浙江大學治理氨氮廢水技術
❶ 氨氮廢水處理的國內外現狀
數字和公式都無法顯示,給我郵箱給你發過去這篇期刊
氨氮廢水處理技術現狀及發展
許國強#,曾光明#,殷志偉!,張劍鋒!
湖南大學環境科學與工程系,湖南長沙 湖南有色金屬研究院,湖南長沙摘要) 系統地概述了氨氮廢水處理技術現狀及在工業中的應用情況,並在分析和評價的基礎上探討其發展趨勢。
關鍵詞) 氨氮廢水;生物硝化;離子交換;氨吹脫;折點氯化
中
湖南有色金屬
/# 前言
近年來,隨著城市人口的日益膨脹和工農業的不斷發展,水環境污染事故屢屢發生,對人、畜構成嚴重危害。許多湖泊和水庫因氮、磷的排放造成水體富營養化,嚴重威脅到人類的生產生活和生態平衡。氨氮是引起水體富營養化的主要因素之一,為滿足公眾對環境質量要求的不斷提高,國家對氮制訂了越來越嚴格的排放標准,研究開發經濟、高效的除氮處理技術已成為水污染控制工程領域研究的重點和熱點。本文系統地闡述了氨氮廢水處理現狀和發展。
! 處理技術現狀
氨氮存在於許多工業廢水中,特別是鋼鐵、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料等生產過程,均排放氨氮廢水,其濃度取決於原料性質、工藝流程、水的耗量及水的復用等。對一給定廢
水,選擇技術方案主要取決於:(#)水的性質;(!)處理效果;(,)經濟效益。以及處理後出水的最後處置方法等。
雖然有許多方法都能有效地去除氨,如物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉;化學法有離子交換法、氨吹脫、化學沉澱法、折點氯化、電滲析、電化學處理、催化裂解;生物方法有硝化及藻類養殖,但其應用於工業廢水的處理,必須具有應用方便、處理性能穩定、適應於廢水水質及比較經濟等優點,因此,目前氨氮處理實用性較好的技術為:(#)生物脫氮法;(!)氨吹脫、汽提法;(,)折點氯化法;(%)離子交換
法; # < , =。!$ # 生物脫氮法
生物脫氮通常包括生物硝化和生物反硝化。
生物硝化是在好氧條件下,通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。如果反應完全,氨氧化成硝酸鹽分兩階段完成:開始,在亞硝酸菌的作用下使氨氧化成亞硝酸鹽,亞硝酸菌屬於強好氧性自養細菌,利用氨作為其唯一能源,方程式(#)為這個反應關系式。第二階段,在硝酸菌的作用下,使亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽,硝酸菌是以亞硝酸作為唯一能源的特種自養細菌,方程式(!)為這個反應的關系式。整個硝化反應可以用總方程式(,)來表示。從此關系式中可看到要達到完全硝化,#$ & >? >?@1/, 1 A B 9(以氮計)就需要%$ C >? B 9的溶解氧。
!雖然有些異養生物也能進行硝化,但硝化中最主要的生物是亞硝酸菌屬和硝酸菌屬。硝化最佳E/值為』$ %,當E/ 在+$ 』 < 』$ " 范圍時,為最佳速度的"&F。當溫度從( G提高到,& G時,硝化速度也隨之不斷增加,而剩餘溶解氧大於#$ & >? B 9 就足以維持這一反應。
反硝化就是在缺氧條件下,由於反硝化菌的作用,將和
. 還原為的過程。其過程的電子供體是各種碳源,若以甲醇作碳源為例,其反應式為:
對於硝化反應,溫度對其影響比其它生物處理過程要大些,一般溫度應維持在為宜。
用生物法處理含氨氮廢水時,有機碳的相對濃度是考慮的主要因素,維持最佳碳氮比也是生物處理法成功的關鍵之一。若廢水性質不宜直接進行生物處理,則採用物化法或物化. 生物聯合法達到排放要求較為經濟。
生物脫氮可去除多種含氮化合物,其處理效果穩定,不產生二次污染,而且比較經濟,但有佔地面積大、低溫時效率低、易受有毒物質影響且運行管理比較麻煩等缺點。
氨吹脫、汽提法
吹脫、汽提法用於脫除水中溶解氣體和某些揮發性物質。即將氣體通入水中,使氣水相互充分接觸,使水中溶解氣體和揮發性溶質穿過氣液界面,向氣相轉移,從而達到脫除污染物的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣,前者稱為吹脫,後者稱為汽提。氨吹脫、汽提是一個傳質過程,即在高0* 時,使廢水與空氣密切接觸從而降低廢水中氨濃度的過程,推動力來自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當的平衡分壓之間的差。
吹脫法一般採用吹脫池(也稱曝氣池)和吹脫塔兩類設備,但吹脫池佔地面積大,而且易污染周圍環境,所以有毒氣體的吹脫都採用塔式設備。汽提則都在塔式設備中進行。
自然吹脫法依靠水面與空氣自然接觸而脫除溶解性氣體,它運用於溶解氣體極度易解吸、水溫較高、風速較大、有開闊地段和不產生二次污染的場合。此類池子兼有貯水作用。塔式設備中填料吹脫塔主要特徵是在塔內裝置一定高度的填料層,使具有大表面積的填充塔來達到氣. 水間充分接觸,利於氣. 水間的傳質過程。常用填料有木格板、紙質蜂窩、拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。廢水被提升到填充塔的塔頂,並分布到填料的整個表面,水通過填料往下流,與氣流逆向流動,廢水在離開塔前,氨組分被部分汽提,但需保持進水的0* 值不變。空氣中氨的分壓隨氨的去除程度增加而增加,隨氣水比增加而減少,對要求達到的任何氨去除程度,進口濃度、0* 和塔溫度曲線圖有一個最小的氣水比。由於氨吹脫、汽提的同時起到了冷卻塔的作用,氣水比增加將同時降低出口冷水的溫度,如果0* 低於1"/ 2 時,它會降低吹脫效果。
氨吹脫、汽提工藝具有流程簡單、處理效果穩定、基建費和運行費較低等優點,但其缺點是生成水垢,在大規模的氨吹脫、汽提塔中,生成水垢是一個嚴重的操作問題。如果生成軟質水垢,可以安裝水的噴淋系統;而如果生成硬質水垢,不論用噴淋或刮刀均不能消除此問題。
(/ ! 折點氯化法
折點氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉,使廢水中氨完全氧化為$( 的方法。其反應可表示為
$當氯氣通入廢水中達到某一點,在該點時水中游離氯含量最低,而氨的濃度降為零。當)3( 通入量超過該點時,水中的游離氯就會增多。因此,該點為折點。處理時所需的實際氯氣量取決於溫度、0* 值
及氨氮濃度。折點氯化法處理後的出水在排放前一般需用活性炭或與%( 進行反氯化,以去除水中殘余的氯。在反氯化時產生的氫離子而引起的0* 值下降一般可忽略,因為去除1 45 殘余氯只消耗( 45 左右
的鹼(以)6)%! 計)。活性炭去除殘余氯的同時還具有去除其他有機物的優點。
此法效果最佳,不受水溫影響,操作方便,投資省,但對於高濃度氨氮廢水的處理運行成本很高。
(/ + 離子交換法
沸石是一種對氨離子有很強選擇性的硅鋁酸鹽,一般作為離子交換樹脂用於去除氨氮的為斜發沸石,其對離子的選擇順序依次為。
此法具有投資省、工藝簡單、操作較為方便的優點,但對於高濃度的氨氮廢水,會使樹脂再生頻繁而造成操作困難,且再生液仍為高濃度氨氮廢水,需再處理。常用的離子交換系統有三種類型:(1)固定床;
(()混合床;(!)移動床A ! B。
(/ +/ 1 固定床
在此系統中,溶液的去離子過程為二階段間歇
過程。溶液通過陽樹脂床時陽離子與氫離子交換生
成酸溶液,然後此溶液再通過陰樹脂床,以去除陰離
子。交換能力將耗盡時,樹脂在原位再生,經常採用
向下流再生法,此法操作可靠方便,但其化學效率相
對較低,容積較大,聯繫到樹脂用量大,有時為了適應連續流的要求,還需要有儲備裝置,因而投資費用
較高。
#$ %$ # 混合床
混合床系統用一步法來去除溶液中的離子。溶
液流過陽、陰樹脂充分混合的混合床。混合床的再生
比兩個單生床再生要復雜一些,因為在再生前必須
將兩種樹脂分開。在水力學上可利用兩種樹脂的比
重差用水力反洗使其分層。雖然混合床的化學效率
較高,但它需要大量的清洗水。這對節約用水不利,
另外將交換離子作為回收產品收集時,回收液稀,其
濃縮費用也很高。
#$ %$ ! 移動床
移動床系統通過二階段過程來去除溶液中的離
子。在這兩個過程中,雖然實際上工作流體處理的水
是間歇的,而它的效果卻是連續的。首先溶液和陽樹
脂逆向流動,陽樹脂脈動通過容器,新鮮樹脂從一端
補充,用過的樹脂從另一端排出,在此過程中完成離
子交換和樹脂再生。然後溶液游向流過一個與上面
相似的陰樹脂移動床來完成陰離子的交換。
#$ & 化學沉澱法』 % (
化學沉澱法從#) 世紀*) 年代就開始應用於廢
水處理,隨著對化學沉澱法的不斷研究,發現化學沉
淀法最好使用+!,-% 和./-。其基本原理是向0+%
1
廢水中投加./# 1 和,-%
! 2 ,使之和0+%
1 生成難溶復
鹽./0+%,-%·*+#-3 簡稱.4,5 結晶,再通過重力
沉澱使.4, 從廢水中分離。這樣可以避免往廢水中
帶入其它有害離子,而且./- 還起到了一定程度的
中和+1 的作用,節約了鹼的用量。經化學沉澱後,若
0+%
1 60 和,-%
! 2 的殘留濃度還比較高,則有研究建
議化學沉澱放在生物處理前,經過生物處理後0 和
, 的含量可進一步降低。產物.4, 為圓柱形晶體,
無吸濕性,在空氣中很快乾燥,沉澱過程中很少吸收
有毒物質,不吸收重金屬和有機物。另外,.4, 溶解
度隨著7+ 的升高而降低;溫度越低,.4, 溶解度也
越低。
化學沉澱法可以處理各種濃度氨氮廢水。其與
生物法結合處理高濃度氨氮廢水,曝氣池不需達到
硝化階段,曝氣池體積比硝化2 反硝化法可以減小
約一倍。0+%
1 60 在化學沉澱法中被沉澱去除,與硝
化6 反硝化法相比,能耗大大節省,反應也不受溫度
限制,不受有毒物質的干擾,其產物.4, 還可用作
肥料,可在一定程度上降低處理費用。因此,.4, 沉
淀法是一種技術可行、經濟合理的方法,很有開發前
景,但要廣泛應用於工業廢水處理,尚需解決以下兩
個問題:(")尋找價廉高效的沉澱劑;(#)開發.4,
作為肥料的價值。
! 工業應用
氨氮處理技術的選擇與氨氮濃度密切相關。對
於低濃度氨氮廢水處理,應用較多的方法是空氣吹
脫法、離子交換法、生物硝化和反硝化法等,其中
對於無機類氨氮廢水的處理,以前兩種方法應用較
多;而對於有機類氨氮廢水的處理,則以生物硝化
和反硝化法為主。
!$ " 低濃度氨氮廢水
!$ "$ " 天然沸石離子交換法』 & (
天然沸石為一種骨架狀的鋁硅酸鹽,具有離子
交換特性,尤其是對0+%
1 具有特殊的選擇性;還具
有良好的熱穩定性和耐酸性,在高溫或強酸條件下,
晶格仍可保持穩定。天然沸石離子交換法處理氨氮
廢水具有工藝簡單、操作方便、投資少等特點,一般
來說,對於氨鹼廠和一些工藝比較先進、管理水平較
高的聯鹼廠,部分高濃度含氨再生液均可返回到生
產系統中去,這樣既能簡化整個污水處理工藝流程,
也能大幅度降低污水處理成本。但對合成氨及其他
氨加工行業不能返回工藝中的高濃度含氨再生液,
必須進行空氣吹脫(吹脫氣經+#8-% 吸收後排空)、
蒸餾等方法處理後使之循環使用。空氣吹脫費用低,
但受到環境制約,而蒸餾法則不受環境影響,但費用
較高,硫酸吸收吹脫氣中氨所得硫酸銨可作為復合
肥料生產的原料使用,而蒸餾所回收氨則可返回到
生產系統。
!$ "$ # 生物脫氮法
!$ "$ #$ " 在焦化廢水中的應用
氨氮是焦化廢水中的主要污染物之一,目前來
說,生物脫氮基本流程為4—4—- 工藝』 * (,焦化廢
水含有高濃度0+!60 和有機物,其中很多物質具有
較強生物毒性,從而對硝化、反硝化過程有抑製作
用。所以應對硝化菌進行馴化,使其逐步適應高濃度
焦化廢水環境,防止廢水中有機物及0+! 對硝化菌
的抑制。綜合考慮到0+!60 和9-: 的去除,厭氧處
理部分能通過厭氧水解和酸化菌群的作用改變廢水
中有機物成分來提高廢水的可生化性,便於後續工
序的良好運行。一般亞硝酸菌比硝酸菌有較強的環
境適應能力及耐受毒物能力,容易出現積累現象,所
以一般應防止水質的大幅度波動和長時間的沖擊。由於%&!
』 對環境也有一定的危害,會引起水體富營
養化,所以應對%&!
』 的排放進行一定控制,可以進
一步反硝化處理,使%&!
』 轉化為%"。對於(—(—&
工藝的處理效果,迴流比、碳氮比、溶解氧、)* 和溫
度等都是主要因素,這些都應該視廢水的水質而
定。
!+ #+ "+ " 在煉油廢水中的應用
國內有的煉油廠廢水處理採用隔油池—氣浮池
—生物濾塔—活性污泥池處理,其實這種工藝對
,&-、,%、.&-、石油類、揮發酚、懸浮物的去除效果
較好,但對氨氮的降解效果很差,致使出水中%*!/%
不能達到國家排放標准。經過中試研究,提出& 0 &
和( 0 & 生化處理工藝,其結果表明這兩種工藝都能
使處理後出水的%*!/% 以及其它控制指標達到國家
排放標准。& 0 & 工藝流程為:煉廠隔油出水—氣浮
池—一氧池—一沉池—硝化池—二沉池—處理後廢
水(外排),其主要生化系統包括一氧池和硝化池。一
氧池中優勢菌種為異養菌,通過代謝活動降解有機
物,而硝化池中的優勢菌種為硝化菌,主要將%*!/%
轉化為%&!
』 。( 0 & 工藝流程為:煉廠隔油出水—氣
浮池—調節池—缺氧池—一沉池—硝化池—二沉池
—處理後廢水(外排),其中處理後廢水部分迴流至
調節池與氣浮出水混合。其生化系統主要包括硝化
池和缺氧池,硝化池中的優勢菌種為硝化菌,主要將
氨態氮轉化為硝態氮;缺氧池中優勢菌種為反硝化
菌,使硝化池部分迴流水和氣浮出水的混合水中硝
態氮轉化為%",並降解有機物。這兩種工藝相對來說
運行比較穩定,耐沖擊力較強。
!+ " 高濃度氨氮廢水
對於較高濃度氨氮廢水用一種方法處理,很難
達到國家排放標准,所以對於高濃度氨氮廢水可用
聯合法處理以達到排放要求。
!+ "+ # 吹脫法1 生物法應用
某些制葯廠由於工藝原因產生的部分高濃度氨
氮廢水,不適宜於直接用生物硝化處理,處理後很難
達到排放標准,但基於各種方法的比較研究,若對氨
氮廢水先進行吹脫,大大降低%*!/% 濃度,後與其它
廢水混合進入生化處理系統進一步處理,則出水水
質將會大有改觀,只是廢水中氨氮通常以氨離子和
游離氨形態相互平衡存在,)* 值為中性時主要以
%*2
1 存在,鹼性時主要以%*! 形式存在。吹脫效率
與)* 值和溫度有直接關系,應該做試驗確定最佳吹
脫條件,達到最佳效果。
!+ "+ " 吹脫法1 折點氯化應用
對於某材料廠的%*2,3 工業廢水的研究比較,
單一的吹脫法處理無法達到排放要求,採用閉路吹
脫鹽酸液吸收回收%*2,3 與折點加氯法4 $ 5 聯合使
用,既可達到較好的處理效果,又能回收液態或固態
氯化胺返回工藝使用或外銷,大大降低了處理成
本。其折點加氯法化學反應式如下:
%*2
1 1 *&,3*%*",3(一氯胺)1 *"& 1 *1
%*",3 1 *&,3*%*,3"
(二氯胺)1 *"&
%*,3" 1 *&,3*%,3! 6 三氯胺或三氯化氮)1 *"&
一氯胺進一步氧化為氮:
"%*",3 1 *&,3*%" 1 *"& 1 !*1 1 !,3 』
二氯胺經下列反應生成硝酸鹽:
%*,3" 1 *"&*%*(&*)1 *1 1 ",3 』
%*(&*),3 1 "*&,3*%&!
』 1 !,3 』 1 2*1
三氯胺在水中是呈穩定狀態的。吹脫的含氮氣
體用鹽酸溶液進行二段循環吸收,反應為:
%*! 1 *,3*%*2,3
該方法既回收了有價物質,又消除了二次污染,
其工藝是脫氨氮的理想方法。
綜上所述,氨氮廢水治理技術的主要方法是生
物脫氮法和吹脫法及它們的聯合應用,作者認為:氨
氮廢水治理技術發展重點是改善現有工藝條件,降
低成本,同時開發新的治理方法。有研究指出4 7 5,鑒
於考慮到生物脫氮反硝化過程中可能出現的碳源不
足及硝化過程中可能出現的%&"
』 的積累,如果人為
地加以引導,使%*! 以%*! %&"
』 %" 的脫氮
途徑進行,即以%&"
』 作為硝化反應的終點,則無凝
可以降低能耗,若需要外加碳源時,還可以降低脫氮
對有機碳源數量的要求。當然,生物脫氮是一個十分
復雜的生化過程,不易控制,對於以%&"
』 作為硝化
終點的脫氮過程有待進一步研究。另外,在曝氣池中
使用懸浮填料4 #8 5 也是現今的研究開發方向,但還較
少應用於工業廢水方面,其密度接近於水,使用時直
接加於曝氣池中,在曝氣時懸浮於水中並均勻全池
流化,使固、液、氣三相充分接觸,污染物質被很快降
解,懸浮填料生物膜( 0 & 工藝可提高耐沖擊力且只
需迴流二沉池中硝化水,而無須污泥迴流,動力消耗
低,運行管理方便。
2 結語
對氨氮廢水的處理,至今還沒有尋找到一種通
用的有效方法。目前,無論是用物化法、生物法或物化T 生物聯合法處理廢水,對其處理技術的正確選
擇應從以下幾點綜合考慮:
1 提供改進生產技術和改變生產原料以減少廢水量及降低氨氮濃度的機會;
2與優化的水利用計劃、良好的工廠管理及可能的副產品回收相結合;
3用其它方法代替,包括物化法和生物法;
4能夠經濟地處理廢水中的氨氮。
❷ 含氨氮的廢水用什麼方法處理既能達到國家污水排放標准又經濟實惠
這個不知道你氨氮含量是多少啊,
要是量大的話,得用吹脫法,就是用吹脫塔,內處理費用稍高容些。
接觸氧化法,是最經濟實用的方法了,不過得上污水處理廠,
要是再低點的話,嗯,用BAF生物濾池也不錯。
要是單純應付檢查,可以適量采購點葯劑,氨氮降,總氮不降,
好了,回答了這么多,樓主給分唄,若是還有問題HI我。
❸ 氨氮廢水治理:
加石灰乳調鹼必堵,常用方法:液鹼調ph,蒸汽吹脫,硫酸吸收,硫酸銨做副產品
❹ 如何處理高濃度氨氮污水
氨氮廢水處理技術有:高效ZU脫氮菌技術、氨氮循環吹脫回收工藝、厭氧氨氧化技術。
①高效ZU脫氮菌技術:
一般的生物脫氮技術採用A/O、SBR、生物活性炭等工藝對水質水量穩定的低濃度氨氮廢水具有良好的效果,但當廢水中COD、氨氮和TN含量高時,微生物代謝活性顯著降低。對於高COD、高TN的化工廢水,利用新型短程硝化技術結合傳統成熟的A/O工藝可迅速有效地降解目標污染物,獲得比傳統工藝更經濟、更有效的處理結果。高效生物脫氮技術的難點是高效脫氮菌的培養。其需經歷三個過程,首先是從自然生境中獲得高效脫氮菌菌源;其次是富集高效脫氮菌培養物,從中分離高效脫氮菌株;最後是復配高效脫氮菌劑,並以目標廢水為基質馴化高效脫氮菌群。近年來,我公司聯合浙江大學展開了大量研究,經過脫氮群落的結構分析、功能試驗和反復篩選,獲得了高效ZU脫氮菌,並在相關廢水處理工程(氨氮最高達1000mg/L)得到應用,取得了理想的效果,出水氨氮穩定達標(15mg/L以下)。
特點:1、環境友好,最終產物為N2,無二次污染。
2、成本低,不需要投加吸附劑或其他化學葯劑,尤為適合改造工程。
3、系統穩定,高效ZU脫氮菌具有很強的耐受性和適應性。
4、高效ZU脫氮菌生長增殖性好,一次投加,長期有效。
②厭氧氨氧化技術:
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下,厭氧氨氧化菌直接以NH4+為電子供體,以NO2¯為電子受體,將NH4+、NO2¯轉變成N2的生物氧化過程。傳統生物法脫氮技術通過硝化/反硝化方式去除廢水中的氨氮,其對廢水氨氮濃度具有一定要求,同時氨氮的硝化消耗大量的氧氣,需求動力費用較高,生物脫氮過程需求一定的碳氮比,外加碳源增加了廢水處理設施的運行費用。厭氧氨氧化利用獨特的生物機體以亞硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2,最大限度的實現了N的循環厭氧硝化,對於高氨氮低COD的污水由於硝酸鹽的部分氧化,大大節省了能源。
特點:1、依託浙江大學科研成果,國際領先的厭氧氨氧化技術。
2、無需外加碳源,節約運行成本。
3、只需將部分氨氧化成NO2¯,節約了供氧所需的動力消耗。
③氨氮循環吹脫回收工藝
高濃度氨氮廢水來源甚廣且排放量大。如化肥、焦化、石化、制葯、食品、垃圾填埋場等均產生大量高濃度氨氮廢水。大量氨氮廢水排入水體不僅引起水體富營養化、造成水體黑臭,而且將增加給水處理的難度和成本,甚至對人群及生物產生毒害作用。
我司結合多年的工程經驗,針對高濃度氨氮廢水處理難度大、處理能耗高、投資較大的情況,開發出一種新型氨吹脫資源化利用的新技術-兩級循環吹氨回收技術。新技術採用創新性工藝流程設計高效脫氨技術及設備、節能降耗技術和設備,適用於多種工況的氨氮廢水處理技術。不僅有很好的環境效益,而且具有一定的經濟效益。
本工藝採用雙塔循環吹脫,填料塔吸收吹脫出的氨氣,可根據工藝要求,回收氨水或者硫酸銨。處理後廢水可排放或進入後續生化系統。
技術特點:雙塔循環脫氨更徹底(相較單塔),去除率高;回收硫酸銨或者氨水,循環經濟利用,避免二次污染;工藝簡單,操作方便,運行穩定
僅供參考 歡迎採納 希望幫到你
❺ 味精高氨氮廢水如何處理
2008-07-22 00:00:00 浙江省重大科技攻關項目「新型生物脫氮技術在污水處理中的應用研究」近日通過中科院、工程院等專家鑒定,專家認為此項研究成果已達到國際先進水平,也是浙江省保護水環境減少工業污染的一大進展。新技術成功破解了浙江蜜蜂集團高氨氮工業廢水處理難題,蜜蜂集團由此成為全國高氨氮工業廢水處理的一個成功例子。 位於錢塘江上游、義烏江(金華江分支)畔的浙江蜜蜂集團,曾因生產味精的廢水中氨氮排放嚴重超標,破壞了金華江、錢塘江的水質,影響了居民的飲水安全。形勢逼人,蜜蜂集團雖然投入了2500萬元,卻一直沒有找到好技術。目前,國內外普遍運用於水污染治理的是生物脫氮技術,多用於氨氮含量不高的城市污水,但在高氨氮工業廢水處理上還是空白。2004年,浙江省科技廳、義烏市科技局和浙江蜜蜂集團聯合進行項目招標,最後由浙江大學等單位聯合中標。浙江大學環境與資源學院研製的這項新技術從減少投入能耗、簡化工序、廢水資源化利用入手,最終使氨氮排放削減了95%以上,達到排放標准。這項研究成果已申請專利34項,其中發明專利22項,16項授權。 蜜蜂集團不但割斷了「氮尾巴」,還從廢水中提取出飼料酵母、硫酸銨肥料和有機廢料等可利用的產品,這些產品市場形勢相當喜人。如每噸成本為600多元的硫酸銨,市價為1800多元。
❻ 氨氮廢水處理的處理方法
高氨氮廢水如何處理,我們著重介紹一下其處理方法: 1. 吹脫法
在鹼性條件下,利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離的一種方法,一般認為吹脫與溫度、PH、氣液比有關。
2. 沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,通常有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理。
3.膜分離技術
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。例如:氣水分離膜脫除氨氮。氨氮在水中存在著離解平衡,隨著PH升高,氨在水中NH3形態比例升高,在一定溫度和壓力下,NH3的氣態和液態兩項達到平衡。根據化學平衡移動的原理即呂.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相對的和暫時的。化學平衡只是在一定條件下才能保持「假若改變平衡系統的條件之一,如濃度、壓力或溫度,平衡就向能減弱這個改變的方向移動。」遵從這一原理進行了如下設計理念在膜的一側是高濃度氨氮廢水,另一側是酸性水溶液或水。當左側溫度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的壓力差,那麼廢水中的游離氨NH4+,就變為氨分子NH3,並經原料液側介面擴散至膜表面,在膜表面分壓差的作用下,穿越膜孔,進入吸收液,迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。
4.MAP沉澱法
主要是利用以下化學反應:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。
5.化學氧化法
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。 傳統和新開發的脫氮工藝有A/O,兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。
1.A/O工藝將前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起,A段DO不大於0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過迴流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。其特點是缺氧池在前,污水中的有機碳被反硝化菌所利用,可減輕其後好氧池的有機負荷,反硝化反應產生的鹼度可以補償好氧池中進行硝化反應對鹼度的需求。好氧在缺氧池之後,可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除,提高出水水質。BOD5的去除率較高可達90~95%以上,但脫氮除磷效果稍差,脫氮效率70~80%,除磷只有20~30%。盡管如此,由於A/O工藝比較簡單,也有其突出的特點,目前仍是比較普遍採用的工藝。
2.兩段活性污泥法能有效的去除有機物和氨氮,其中第二級處於延時曝氣階段,停留時間在36小時左右,污水濃度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥從而降低污泥處理費用。
3.強氧化好氧生物處理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工藝)
粉末活性碳法的主要特點是向曝氣池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭極為發達的微孔結構和更大的吸附能力,使溶解氧和營養物質在其表面富集,為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環境從而提高有機物的降解速率。
近年來國內外出現了一些全新的脫氮工藝,為高濃度氨氮廢水的脫氮處理提供了新的途徑。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式,是去除水中氨氮的一種較為經濟的方法,其原理就是模擬自然生態環境中氮的循環,利用硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。由於氨氮氧化過程中需要大量的氧氣,曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段,然後進行反硝化,省去了傳統生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽,再還原成亞硝酸鹽兩個環節(即將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化)。該技術具有很大的優勢:①節省25%氧供應量,降低能耗;②減少40%的碳源,在C/N較低的情況下實現反硝化脫氮;③縮短反應歷程,節省50%的反硝化池容積;④降低污泥產量,硝化過程可少產污泥33%~35%左右,反硝化階段少產污泥55%左右。實現短程硝化反硝化生物脫氮技術的關鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段,阻止亞硝酸鹽的進一步氧化。
5. 厭氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自養脫氮(CANON)
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。
厭氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation,簡稱ANAMMOX)是指在厭氧條件下,以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體,以NO2-或NO3-為電子受體,將NH4+、NO2-或NO3-轉變成N2的生物氧化過程。該過程利用獨特的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2,最大限度的實現了N的循環厭氧硝化,這種耦合的過程對於從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景,對於高氨氮低COD的污水由於硝酸鹽的部分氧化,大大節省了能源。目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應,而N2O可以進一步轉化為氮氣,氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應生成聯氨,聯氨被轉化成氮氣並生成4個還原性[H],還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。第三種是:一方面亞硝酸被還原為NO,NO被還原為N2O,N2O再被還原成N2;另一方面,NH4+被氧化為NH2OH,NH2OH經N2H4,N2H2被轉化為N2。厭氧氨氧化工藝的優點:可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗;免去反硝化反應的外源電子供體;可節省傳統硝化反硝化反應過程中所需的中和試劑;產生的污泥量極少。厭氧氨氧化的不足之處是:到目前為止,厭氧氨氧化的反應機理、參與菌種和各項操作參數不明確。
全程自養脫氮的全過程實在一個反應器中完成,其機理尚不清楚。Hippen等人發現在限制溶解氧(DO濃度為0.8·1.0mg/l)和不加有機碳源的情況下,有超過60%的氨氮轉化成N2而得以去除。同時Helmer等通過實驗證明在低DO濃度下,細菌以亞硝酸根離子為電子受體,以銨根離子為電子供體,最終產物為氮氣。有實驗用熒光原位雜交技術監測全程自養脫氮反應器中的微生物,發現在反應器處於穩定階段時即使在限制曝氣的情況下,反應器中任然存在有活性的厭氧氨氧化菌,不存在硝化菌。有85%的氨氮轉化為氮氣。鑒於以上理論,全程自養脫氮可能包括兩步第一是將部分氨氮氧化為煙硝酸鹽,第二是厭氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
傳統脫氮理論認為,反硝化菌為兼性厭氧菌,其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應,必須在缺氧環境下。近年來,好氧反硝化現象不斷被發現和報道,逐漸受到人們的關注。一些好氧反硝化菌已經被分離出來,有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化(如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5)。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化,簡化了工藝流程,節省了能量。
7.超聲吹脫處理氨氮
超聲吹脫法去除氨氮是一種新型、高效的高濃度氨氮廢水處理技術,它是在傳統的吹脫方法的基礎上,引入超聲波輻射廢水處理技術,將超聲波和吹脫技術聯用而衍生出來的一種處理氨氮的方法。將這兩種方法聯用不僅改進了超聲波處理廢水成本較高的問題,也彌補了傳統吹脫技術去除氨氮不佳的缺陷,超生吹脫法在保證處理氨氮的效果的同時還能對廢水中有機物的降解起到一定的提高作用。技術特點(1)高濃度氨氮廢水採用90年代高新技術——超聲波脫氮技術,其總脫氮效率在70~90%,不需要投加化學葯劑,不需要加溫,處理費用低,處理效果穩定。(2)生化處理採用周期性活性污泥法(CASS)工藝,建設費用低,具有獨特的生物脫氮功能,處理費用低,處理效果穩定,耐負荷沖擊能力強,不產生污泥膨脹現象,脫氮效率大於90%,確保氨氮達標。
❼ 高氨氮廢水的最佳處理方式
1 物化法 1.1 吹脫法在鹼性條件下,利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離的一種方法,一般認為吹脫與濕度、PH、氣液比有關。 1.2 沸石脫氨法利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,通常有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理。 1.3 膜分離技術利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。例如:氣水分離膜脫除氨氮氨氮在水中存在著離解平衡,隨著PH升高,氨在水中NH3形態比例升高,在一定溫度和壓力下,NH3的氣態和液態兩項達到平衡。根據化學平衡移動的原理即呂.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相對的和暫時的。化學平衡只是在一定條件下才能保持「假若改變平衡系統的條件之一,如濃度、壓力或溫度,平衡就向能減弱這個改變的方向移動。」遵從這一原理進行了如下設計理念在膜的一側是高濃度氨氮廢水,另一側是酸性水溶液或水。當左側溫度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的壓力差,那麼廢水中的游離氨NH4+,就變為氨分子NH3,並經原料液側介面擴散至膜表面,在膜表面分壓差的作用下,穿越膜孔,進入吸收液,迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。 1.4MAP沉澱法主要是利用以下化學反應:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。 1.5 化學氧化法利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。 2 生物脫氮法傳統和新開發的脫氮工藝有A/O,兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。 2.1A/O工藝將前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起,A段DO不大於0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過迴流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。其特點是缺氧池在前,污水中的有機碳被反硝化菌所利用,可減輕其後好氧池的有機負荷,反硝化反應產生的鹼度可以補償好氧池中進行硝化反應對鹼度的需求。好氧在缺氧池之後,可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除,提高出水水質。BOD5的去除率較高可達90~95%以上,但脫氮除磷效果稍差,脫氮效率70~80%,除磷只有20~30%。盡管如此,由於A/O工藝比較簡單,也有其突出的特點,目前仍是比較普遍採用的工藝。
❽ 現在最好的氨氮廢水處理技術有哪些
廢水除氨可供選擇的處理方法通常有物理,化學法及生物處理法等。物理法有反滲回透、蒸餾(即蒸汽答汽提)、氨吹脫、土壤灌溉;化學法有離子交換、折點加氯、含氨副產品生產、焚燒、催化裂解、電滲析、電化學處理;生物法有藻類養殖、生物消化等。雖然許多方法都能在理論上有效地去除氨氮,但僅有幾種方法能在工程上真正用於含氨氮廢水的處理。氨氮廢水處理技術的選擇主要取決於廢水的組成、要求達到的處理效果及經濟性。目前中國比較先進的氨氮廢水處理方法是武漢科夢的高分散除氨技術。