。目前中国的某些湖泊,如昆明滇池,江苏太湖,安徽巢湖等都已出现不同程度的富营养化现象。
引起富营养化的营养元素有碳、磷、氮、钾、铁等,其中,氮和磷是引起藻类大量繁殖的主要因素。欲控制富营养化,必须限制氮、磷的排放。国外一些污水处理厂把氮、磷的排放标准分别设定为15mg/L和0.5mg/L。
1氮的去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。在生活污水中,主要含有有机氮和氨态氮,它们均来源于人们食物中的蛋白质。新鲜生活污水含氮中有机氮约占总氮的60%,氨氮约占40%。当污水中的有机物被生物降解氧化时,其中的有机氮被转化为氨氮。经活性污泥法处理的污水有相当数量的氨氮排入水体,可导致水体富营养化。水体若为水源,将增加给水处理的难度和成本。因此二级处理的出水有时需进行脱氮处理。脱氮的方法有化学法和生物法两大类,现分别加以论述。
1化学法除氮
常用于去除氨氮的方法有吹脱法、折点加氯法和离子交换法。它们主要用于工厂内部的治理,对于城市污水处理厂很少采用。
(1)吹脱法
废水的氨氮可以气态吹脱。废水中,NH3与NH4+以如下的平衡状态共存:
NH3+H2O=NH4++OH-
这一平衡受pH值的影响,pH为10.5~11.5时,因废水中的氨呈饱和状态而逸出,所以吹脱法常需加石灰。
吹脱过程包括将废水的pH值提高至10.5~11.5,然后曝气,这一过程在吹脱塔中进行城市污水的深度处理---氮磷的去除)。
该过程受温度的影响较大,随温度的降低,为达到同样处理效果所需的空气量迅速增加,由于用石灰调pH值,在吹脱塔中会发生碳酸钙结垢现象,影响运行。另外,NH3气的释放会造成空气污染。因此,对该工艺已有多种改进,例如使吹脱塔的气体通过H2SO4溶液以吸收NH3。
(2)折点加氯法
在净水工程中,称氯胺为化合余氮,次氯酸为余氯,均有杀菌作用。
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