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氨氮廢水處理方法

物化法

1. 吹脫法

在堿性條件下,，利用的氣相濃度和液相濃度之間的關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法，一般認(rèn)為吹脫與溫度,、PH,、有關(guān)。

2. 利用沸石中的陽(yáng)離子與廢水中的進(jìn)行交換以達(dá)到的目的,。應(yīng)用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問(wèn)題,，通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時(shí),，產(chǎn)生的必須進(jìn)行處理,，此法適合于低濃度的氨氮廢水處理，氨氮的含量應(yīng)在10--20mg/L,。

3.技術(shù)

利用膜的進(jìn)行氨氮脫除的一種方法,。這種方法操作方便，氨氮高,，無(wú),。例如：氣水脫除氨氮。氨氮在水中存在著,，隨著PH升高,，氨在水中NH3形態(tài)比例升高，在一定溫度和壓力下,，NH3的氣態(tài)和液態(tài)兩項(xiàng)達(dá)到平衡,。根據(jù)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(duì)的和暫時(shí)的,。只是在一定條件下才能保持“假若改變平衡系統(tǒng)的條件之一,，如濃度、壓力或溫度,，平衡就向能減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng),。”遵從這一原理進(jìn)行了如下設(shè)計(jì)理念在膜的一側(cè)是高濃度廢水，另一側(cè)是酸性水溶液或水,。當(dāng)左側(cè)溫度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的壓力差,，那么廢水中的離子氨,就變?yōu)橛坞x氨NH3,并經(jīng)原料液側(cè)介面擴(kuò)散至膜表面，在膜表面分壓差的作用下,，穿越膜孔,，進(jìn)入吸收液，迅速與酸性溶液中的H+反應(yīng)生成銨鹽,。

4.MAP沉淀法

主要是利用以下化學(xué)反應(yīng)：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(dāng)[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時(shí)可生成（MAP）,，除去廢水中的。

5.

利用強(qiáng)氧化劑將氨氮直接氧化成進(jìn)行脫除的一種方法,。是利用在水中的氨與氯反應(yīng)生成脫氨,，這種方藝有，兩段活性污泥法,、強(qiáng)氧化,、短程、超聲法方法等,。

1.A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起,，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L,。在缺氧段將中的淀粉,、纖維、碳水化合物等懸浮和可溶性有機(jī)物為有機(jī)酸,，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物,，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行時(shí),，提高污水的可生化性,，提高氧的效率；在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì),、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N或酸中的氨基）游離出氨（NH3,、），在充足供氧條件下,，的將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-,，通過(guò)回流控制返回至A池，在缺氧條件下,，菌的將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C,、N、O在生態(tài)中的循環(huán),，實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理,。其特點(diǎn)是在前，污水中的有機(jī)碳被反所利用,，可減輕其后好氧池的，產(chǎn)生的可以補(bǔ)償好氧池中進(jìn)行對(duì)堿度的需求,。好氧在缺氧池之后,，可以使殘留的得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì),。的去除率較高可達(dá)90～95%以上,，但除磷效果稍差,，脫氮效率70～80%，除磷只有20～30%,。盡管如此,，由于比較簡(jiǎn)單，也有其突出的特點(diǎn),，目前仍是比較普遍采用的工藝,。

2.兩段活性污泥法能有效的去除有機(jī)物和，其中第二級(jí)處于階段,，停留時(shí)間在36小時(shí)左右,，污水濃度在2g/l以下，可以不排泥或少排泥從而降低費(fèi)用,。

3.強(qiáng)氧化其典型代表有法（PACT工藝）

粉末法的主要特點(diǎn)是向中投加粉末活性炭（PAC）利用粉末活性炭極為發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)和更大的吸附能力,，使溶解氧和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在其表面富集，為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環(huán)境從而提高有機(jī)物的降解速率,。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了一些全新的工藝,，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,、好氧反硝化和等,。

4. 短程硝化反硝化

生物硝化反硝化是應(yīng)用泛的脫氮方式，是去除水中的一種較為經(jīng)濟(jì)的方法,，其原理就是模擬自然生態(tài)環(huán)境中氮的循環(huán),，利用和反硝化菌的，將水中氨氮轉(zhuǎn)化為以達(dá)到脫氮目的,。由于氨氮氧化過(guò)程中需要大量的,，費(fèi)用成為這種方式的主要開(kāi)支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段,，然后進(jìn)行反硝化,，省去了傳統(tǒng)中由氧化成，再還原成亞硝酸鹽兩個(gè)環(huán)節(jié)（即將氨氮氧化至即進(jìn)行反硝化）,。該技術(shù)具有很大的優(yōu)勢(shì)：①節(jié)省25%氧供應(yīng)量,，降低能耗；②減少40%的碳源,，在C/N較低的情況下實(shí)現(xiàn)脫氮,；③縮短反應(yīng)歷程，節(jié)省50%的反硝化池容積,；④降低產(chǎn)量,，過(guò)程可少產(chǎn)污泥33%~35%左右，反硝化階段少產(chǎn)污泥55%左右,。實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵就是將硝化控制在階段,，阻止亞硝酸鹽的進(jìn)一步氧化,。

5. 厭氧氨氧化（ANAMMOX）和全程自養(yǎng)(CANON)

厭氧氨氧化是指在條件下以為直接被氧化成的過(guò)程。

厭氧氨氧化（Anaerobicammoniaoxidation,，簡(jiǎn)稱(chēng)ANAMMOX）是指在厭氧條件下,，以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以為，以NO2-或NO3-為電子受體,，將NH4+,、NO2-或NO3-轉(zhuǎn)變成N2的過(guò)程。該過(guò)程利用*的生物機(jī)體以作為電子供體把氨氮轉(zhuǎn)化為N2,，大限度的實(shí)現(xiàn)了N的循環(huán)厭氧,，這種的過(guò)程對(duì)于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景，對(duì)于高氨氮低COD的污水由于硝酸鹽的部分氧化,，大大節(jié)省了能源,。目前推測(cè)有多種途徑。其中一種是羥氨和生成N2O的反應(yīng),，而N2O可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為,，氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應(yīng)生成,，聯(lián)氨被轉(zhuǎn)化成氮?dú)獠⑸?個(gè)[H],，還原性[H]被傳遞到還原系統(tǒng)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,，被氧化為,，NH2OH經(jīng)，N2H2被轉(zhuǎn)化為N2,。厭氧氨氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)：可以大幅度地降低的充氧能耗,；免去的外源；可節(jié)省傳統(tǒng)反硝化反應(yīng)過(guò)程中所需的中和試劑,；產(chǎn)生的量極少,。厭氧氨氧化的不足之處是：到目前為止，厭氧氨氧化的反應(yīng)機(jī)理,、參與菌種和各項(xiàng)操作參數(shù)不明確,。

全程自養(yǎng)的全過(guò)程實(shí)在一個(gè)反應(yīng)器中完成，其機(jī)理尚不清楚,。Hippen等人發(fā)現(xiàn)在限制溶解氧（DO濃度為0.8·1.0mg/l）和不加有機(jī)碳源的情況下,，有超過(guò)60%的轉(zhuǎn)化成N2而得以去除。同時(shí)Helmer等通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明在低DO濃度下,，細(xì)菌以根離子為,，以為，終產(chǎn)物為,。有實(shí)驗(yàn)用監(jiān)測(cè)全程自養(yǎng)脫氮中的微生物,，發(fā)現(xiàn)在反應(yīng)器處于穩(wěn)定階段時(shí)即使在限制的情況下，反應(yīng)器中仍然存在有活性的,，不存在,。有85%的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻ｈb于以上理論,，全程自養(yǎng)脫氮可能包括兩步是將部分氧化為亞,，第二是。

氨氮廢水處理方法

1. 分析方法

NH3-N的測(cè)定采用納氏試劑分光光度法,；正磷酸鹽的測(cè)定采用鉬酸銨分光光度法,；Mg2+的測(cè)定采用EDTA滴定法。

2. 實(shí)驗(yàn)方法

取250 mL水樣置于500 mL燒杯中,，將燒杯置于攪拌機(jī)上,，攪拌（240 r/min）過(guò)程中按不同物質(zhì)的量比加入MgCl2·6H2O和無(wú)水Na2HPO4.反應(yīng)期間，用HCl或NaOH來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH,反應(yīng)時(shí)間為20 min.反應(yīng)結(jié)束后,，將溶液靜置30 min,取上清液進(jìn)行水質(zhì)分析,；沉淀物經(jīng)預(yù)處理后，采用LS-15型掃描電鏡和XRD-6000型XRD衍射儀進(jìn)行分析〔9〕,。

3. 結(jié)果與討論

 BBD分析實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果

根據(jù)Box-Benhnken的中心組合實(shí)驗(yàn)原理,，選取影響鳥(niǎo)糞石法處理氨氮廢水效果的3個(gè)主要因素pH、n（N）∶n（Mg）和n（N）∶n（P）,設(shè)計(jì)了3因子3水平共 17 個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方案,。實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果見(jiàn)表 1 ,其中實(shí)驗(yàn)序號(hào)由Design-Expert 7.0軟件隨機(jī)產(chǎn)生,。

4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

曲面的擬合及分析

采用Design-Expert 7.0軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次響應(yīng)曲面回歸，得到如下模型：

式中A,、B,、C均為各因素的實(shí)際值，D為氨氮去除率（%）,。

對(duì)上述模型進(jìn)行了回歸系數(shù)顯著性分析,，結(jié)果表明，該模型的Prob>F小于0.000 1,表示該模型是顯著的,；同時(shí),，該模型的決定系數(shù)R2=0.999 9,調(diào)整決定系數(shù)Adj R2=0.999 7,說(shuō)明該模型的擬合可靠性很高。因此,，該模型能夠較為準(zhǔn)確地分析和預(yù)測(cè)鳥(niǎo)糞石法處理氧化鐵紅廠(chǎng)氨氮廢水的反應(yīng)條件,。對(duì)自變量的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果表明，A,、B,、C,、BC、A2,、B2,、C2是顯著的模型因素。

以A為中心值時(shí),，B和C對(duì)氨氮去除率的影響的響應(yīng)面的等高線(xiàn)形狀為橢圓,，說(shuō)明 n（N）∶n（Mg）和n（N）∶n（P）交換作用顯著。分別以B和C作為中心值時(shí),，響應(yīng)面的等高線(xiàn)為圓形,，說(shuō)明反應(yīng)的pH和n（N）∶n（Mg）、n（N）∶n（P）之間并無(wú)顯著的交互作用,，它們相互并不影響,。

得到氨氮去除率的大估計(jì)值為99.77%,相應(yīng)的A（pH）的解為9.39,B〔n（N）∶n（Mg）〕的解為0.80,C〔n（N）∶n（P）〕的解為0.80.

5.驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

為了進(jìn)一步考察模型的準(zhǔn)確性和實(shí)用性，在相同的條件下進(jìn)行了1組對(duì)照實(shí)驗(yàn),，與相應(yīng)的模型預(yù)測(cè)值進(jìn)行比較,，結(jié)果如表 2所示。

6.出水正磷酸鹽的變化規(guī)律

磷屬于必須嚴(yán)格控制的常見(jiàn)污染物之一,，在用鳥(niǎo)糞石法處理氧化鐵紅廠(chǎng)高氨氮廢水時(shí)必須控制出水中正磷酸鹽的濃度,。出水中正磷酸鹽含量主要由Na2HPO4的投加量決定，Na2HPO4的投加量過(guò)大,，不僅會(huì)造成浪費(fèi),，而且會(huì)帶來(lái)出水磷超標(biāo)的二次污染。

取4份200 mL氨氮廢水加入到500 mL燒杯中,，氨氮初始質(zhì)量濃度為580 mg/L.在n(N)∶n(Mg)=0.8∶1,反應(yīng)體系pH為9.39,攪拌速度為240 r/min,反應(yīng)時(shí)間為20 min的條件下,，改變Na2HPO4的投加量，使n(N)∶n(P)分別為1.2,、1.0,、0.9、0.8,考察出水正磷酸鹽的變化規(guī)律,。