氨氮廢水處理技術(shù)
評(píng)論: 更新日期:2011年09月05日
?????? 近年來(lái),隨著化肥、石油化工等行業(yè)的迅速發(fā)展壯大,由此而產(chǎn)生的高氨氮廢水也成為行業(yè)發(fā)展制約因素之一;據(jù)報(bào)道,2001年我國(guó)海域發(fā)生赤潮高達(dá)77次,氨氮是污染的重要原因之一,特別是高濃度氨氮廢水造成的污染。因此,經(jīng)濟(jì)有效的控制高濃度氨氮廢水污染也成為當(dāng)前環(huán)保工作者研究的重要課題,得到了業(yè)內(nèi)人士的高度重視。目前,處理氨氮廢水的物理、化學(xué)法等常規(guī)技術(shù)根本不能經(jīng)濟(jì)有效的治理目的,存在處理效果差,運(yùn)行費(fèi)用高的問(wèn)題。生物處理法中,一般采用的A/O法、A2/O法、SBR序批處理法等對(duì)脫氮具有一定效果的工藝技術(shù),一般處理的廢水氨氮含量不能超過(guò)300mg/L,同時(shí),為了實(shí)現(xiàn)脫氮的目的,必須補(bǔ)充相應(yīng)的碳源來(lái)配合實(shí)現(xiàn)氨氮的脫除,使運(yùn)行費(fèi)用有很大的增加,是一般企業(yè)根本無(wú)法承受。高濃度氨氮廢水來(lái)源多,排放量大,采用經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)實(shí)現(xiàn)處理要求迫在眉睫。
?????? 近年來(lái),隨著生物工程技術(shù)的發(fā)展,特別是定向分離和培育的特性微生物工程技術(shù)的飛速進(jìn)步,使傳統(tǒng)脫氮理論受到挑戰(zhàn),并在實(shí)際高氨氮廢水的處理項(xiàng)目中被打破。生物脫氮理論上有了很多進(jìn)展,新的脫氮理論在實(shí)踐上得到了很好的驗(yàn)證,如: ①亞硝酸硝化/反硝化工藝。該工藝可以節(jié)省25%硝化曝氣量,節(jié)省40%的反硝化碳源,節(jié)省50%反硝化反應(yīng)器容積。 ②同時(shí)硝化/反硝化工藝(SND)。好氧環(huán)境和缺氧環(huán)境同時(shí)存在的一個(gè)反應(yīng)器中,由于許多新的氮生物化學(xué)菌族被鑒定出來(lái),在菌膠團(tuán)作用下,硝化/反硝化同時(shí)進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)了低碳源條件下的高效脫氮。 ③好氧反硝化 在好氧條件下,某些好氧反硝化菌能夠通過(guò)氨氮的生物作用形成氧化氮和氧化亞氮等氣態(tài)產(chǎn)物。 ④厭氧氨氧化 一些微生物能夠以硝酸鹽、二氧化碳和氧氣為氧化劑將氨氧化為氮?dú)狻?br />
總之,存在大幅度提高生物脫氮效率的生物學(xué)基礎(chǔ),而且效率的提高并不意味著成本的上升。在這種前提下,I-BAF處理高氨氮廢水的工藝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,該技術(shù)在處理高氨氮廢水方面有獨(dú)特的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì):
(1)I-BAF技術(shù)打破和超越了常規(guī)硝化/反硝化生物治理氨氮廢水的理論基礎(chǔ)。由于采用了特殊生物工程技術(shù)分離和培養(yǎng)的專用菌族(噬氮菌菌族),配合滿足噬氮菌處理高氨氮廢水的生物環(huán)境需要的載體,在I-BAF池中同時(shí)存在著硝化/反硝化、亞硝酸硝化/反硝化工藝、同時(shí)硝化/反硝化、好氧反硝化、厭氧氨氧化等生物反應(yīng)歷程,時(shí)期能夠發(fā)揮出最高效的脫氮效率。
(2)設(shè)備投資小,運(yùn)行費(fèi)用低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。由于能夠更加高效的去除高氨氮,同時(shí)對(duì)化肥生產(chǎn)企業(yè)的低有機(jī)物、高氨氮的特性廢水處理過(guò)程中,補(bǔ)充碳源極少,本處理工藝產(chǎn)生的污泥量極少,無(wú)需增加高額的污泥處置投資和費(fèi)用,在長(zhǎng)期的水處理設(shè)施運(yùn)行中,微生物和載體一經(jīng)投入無(wú)需補(bǔ)加,固定化微生物技術(shù)對(duì)進(jìn)水的抗波動(dòng)能力強(qiáng),現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便,更加容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,所以,I-BAF工藝技術(shù)處理高氨氮廢水表現(xiàn)出了強(qiáng)大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
(3) I-BAF工藝技術(shù)可以實(shí)行模塊式應(yīng)用和管理,針對(duì)不同的處理要求,可以增加或減少處理單元,改變處理后出水指標(biāo),在增加相應(yīng)的處理模塊的情況下,可以對(duì)出水進(jìn)行更深度的處理,使其達(dá)到回用指標(biāo)要求,用于生產(chǎn)工藝、循環(huán)冷卻水、綠地或沖洗等使用,節(jié)約大量補(bǔ)充用水,為企業(yè)節(jié)省大量的排污費(fèi)的同時(shí),可以節(jié)約大量的用水費(fèi)用。
廢水中氨氮的去除
廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨,然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。目前采用的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點(diǎn)氯化等四種?! ?br />
一、生物硝化與反硝化(生物陳氮法)
(一) 生物硝化
在好氧條件下,通過(guò)亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用,將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過(guò)程,稱為生物硝化作用。生物硝化的反應(yīng)過(guò)程為:
由上式可知:(1)在硝化過(guò)程中,1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)需氧4.57g;(2)硝化過(guò)程中釋放出H+,將消耗廢水中的堿度,每氧化lg氨氮,將消耗堿度(以CaCO3計(jì)) 7.lg。?
影響硝化過(guò)程的主要因素有:(1)pH值?? 當(dāng)pH值為8.0~8.4時(shí)(20℃),硝化作用速度最快。由于硝化過(guò)程中pH將下降,當(dāng)廢水堿度不足時(shí),即需投加石灰,維持pH值在7.5以上;(2)溫度?溫度高時(shí),硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃,在15℃以下其活性急劇降低,故水溫以不低于15℃為宜;(3)污泥停留時(shí)間?硝化菌的增殖速度很小,其最大比生長(zhǎng)速率為 =0.3~0.5d-1(溫度20℃,pH8.0~8.4)。為了維持池內(nèi)一定量的硝化菌群,污泥停留時(shí)間 必須大于硝化菌的最小世代時(shí)間 。在實(shí)際運(yùn)行中,一般應(yīng)取 >2 ,或 >2 ;(4)溶解氧?? 氧是生物硝化作用中的電子受體,其濃度太低將不利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。一般,在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化,溶解氧應(yīng)保持在2~3mg/L以上;(5)BOD負(fù)荷?硝化菌是一類自養(yǎng)型菌,而B(niǎo)OD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過(guò)高,會(huì)使生長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖,從而佼白養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì),結(jié)果降低了硝化速率。所以為要充分進(jìn)行硝化,BOD5負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。