9A文水中氨氮的去除方法

1、MeiWei 81 重点借鉴文档】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、；(2)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 (以 CaCO3 计)7.lg。影响硝化过程的主要因素有： (1)pH 值当 pH 值为 8.08.4 时 (20 )，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 35，在 15以下其活性 急剧降低，故水温以不低于 15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 0.30.5d-1(温度 20，pH8.0 8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间

3、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)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(BOD5)/kg(SS).d 以下。MeiWei_81 重点借鉴文档】MeiWei 81 重点借鉴文档】（二）生物反硝化在缺氧条件

4、下，由于兼性脱氮菌 （反硝化菌 ）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（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 应式为：6NO3-十2CH3OH6NO2 -十2CO2十 4H2O 6NO2-十3CH3OH3N 2十3CO2十 3H2O十60H- 由上可见，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： （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 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

5、荷等措施，以保持良 好的反硝化效果； （2）pH 值反硝化过程的 pH 值控制在 7.0 8.0；（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， BOD5/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 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，

6、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+）O.Al2O3.mSiO2?nH2O（m 210，n09），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。MeiWei_81 重点借鉴文档】MeiWei 81 重点借鉴文档】斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次

7、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 10 20mg/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 0.4 10-3n-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

8、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 0.1mol 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 H2S04 吸收作肥料； (2)蒸气吹脱冷凝 液为 1%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、空气吹脱在碱性条件下 (pH10.5)，废水中的氨氮主要以 NH3 的形式存在 (图 20-2)。让废水与空气充分接触，则水中挥发性的 NH3 将由液相 向

9、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：(1) pH 值一般将 pH 值提高至 10.8 11.5；(2) 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 90 95，而 10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/m2 h)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 2.5 5m3/m2h；MeiWei_81 重点借鉴文档】【Mei

10、Wei 81 重点借鉴文档】(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 2500 5000(m3/m2)；(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 4050mm，填料高度为 6 7.5m。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

11、 )；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：NH4+十 1.5HOCl 0.52N十 1.5H2O十 2.5H+十 1.5Cl-由反应式可知， 到达折点的理论需氯 (C12)量为 7.6kg/kg(NH 3-N)， 而实际需氯量在 810kg/kg(NH3-N)。在 pH67 进行反应，则投 药量可最小。接触时间一般为 0.5 2h。严格控制 pH 值和投氯量， 可减少反应中生成有害的氯胺 (如 NCl3)和氯代有机物。折点氯化法对氨氮的去除率达 90 100%，处理效果稳定，不受 水温