(3页)废水处理中,高氨氮对厌氧微生物的抑制研究

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氨氮的(厌氧中氨氮抑制).docx

1.厌氧消化过程抑制因素的研究进展

夏亚穆, 常亮, 王伟( 青岛科技大学化工学院, 山东青岛266042)

氨主要由蛋白质和尿素生物分解产生。氨氮在水溶液中, 主要是以铵离子( NH+4 ) 和游离氨( NH3 , FA)形式存在。其中FA 具有良好的膜渗透性[ 2] , 是抑制作用产生的主要原因。在四种类型的厌氧菌群中, 产甲烷菌( MPB) 最易被氨抑制而停止生长[ 3] 。当NH3-N 浓度在4051~ 5734 mg # L- 1范围时, 颗粒污泥中产酸菌几乎不受影响, 而MPB 的失活率达到了561 5%[ 4] 。

21 11 1 影响氨抑制的因素

影响氨抑制的因素主要有浓度、p H 值、温度。普遍认为氨的浓度在200 mg/L以下时有利于厌氧降解, 因为氮也是厌氧微生物所需的重要营养物质[ 5] 。由于反应器运行状况和实验条件的差异, 总氨氮( T AN) 的半数抑制浓度( IC50 ) 限制尚无定论, 一般在1. 7~ 14 g # L- 1 范围内。

pH 值升高会导致氨的抑制活性增强, 这是因为pH 值越高, NH+4 转化成FA 的比例就越大[ 6] 。控制pH 值在微生物生长的最适条件下, 可以降低氨的抑制活性。pH 值从71 5 降到71 0, 可使厌氧降解牛粪的甲烷产量提高4 倍[ 7] 。

温度的升高既可以促进微生物的生长, 又会使FA 浓度升高。所以, 要权衡两方面, 才能找到最适温度。

2. 厌氧消化过程氨抑制研究进展

1.1 厌氧消化氨抑制形成机理

关于厌氧消化过程中氨氮产生抑制的原因,目前尚未有统一结论。其中被广泛认同

的是,游离氨(NH3)是产生抑制作用的主要原因。其抑制机理为①游离氨直接抑制了甲烷合成酶的活性;②游离氨为疏水性分子,通过被动扩散作用进入细胞,改变了细胞内外质子平衡和钾的缺乏。另外,进入细胞的游离氨在细胞内转变为铵,铵在细胞内积累改变了细胞内的pH,从而对细胞产生毒害作用。

但https://www.360docs.net/doc/7c8435723.html,y 认为,产甲烷菌的活性取决于NH4+的浓度,而不是NH3的浓度,而且NH4+和NH3在驯化和非驯化的系统中的影响是不同的,在一个经良好驯化的微生物系统中,NH4

+是比NH3更重要的影响产甲烷菌活性的因素[4]。

1.2 厌氧消化氨抑制影响因素研究

在厌氧消化氨抑制相关研究中,关于氨抑制浓度阈值和不同浓度下抑制程度的报道最多,但是由于氨抑制浓度受pH,VFA,接种物和温度等诸多条件影响,使研究结果差异很大。一般情况下,NH4+浓度在50~200 mg/L 时对细菌是有益的,在200~1 500 mg/L 时未表现出明显的副作用[5]。

厌氧消化体系中,pH 值直接影响总氨氮(TAN)中游离氨(NH3)和NH4+的相互转化,而游离氨对产甲烷菌活性的影响是引发氨抑制的主要因素[6],因此研究氨抑制浓度阈值及抑制程度必须明确发酵体系的pH。研究表明:在pH 为6.5~8.5 时,甲烷菌的活性随氨氮浓度的增加而降低,当氨氮浓度在1 670~3 720 mg/L 时,甲烷菌的活性降低10%,当浓度在4 090~5 550 mg/L 时,甲烷菌的活性降低50%,而氨氮浓度达到5 880~6 600 mg/L 时,产甲烷菌活性则完全丧失[7]。同时应该注意的是,不论产甲烷菌还是产氢产乙酸都有适宜的pH,如果不能将pH 调整至适当的范围,尽管氨氮浓度未达到抑制水平,也将导致运行失败。

VFA 浓度是厌氧消化体系中非常重要的参数,与氨抑制具有密切联系。高浓度氨氮可抑制产甲烷作用,导致VFA 累积,VFA 浓度超过临界值,使pH 降低,进而发生VFA 抑制,使产甲烷菌活性进一步降低,最终形成“抑制的稳定状态”[8],高浓度氨氮的触发作用以及高浓度VFA 的加剧效应可导致厌氧消化处理系统的崩溃,并具有突然性,因此氨氮、VFA 和pH 的协同作用直接影响厌氧消化处理效果。

有文献报道,牛粪中温厌氧消化过程中,当pH=7 时,游离氨约占总氨氮的1%,而pH=8 时则增加到10.2%;当pH 从7.5 调节至7.0 时,沼气产量提高了4 倍;在pH=8 时,消化体系出水VFA 浓度可达316 mg/L,当pH 调节至7.4 时,出水VFA 浓度降低至20 mg/L。唐崇俭在研究猪场废水氨抑制效应时发现:当游离氨浓度较低、猪场废水中VFA 浓度为1000~3 000 mg/L时,出水VFA 浓度低于200 mg/L,VFA 去除率高达80%~92%,在游离氨超过临界抑制浓度(100~120 mg/L)后,反应液VFA 浓度高于2 000 mg/L,超过其对厌氧生物处理的临界抑制浓度( 1 000 mg/L),反应器运行性能严重恶化[1]。

1.5 厌氧消化氨抑制消除措施研究

(1)其中,对发酵原料进行稀释或调整进料的C/N 被认为是最有效和应用最广泛的方法,但由于稀释导致消化反应器体积庞大,存在投资高、废水排放量大、经济效益差等问题;通过多原料混合发酵,如将畜禽粪污与高炭有机废弃物按比例混合,调整至适宜的C/N 后进行厌氧消化,不但可以避免氨抑制,而且有利于提高原料转化率,是行之有效且经济可行的措施。

(2)化学沉淀或矿物质吸附[29]~[31]也是研究、应用较多的消除氨抑制的方法如在厌氧消化池中加入定量的镁盐或正磷酸盐使氨氮以不溶的鸟粪石析出。加入天然沸石通过吸附作用降低体系氨氮浓度以避免氨抑制;利用厌氧消化出水pH较高的特点,经简单调节后,采用空气吹脱或气提方法去除氨氮也有所应用[32]。

2.氨氮对EGSB 反应器处理高浓度有机废水的影响

摘要:

1.3 试验方法

2.1 氨氮浓度对COD 去除率的影响

2.3 氨氮浓度对出水pH 值及碱度的影响

3.高浓度氨氮对IC厌氧反应器运行

的抑制性研究

摘要:

2. 1 氨氮对IC反应器运行的影响

根据IC反应器启动期的实验数据, 选取容积负荷为37 kg COD / ( m3# d)的工况进行氨

氮对IC 反应器运行的影响实验。在该实验阶段, 保持进水COD 9 000mg /L, HRT为5.4 h, 通过改变进水氨氮浓度, 考察氨氮对IC反应器运行的影响。

2.1.1 氨氮浓度对COD去除率及产气率的影响

2.1.2 氨氮浓度对系统VFA 的影响

2.1.3 氨氮浓度对pH 值和碱度的影响

2.1.4 反应器对氨氮的去除

2. 2 氨氮影响后的恢复实验(直接恢复到COD:N:P=200:5:1).

4.常温氨氮对UBF 反应器抑制作用的试验研究

在25℃条件下, 容积负荷为15. 60kgCODcr/ m3 d时, CODcr去除率为74. 08% , BOD5去除率为83. 78%

2. 1污泥的培养和驯化

2. 2提高负荷阶段试验

本阶段的试验是在保持水力停留时间基本不变的条件下, 采用鸡粪混合液离心出水进行

稀释, 逐步提高进水浓度的方法进行.

2. 3NH3- N 对UBF 反应器处理效果影响试验

该试验阶段的研究目的在于保持反应器容积负荷一定( 约16. 90kgCOD cr / m3d) , 进水为鸡粪混合液离心出水( COD cr约18500mg/ L) , 进水量一定( 6. 7l/ d) , 改变进水NH3- N 浓度, 考察NH3- N 对U BF 反应器处理效果的影响, 确定在25℃条件下, NH3- N 对鸡粪混合液离心出厌氧处理的抑制浓度.

醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究_马海乐

农产品加工·学刊 2009年第10期 收稿日期:2009-07-30 基金项目:镇江市国际合作项目(GJ2007010,GJ2008010);镇江市工业攻关项目(GY2007002)。作者简介:马海乐(1963-),男,陕西人,博士,教授,博士生导师,研究方向:生物资源高效利用技术。 E-mail :mhl@https://www.360docs.net/doc/7c8435723.html, 。 0引言 醋糟是利用粮食原料生产食醋过程中排放的有机废弃物,长期以来都作为垃圾被填埋。人们对醋糟的利用有过不少研究[1~3],大多着眼于作为饲料或食用菌栽培料。但前者烘干成本过高,后者处理量少,均不能从根本上解决问题。所以对醋糟的处理,既是制醋行业的一大难题,又是城市环境卫生治理的一大难点。 有机废弃物厌氧发酵制氢技术是近年来国内外研究的新领域,该技术能够高效降解有机质,并且发酵 以后的底物能够用作有机肥料[4,5]。因此,将有机废弃物用于厌氧发酵制氢,既能解决有机废弃物的处理问题,又可获得清洁能源──氢气。目前采用各种有机废水和有机固体废弃物进行生物发酵制氢的研究已有很多,其中包括利用糖蜜废水、酿酒废水、植物淀粉生产废水、纤维素微晶以及城市有机固体垃圾等发酵产氢[6~10]。 樊耀亭等人以牛粪堆肥或活性污泥作为天然混合产氢菌来源,分别对啤酒糟、玉米秸秆、芝麻饼、玉米芯等进行厌氧发酵,均得到了较好的产氢效果[11~13]; 醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究 马海乐1,2,3,刘瑞光1,3,王振斌1,2,3,顾顺1,3,R uihong Zhang 4,3 ( 1.江苏大学食品与生物工程学院,江苏镇江212013; 2.江苏省农产品生物加工与分离工程技术研究中心,江苏镇江212013; 3.美国加州大学—中国江苏大学生物质能联合研究中心,江苏镇江212013; 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ,University of California-Davis ,Davis ,CA 95616,USA )摘要:以预处理后的牛粪为接种物,以醋糟为发酵底物进行厌氧发酵产氢试验,研究了底物预处理方法、发酵温度、 底物浓度、初始pH 值、微量金属元素添加量对产氢量的影响。结果表明,用体积分数0.7%的HCl 静置处理24h 为最佳预处理方法,且在最佳发酵条件(发酵温度35℃,底物浓度175g/L ,初始pH 值6.0)下,微量金属元素营养液添加量为2%时,产氢效果最好,累积产氢量为46.91mL/g TS 。关键词:醋糟;厌氧发酵;氢气;响应面法;优化中图分类号:TS209文献标志码:A doi :10·39691jissn ·1671-9646(X )·2009·10· 006Research on Influence Factors of Hydrogen Production from Vinegar Residue by Anaerobic Digestion M a Haile 1,2,3,Liu Ruiguang 1,3,Wang Zhenbin 1,2,3,Gu Shun 1,3,Ruihong Zhang 4,3 ( 1.School of Food and Biological Engineering ,Jiangsu University ,Zhenjiang ,Jiangsu 212013,China ; 2.Jiangsu Provincial Research Center of Bio-process and Separation Engineering of Agri-products ,Zhenjiang ,Jiangsu 212013,China ; 3.Joint Bio-energy Research Center of Jiangsu University and University of California-Davis ,Zhenjiang ,Jiangsu 212013,China ; 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ,University of California-Davis ,Davis , CA 95616,USA ) Abstract :Vinegar residue was digested with culture from the enriched cattle manure under anaerobic condition to produce hydrogen.The effect of pretreatment method of vinegar residue ,fermentation temperature ,substrate concentration ,initial pH and supplement of trace metals on the hydrogen yield was investigated.The results showed that the best pretreatment method were that vinegar residue was placed in 0.7%HCl for 24h ,and maximal hydrogen yield 46.91mL/g TS was obtained under fermentative temperature 35℃,substrate concentration 175g/L ,initial pH 6.0and trace metals solution supplement 2%.Key words :vinegar residue ;cattle manure ;anaerobic digestion ;hydrogen 第10期(总第187期)农产品加工·学刊 No.102009年10月 Academic Periodical of Farm Products Processing Oct. 文章编号:1671-9646(2009)10-0026-04

高氨氮废水处理方法

高氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的,一般上ph在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用,ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种,一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵,氯化铵等等。 高氨氮废水如何处理,我们着重介绍一下其处理方法: 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法,一般认为吹脱与湿度、PH、气液比有关。1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。例如:气水分离膜脱除氨氮 氨氮在水中存在着离解平衡,随着PH升高,氨在水中NH3形态比

例升高,在一定温度和压力下,NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水,另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差,那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面,在膜表面分压差的作用下,穿越膜孔,进入吸收液,迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。 1.4MAP沉淀法 主要是利用以下化学反应:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。 1.5 化学氧化法 利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。

废水除氨氮工艺比较知识讲解

国内高浓度氨氮废水处理常见工艺 物化法 国内外处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多,主要有空气吹脱法、蒸 汽汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法和烟 道气治理法等,这些方法各有优缺点,可用于不同条件的废水处理。 1.2.1.1空气吹脱法 空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触,利用废水中组分的实际浓 度与平衡浓度之间的差异,使氨氮由液相转移至气相而去除。废水中的氨 氮通常以离子铵(NH4+)和游离氨(NH3)的状态保持平衡而存在,将废水pH值调节至碱性时,NH4+转化为NH3,然后通入空气将NH3吹脱出来。 NH4++ OH-→ NH3+ H2O 在吹脱过程中,废水pH值、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。一般来说,pH值要提高至10.8~11.5,水温一般不能低于20℃,水力 负荷为2.5~5 m3/(m2·h),气水比为2500~5000 m3/m3,此时氨氮去除率 在80%~95%。 空气吹脱法工艺流程简单,但NH3-N仅从溶解状态转化为游离态,并没有 彻底除去,需要相应的回收装置,否则易造成二次污染;当温度低时, NH3-N吹脱效率大大低,不适合在寒冷的冬季使用。 另外,在当前越来越严格的排放要求条件下,作为一种较为简单粗糙的氨 氮废水处理工艺,空气吹脱法由于无法达到排放要求(如15 mg?L-1以下),加上氨的回收利用上受到限制,因此采用它的改良方法。

1.2.1.2蒸汽汽提法 蒸汽汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样,即在高pH值时使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。其传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值。延长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提高NH3-N 的处理效率,用填料塔可以满足此要求。由于采用蒸汽作为工作介质,氨自废水进入蒸汽中,然后在塔顶蒸馏成浓氨水、浓氨气或者液氨回收,或是采用酸吸收成为相应的铵盐。 蒸汽汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水(浓度在1000 mg?L-1以上),操作条件易于控制。对于浓度在1000~30000 mg?L-1,甚至更高浓度的氨氮废水,采用该法可以经一次处理后,氨氮浓度达到15 mg?L-1(国家一级排放标准)以下。 蒸汽汽提脱氨技术因为是以蒸汽为脱氨介质,由于蒸汽价格较高(约200元/吨),因此蒸汽消耗就成为了该技术关键指标。传统蒸汽汽提脱氨技术蒸汽消耗达到300kg/吨废水以上,因此传统蒸汽汽提脱氨技术成本很高。随着近些年来技术的进步,一些在传统蒸汽汽提脱氨技术上研究开发的新型蒸汽汽提脱氨技术已经大大降低了蒸汽单耗,达到了30kg/吨废水,因此新型蒸汽汽提脱氨技术正在高浓度工业氨氮废水处理领域得到广泛地推广应用,为我国氨氮污染物减排起到了强有力的技术支撑作用。 1.2.1.3折点加氯法 折点加氯法是将氯气通入水中,当投入量达到某一值(点)时,水中游离氯含量最低而氨的浓度降为零,当投入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此,该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化去除氨的的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气,氮气逸入大气。

厌氧生物处理的影响因素

厌氧生物处理的影响因素 厌氧生物处理的基本原理 三阶段论——1979年由Bryant提出 1) 水解阶段:碳水化合物(脂肪、蛋白质)在水解发酵菌作用下转化为糖类、挥发性脂肪酸VFA、(较高级有机酸)氨基酸、水和二氧化碳; 2) 酸化阶段(产酸产乙酸阶段):挥发性脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙 酸: CH3CH2COOH→CO2↑+CH3COOH+H2↑ 3) 产甲烷阶段:最后两组生理不同的产甲烷菌,有共同的产物: 4H2+CO2→CH4↑+2H2O —— (28%)CO2被还原的反应 2CH3COOH→2CH4↑+2CO2↑ —— (72%)乙酸脱羧的反应 ,CH3COOH脱羧。 厌氧生物处理的影响因素 (1) 温度。存在两个不同的最佳温度范围(55℃左右,35℃左右)。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。 甲烷菌对温度的适应性很差,根据其生存的适宜温度范围,甲烷菌可分为两类,即中温甲烷菌(适宜温度33-35℃)和高温甲烷菌(适宜温度50-53℃)。当温度超出适宜温度范围时,厌氧消化反应速率则急剧下降。厌氧消化的允许温度波动范围为±1.5-2.0℃。当波动范围为±3℃时,就会严重抑制消化速率。当波动范围超过±5℃时,就会使有机酸大量积累而破坏厌氧消化过程的正常运行。 (2) pH值。厌氧消化最佳pH值范围为6.8~7.2。 产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感,其适宜的pH值范围较广,在4.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近,最适宜pH值为7.0-7.2,pH6.6-7.4较为适宜。在厌氧法处理废水的应用中,由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行,故为了维持平衡,避免过多的酸积累,常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围内。 (3) 有机负荷。 ① 厌氧生物反应器的有机负荷通常指的是容积负荷,其直接影响处理效率和产气量。在一定范围内,随着有机负荷的提高,产气量增加,但有机负荷的提高必然导致停留时间的缩短,即进水有机物分解率将下降,从而又会使单位质量进水有机物的产气量减少。 ② 厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡,有机负荷过高,则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率,从而造成挥发酸VFA的积累使pH值迅速下降,阻碍产甲烷阶段的正常进行。严重时导致产甲烷作用的停顿,整个系统陷于瘫痪状态,调整恢复起来非常困难。

氨氮废水处理方法

高氨氮废水处理技术 介绍各类氨氮废水处理技术及其原理,包括各种方法的优缺点、适用范围、高浓度氨氮废水处理技术的研究进展。通过对比分析,明确不同类型高氨氮废水处理的选择方法,为治理高氨氮废水提供一条便捷的选择方法。 近年来,随着环境保护工作的日益加强,水体中有机物的代表指标-COD基本上得到有效控制,但是,含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制,未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害,如易导致湖泊富营养化,海洋赤潮等。本文总结了国内外高氨氮废水处理技术及其优缺点、适用范围等。 1、废水中氨氮处理的主要技术应用与新进展 1.1吹脱法 吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+),通过调节pH值转化为分子态氨,随后被通入的空气或蒸汽吹出。影响吹脱效率的主要因素有:pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。 NH4++OH-→NH3+H2O 炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水,常含有很高浓度的氨,因此常用蒸汽吹脱法处理,回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的高费用。石灰一般用来提高pH值。用蒸汽比用空气更易控制结垢现象,若用烧碱则可大大减轻结垢的程度。吹脱法一般采用填料吹脱塔,主要特征是在塔内装置一定高度的填料层,利用大表面积的填充塔来达到气水充分接触,以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。胡允良等人研究了某制药厂生产乙胺碘呋酮时产生的一部分高浓度氨氮废水的静态吹脱效果。结果表明:当pH=10~13,温度为30~50℃时,氨氮吹脱率为70.3%~99.3%。 氨吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理,该处理技术优点在于除氨效果稳定,操作简单,容易控制。但如何提高吹脱效率、避免二次污染及如何控制生产过程水垢的生成都是氨吹脱法需要考虑的问题。 1.2化学沉淀法(MAP法)

氨氮废水处理系统设计方案百度文库

应平化肥有限责任公司 30T/h氨氮废水处理系统 宜兴市裕泰华环保有限公司 二00八年五月 一、概述 1、采用国内目前较为先进成熟的吹脱+催化氧化+生物滤池处理工艺,该工艺具有可靠性、成熟性,并符合国内实际情况,并尽量采用新技术、新材料,实用性与先进性兼顾,以实用可靠为主。 2、废水处理主要设施材质以钢砼结构为主,具有结构紧凑,占地面积小,布局合理,尽可削减总投资及运行费用加以考虑。 3、对废水处理设施进行充分的考虑,按地区气候条件,考虑必要的防水防冻及防渗措施。 4、废水处理过程中产生的污泥排入污泥池,进行好氧消化稳定后,经压成泥饼外运,保证污泥出路可靠。 二、废水处理量及废水性质: 1废水来源及水量: 废水来源为化肥厂生产工艺经冷却塔冷却后的高氨氮废水 a、废水量:30m3/h b、废水水质:详见表一 表一、废水水质

序号项目数据(mg/L 1 氨氮846.3 2 化学需氧 量 737 3 环状有机 物(Ar-OH 9.095mg/L 4 总磷0.467 5 BOD 21 6 氰化物未知 7 SS 164 8 石油类未知 9 挥发酚未知 10 硫化物未知

11 pH 6-9 12 水温约30℃ c、运行方式:连续运行 1、处理出水标准:废水处理后达合成氨工业水污染物排放标准GWPB 4-1999中中型化肥厂一级排放标准,详见下表。 (2001年1月1日之后建设(包括改、扩建的单位 序号项目标准(mg/L 1 氨氮70 2 化学需氧 量 150 3 氰化物 1.0 4 SS 100 5 石油类 5 6 挥发酚0.1

7 硫化物0.50 8 pH 6-9 三、废水处理工艺选择: 根据废水处理工程特点、功能、要求及废水排放特征,由于废水含有一定的毒性,B/C比较低,氨氮较高,因此需经脱氮及强氧化来提高废水的B/C比在0.3以上,剩余的氨氮及有机物在后级生化系统中去除。 本公司采用生物滤池工艺,经水解酸化后水中的B/C比约0.35左右,可生化大大提高。根据废水排放标准出水有NH3-N的限制,所以在选择废水处理工艺时除了考虑除解有机物外,还考虑到脱氮,为达到这个目的,我们选用了工艺成熟、运行可靠的水解生化+DC生物滤池+N生物滤池的工艺。 四、废水处理工艺流程简图: 1、废水处理系统工艺: 自动加碱废气高空排放或回收塔回收 废水→格栅→调节池→提升泵→PH调节沉淀→中间槽→二级提升泵→氨氮吹脱塔 风机 →三级提升泵→最终中和槽→催化氧化装置→还原反应槽→提升泵→脉冲布水器 自动加酸加还原剂

温度对畜禽粪便厌氧发酵影响

温度对厌氧发酵工艺的影响参数 温度不仅影响着厌氧发酵的产气速度,也影响着产气量,在一定温度范围内,产气速度和产气量与温度呈现正相关,随着温度的升高,发酵周期、产气时间和发酵启动时间在缩短。 一般来说,甲烷菌有3个适宜生长的温度范围,分为:低温(10℃~30℃)、中温(30℃~40℃)和高温(50℃~60℃),所以对应着3种优势微生物种群:嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物。相应的厌氧处理工艺分别为:低温厌氧发酵、中温厌氧发酵和高温厌氧发酵。 1、温度对厌氧消化期的影响 厌氧消化的发酵周期(发酵周期意味着在相同时间内消化处理废弃物的量,直接反映了厌氧消化效率。一般在实际生产中,以产气量达到总气量的90%以上即可认为发酵基本完成,为一个发酵周期。)、产气时间和发酵启动时间和温度有很大关系。随着温度的升高,发酵周期、产气时间和发酵启动时间都在缩短。因此,在实际生产中可以提高发酵的环境温度,加快厌氧消化的启动,同时也可以缩短水力滞留期,处理更多的料液,提高产气量。 2、温度对厌氧发酵产气量和产气速度的影响 由表4和表5可见,温度不仅影响着产气速度,也影响着产气量,在一定温度范围,产气速度和产气量与温度呈正相关。但是,发酵原料总的产气量却不受温度的影响,所以,在厌氧发酵中要尽可能的提高发酵环境的温度,提高产气速度和产气量,从而利用更多的废物料,变废为宝。

3、温度对厌氧发酵产甲烷含量的影响 由表6可知,在不同温度条件下,厌氧发酵沼气特性是不同的,在它们都进入发酵启动时间时,以高温条件下,甲烷气体含量最高。因为存在底物的驯化适应阶段,该试验只能在一定程度上说明温度条件与产气性的关系,无法定量地说明它们之间的关系。 4、温度突变对厌氧发酵的影响 发酵温度的突变会对厌氧发酵产生影响。当温度在±3℃的变化时,消化速度受到抑制;当温度在±5℃的急剧变化时,产气量就会迅速降低,甚至会停止产气。一旦温度条件得到恢复,厌氧发酵也会恢复工作。有研究表明:温度突降后,产气量几乎降为0,总挥发性脂肪酸(VFA)和乙酸、丙酸含量快速积累,pH也随之下降。但系统较高的缓冲能力使得pH在正常范围内波动,并不影响反应器的运行。所有这些参数在温度恢复后经过一段时间均能恢复至温度变化前的状态。 基于温度对厌氧发酵的重要作用,所以,在实际的生产中,尽可能地在优势微生物种群活动范围内提高厌氧发酵的环境温度,同时应注意温度的变化。 (1)尽可能以高温厌氧发酵系统来处理环境污水,虽然存在温度较难控制和系统的不稳定等不利因素,但较之中温和低温发酵,仍然具有很多优势,如能加速菌群的繁殖,促进复杂有机原料的水解反应,较高的甲烷生产率。 (2)加强保温技术的研究、保温材料的研制和推广工作。

厌氧发酵原理及其工艺

1.4 实验研究目的,技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物(主要是黄瓜藤)和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: (1)研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 (2)研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 (3)不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响;为了厌氧发酵反应的持续反应,同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景,国内能源消费和可再生能源利用现状,以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。

第三章阐述农作物的破碎原理,从中说明粒度与能耗间的关系,并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究,确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项,防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验,研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望,总结本课题的研究成果,并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。

吹脱法处理高浓度氨氮废水

吹脱法处理高浓度氨氮废水 作者:周明罗陈建中刘志勇 简介:对垃圾渗滤液处理难点进行了分析,阐述了垃圾渗滤液国内外处理现状、处理工艺对比、以及存在弊端,概述OFR新型专利技术处理垃圾渗滤液的原理、使用范围、技术优势及其推广方向,提出OFR 技术在高浓度有机废水处理有特殊的效果,已成功使用于国内外多家企业,尤其在垃圾渗滤液前预处理和经膜技术处理后的浓液处理方面有广阔的使用前景。 关键字:垃圾渗滤液浓缩液氨氮 高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭,而且将增加给水处理的难度和成本,甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视,近20 年来,国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺,如生物方法有硝化及藻类养殖;物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉;化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现,在处理氨氮废水的使用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究使用。 1 吹脱技术 吹脱法用于脱除水中氨氮,即将气体通入水中,使气液相互充分接触,使水中溶解的游离氨穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体(若用水蒸气作载体则称汽提)。 水中的氨氮,大多以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下: NH4++OH-NH3+H2O (1) 氨和氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算: Ka=Kw /K b=(C NH3·C H+)/C NH4+(2) 式中:Ka———氨离子的电离常数;

氨氮废水处理技术综述

第33卷第5期 2013年10月 山 西 化 工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Vol.33 No.5 Oct.2013 环境保护 [3]随着工业的发展,产生的废弃物越来越多,大量未处理氨氮废水方面,吕锡武等用序批式反应器对氨氮废经处理或处理不完全的含氮污染物的任意排放,给环境水进行处理,实验中好氧阶段的总氮损失验证了好氧反造成了巨大的污染。由于氨氮的存在会消耗水体的溶解硝化的存在,并从生物化学和生物学角度阐释了好氧反氧,导致水体富营养化,进而影响水中生物生长,鱼类硝化的机理。实验结果表明,随着混合液溶解氧浓度的中毒、死亡,甚至会进一步导致食用了中毒鱼类的人类提高,好氧反硝化脱氮的能力逐渐降低,当溶解氧质量中毒,其危害不容小觑。在工业上,氨氮的存在会增加浓度为0.5mg/L时,总氮去除率可达到66.0%;张小玲等 [4] 循环水杀菌处理的过程及污水回收利用用氯量,且其对研究了在低溶解氧下,SBR反应器的短程硝化特征和控 铜等金属具有一定的腐蚀性,在污水回收利用时还会增制条件。实验结果表明,实现短程硝化的关键是保持大用氯量;同时能形成生物垢,堵塞管道和用水设备,高、低溶解氧交替的环境,一定条件下,用半连续碳源[5]影响换热效率。 投加方式可保证总同步脱氯效率达到80%;邹小玲采用相对于生活中的洗涤用水和农业灌溉废水,氨氮废SBBR工艺处理ADC发泡剂废水,以达到脱除氨氮的目水更广泛的来源是肥料生产、炼焦、煤气、合成橡胶、的。同时,考察了影响去除率的各个因素,确定了最佳染料、烧碱、电镀及石油开采等工业过程。工业过程中操作参数,保证了COD和氨氮的去除率分别为95.4%和氨氮废水排放量大、浓度高,危害也最大。 93.5%。并且,作者采用Monod模型对硝化反应阶段进行了动力学分析,得到了氨氮去除动力学模型。另外,叶[6][7]1 氨氮废水处理技术的国内外研究状况 建峰等、杨洋等研究了厌氧氨氧化工艺及其影响因素,确定了反应的最佳条件。在物理化学法处理氨氮废[9]1.1 国内研究状况 水方面,胡允良等用吹脱法处理高浓度制药氨氮废水,[10]国内在处理氨氮废水方面做了大量工作。在生物法 达到96%的吹脱效率。李可彬等对乳状液膜去除氨氮进行了研究,由合适的表面活性剂和膜增强剂等组成的液膜,在合适条件下的一级去除率可以达到97%。曲久 [11]辉等利用高铁酸盐对氨氮的氧化能力进行了研究,强化其氧化和絮凝的协同效果。实验结果表明,少量的三价铁在高铁氧化絮凝法去除氨氮过程中,具有一定的催 氨氮废水处理技术综述 李广慧 中北大学化工与环境学院,山西 太原 030051综述了氨氮废水处理技术的国内外研究现状,阐述了生物硝化反硝化法、反渗透法、氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、电化学氧化法、折点氯化法去除氨氮的原理和影响因素,指出了各种方法的优、缺点及工艺技术的选择原则。 氨氮废水;研究状况;处理技术 X703.1 ---() [关键词] [摘要][中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 10047050(2013)05006669 收稿时间:20130921 作者介绍:李广慧,男,1983年出生,中北大学在读工程硕士。研究方向:化工废水处理。 --DOI:10.16525/https://www.360docs.net/doc/7c8435723.html,14-1109/tq.2013.05.021

氨氮废水处理技术现状及发展

氨氮废水处理技术现状及发展 /# 前言 近年来,随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展,水环境污染事故屡屡发生,对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化,严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一,为满足公众对环境质量要求的不断提高,国家对氮制订了越来越严格的排放标准,研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。本文系统地阐述了氨氮废水处理现状和发展。 ! 处理技术现状 氨氮存在于许多工业废水中,特别是钢铁、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料等生产过程,均排放氨氮废水,其浓度取决于原料性质、工艺流程、水的耗量及水的复用等。对一给定废 水,选择技术方案主要取决于:(#)水的性质;(!)处理效果;(,)经济效益。以及处理后出水的最后处置方法等。 虽然有许多方法都能有效地去除氨,如物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉;化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解;生物方法有硝化及藻类养殖,但其应用于工业废水的处理,必须具有应用方便、处理性能稳定、适应于废水水质及比较经济等优点,因此,目前氨氮处理实用性较好的技术为:(#)生物脱氮法;(!)氨吹脱、汽提法;(,)折点氯化法;(%)离子交换 法; # < , =。!$ # 生物脱氮法 生物脱氮通常包括生物硝化和生物反硝化。 生物硝化是在好氧条件下,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和硝酸盐的过程。如果反应完全,氨氧化成硝酸盐分两阶段完成:开始,在亚硝酸菌的作用下使氨氧化成亚硝酸盐,亚硝酸菌属于强好氧性自养细菌,利用氨作为其唯一能源,方程式(#)为这个反应关系式。第二阶段,在硝酸菌的作用下,使亚硝酸盐转化为硝酸盐,硝酸菌是以亚硝酸作为唯一能源的特种自养细菌,方程式(!)为这个反应的关系式。整个硝化反应可以用总方程式(,)来表示。从此关系式中可看到要达到完全硝化,#$ & >? >?@1/, 1 A B 9(以氮计)就需要%$ C >? B 9的溶解氧。 !虽然有些异养生物也能进行硝化,但硝化中最主要的生物是亚硝酸菌属和硝酸菌属。硝化最佳E/值为’$ %,当E/ 在+$ ’< ’$ " 范围时,为最佳速度的"&F。当温度从( G提高到,& G时,硝化速度也随之不断增加,而剩余溶解氧大于#$ & >? B 9 就足以维持这一反应。反硝化就是在缺氧条件下,由于反硝化菌的作用,将和 . 还原为的过程。其过程的电子供体是各种碳源,若以甲醇作碳源为例,其反应式为: 对于硝化反应,温度对其影响比其它生物处理过程要大些,一般温度应维持在为宜。 用生物法处理含氨氮废水时,有机碳的相对浓度是考虑的主要因素,维持最佳碳氮比也是生物处理法成功的关键之一。若废水性质不宜直接进行生物处理,则采用物化法或物化. 生物联合法达到排放要求较为经济。 生物脱氮可去除多种含氮化合物,其处理效果稳定,不产生二次污染,而且比较经济,但有占地面积大、低温时效率低、易受有毒物质影响且运行管理比较麻烦等缺点。 氨吹脱、汽提法 吹脱、汽提法用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。即将气体通入水中,使气水相互充分接触,使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸气作载气,前者称为吹脱,后者称为汽提。氨吹脱、汽提是一个传质

氨氮对厌氧发酵的影响

~ 氨氮对厌氧发酵的影响 厌氧发酵是处理有机废弃物并实现其资源化利用的有效手段,然而厌氧发酵作为生物处理技术一种,必然存在着生化抑制反应。存在的生化抑制反应主要有:pH抑制、氢抑制、挥发性有机酸(VFA)和氨氮的抑制等。高浓度的氨氮就是有机废弃物厌氧生物处理中常遇到的一个难题。 本文阅读大量文献,集中研究氨氮在厌氧发酵过程中的产生机理、抑制浓度等规律,以期待解决或者避免氨氮在产甲烷发酵过程中的抑制反应情况,为今后的厌氧发酵提供理论和技术支持。 1氨氮的产生机理 在有机垃圾厌氧消化的过程中,氮的平衡是非常重要的因素,尽管进入消化系统中的硝酸盐能被还原成氮气,但其仍将存在于系统中。由于厌氧微生物细胞的增殖很少,只有很少的氮转化为细胞,大部分可生物降解的有机氮在厌氧发酵 降解过程中形成水解产物-氨氮,主要以铵离子NH 4+-N和游离氨NH 3 形式存在。 因此消化液中氨氮的浓度都高于进料的氨氮浓度,系统中的总氮是守恒的。 氨态氮主要是通过氨基酸的降解产生,其分解主要通过偶联进行氧化还原脱氮反应,这需要两种氨基酸同时参与,其中一个氨基酸分子进行氧化脱氮,同时产生的质子使另外一个氨基酸的两个分子还原,两个过程同时伴随着氨基酸的去除。如丙氨酸和甘氨酸的降解: CH 3CHNH 2 COOH(丙氨酸)+2H 2 O→CH 3 COOH+CO 2 +NH 3 +4H+ CH 2NH 2 COOH(甘氨酸)+4H+→2CH 3 COOH+2NH 3 ] 两个反应合并即为: CH 3CHNH 2 COOH+2CH 2 NH 2 COOH+2H 2 O→3CH 3 COOH+CO 2 +3NH 3 由于氨基酸的降解的能够产生NH 3 ,因此在这一过程会影响到溶液的pH值。 NH 3的存在对厌氧过程非常重要,一方面,NH 3 是微生物的营养物质,细菌利用氨

高浓度氨氮废水处理方法与工艺

高浓度氨氮废水处理 废水处理, 高浓度废水处理, 高浓度 过量氨氮排入水体将导致水体富营养化,降低水体观赏价值,并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此,废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前,主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮(500 mg/L以上,甚至达到几千mg/L),以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。 王文斌等[1]对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究,控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25 ℃,气液比控制在3500左右,渗滤液pH控制在10.5左右,对于氨氮浓度高达2000~4000 mg/L的垃圾渗滤液,去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。

王有乐等[2]采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水(例如882 mg/L)进行了处理试验。最佳工艺条件为pH=11,超声吹脱时间为40 min,气水比为l000:1试验结果表明,废水采用超声波辐射以后,氨氮的吹脱效果明显增加,与传统吹脱技术相比,氨氮的去除率增加了17%~164%,在90%以上,吹脱后氨氮在100 mg/L 以内。 为了以较低的代价将pH调节至碱性,需要向废水中投加一定量的氢氧化钙,但容易生水垢。同时,为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染,需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。 Izzet等[3]在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液(2240 mg/L)时发现在pH=11.5,反应时间为24 h,仅以120 r/min的速度梯度进行机械搅拌,氨氮去除率便可达95%。而在pH=12时通过曝气脱氨氮,在第17小时pH开始下降,氨氮去除率仅为85%。据此认为,吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。 1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而,蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明,每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力,当沸石粒径为30~16目时,氨氮去除率达到了78.5%,且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下,进水氨氮浓度越大,吸附速率越大,沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。

影响沼气发酵的5大原因探析

影响沼气发酵的5大原因探析 沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下,经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2,还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体,属生物质能源。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用,本文就沼气发酵的影响因素进行了探讨。 1.温度 沼气发酵可分为三个温度范围:50~65℃称高温发酵,20~45℃称中温发酵,20℃以下称低温发酵。此外,随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 沼气发酵受到温度和温度波动的影响。在同一温度类型条件下,由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加,在一定的温度范围内,温度越高,发酵产气速率越快;短时间内若温度波动幅度过大时,可能导致停止产气。 很多研究者对此进行了大量的研究,Harremoes等通过分析实验结果,得出了以下结论:中温厌氧消化的最佳温度为30~40℃。当温度在15℃以上时,厌氧发酵才能很好地进行。温度在10℃以下,无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制;温度在10℃以上,产酸菌首先开始活动,总挥发酸的产量直线上升;温度在15℃以上时,产甲烷菌的代谢活动才活跃起来,产气率明显提高,挥发酸含量迅速下降,在气温下降时必须考虑保温。 2.酸碱度(PH值) 通常沼气池中的产甲烷细菌适宜的PH值范围为6.5~7.8,PH值的变化会直接影响产甲烷菌的生存和代谢。一般情况下,沼气池的PH值应维持在6.8~7.5之间,最好在7.2左右。 pH值在5.5以下,产甲烷菌的活动完全受到抑制,而pH值上升至8甚至8.5时,仍保持一定的产气率。产酸菌的pH值范围为4.0~7.0,在超过甲烷菌的最佳pH值范围,酸性发酵可能超过甲烷

氨氮废水处理

氨氮废水处理 2氨氮废水的危害 水环境中存在过量的氨氮会造成多方面的有害影响。 (1)由于NH4+-N的氧化,会造成水体中溶解氧浓度降低,导致水体发黑发臭,水质下降,对水生动植物的生存造成影响。在有利的环境条件下,废水中所含的有机氮将会转化成NH4+-N,NH4+-N是还原力最强的无机氮形态,会进一步转化成NO2--N和NO3--N。根据生化反应计量关系,1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧气3.43g,氧化成NO3--N耗氧4.57g。 (2)水中氮素含量太多会导致水体富营养化,进而造成一系列的严重后果。由于氮的存在,致使光合微生物(大多数为藻类)的数量增加,即水体发生富营养化现象,结果造成:堵塞滤池,造成滤池运转周期缩短,从而增加了水处理的费用;妨碍水上运动;藻类代谢的最终产物可产生引起有色度和味道的化合物;由于蓝-绿藻类产生的毒素,家畜损伤,鱼类死亡;由于藻类的腐烂,使水体中出现氧亏现象。 (3)水中的NO2--N和NO3--N对人和水生生物有较大的危害作用。长期饮用NO3--N含量超过10mg/L的水,会发生高铁血红蛋白症,当血液中高铁血红蛋白含量达到70mg/L,即发生窒息。水中的NO2--N和胺作用会生成亚硝胺,而亚硝胺是“三致”物质。NH4+-N和氯反应会生成氯胺,氯胺的消毒作用比自由氯小,因此当有NH4+-N存在时,水处理厂将需要更大的加氯量,从而增加处理成本。近年来,含氨氮废水随意排放造成的人畜饮水困难甚至中毒事件时有发生,我国长江、淮河、钱塘江、四川沱江等流域都有过相关报道,相应地区曾出现过诸如蓝藻污染导致数百万居民生活饮水困难,以及相关水域受到了“牵连”等重大事件,因此去除废水中的氨氮已成为环境工作者研究的热点之一。 1氨氮废水的来源 含氮物质进入水环境的途径主要包括自然过程和人类活动两个方面。含氮物质进入水环境的自然来源和过程主要包括降水降尘、非市区径流和生物固氮等。人类的活动也是水环境中氮的重要来源,主要包括未处理或处理过的城市生活和工业废水、各种浸滤液和地表径流等。人工合成的化学肥料是水体中氮营养元素的主要来源,大量未被农作物利用的氮化合物绝大部分被农田排水和地表径流带入地下水和地表水中。随着石油、化工、食品和制药等工

氨氮废水处理技术

氨氮废水处理技术 氨氮废水的形成一般是由于氨水和无机氨共同存在所造成的,废水中氨氮的构成主要有两种,一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵,氯化铵等等。氨氮废水主要来自化工、冶金、化肥、煤气、炼焦、鞣革、味精、肉类加工和养殖等行业。排放的废水以及垃圾渗滤液等。氨氮废水对鱼类及某些生物也有毒害作用。 另外,当含少量氨氮的废水回用于工业中时,对某些金属,特别是铜具有腐蚀作用,还可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和设备。 处理氨氮废水的方法有很多,目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。 本文对氨氮废水处理方法作一综述并对各种方法的优缺点进行分析汇总。 化学沉淀法 化学沉淀法又称为MAP沉淀法,是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐,使废水中的NH4﹢与Mg2﹢、PO43﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀,分子式为MgNH4P04.6H20,从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石,可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下: Mg2﹢+NH4﹢+PO43﹣=MgNH4P04

影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg2﹢):n(NH4﹢):n(P043-))等。 以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂对氨氮废水进行处理,结果表明当pH值为10,镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1.2时,处理效果较好。 以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂进行研究,结果表明当pH值为9.5,镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1时,处理效果较好。 对新出现的高浓度氨氮有机废水一生物质煤气废水进行研究,结果表明,MgC12+Na3PO4.12H20明显优于其他沉淀剂组合。当pH值为10.0,温度为30℃,n(Mg2﹢):n(NH4+):n(P043-)=1:1:1时搅拌30min废水中氨氮质量浓度从处理前的222mg/L降到17mg/L,去除率为92.3%。 将化学沉淀法和液膜法相结合用于高浓度工业氨氮废水的处理。在对沉淀法工艺进行优化的条件下,使氨氮去除率达到98.1%,然后联用液膜法进一步处理使其氨氮浓度降低到0.005g/L,达到国家一级排放标准。 对化学沉淀法进行改进研究,考察Mg2﹢以外的二价金属离子(Ni2﹢,Mn2﹢,Zn2﹢,Cu2﹢,Fe2﹢)在磷酸根作用下对氨氮的去除效果。对硫酸铵废水体系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工艺。结果表明,可以实现以石灰取代传统的NaOH调节剂。 化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时,应用其它方法受到限制,如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等,此时可先采用化学沉淀法进行预处理;化学沉淀法去除效率较好,且不受温度限制,操作简单;形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料,实现废物利用,从而抵消一部分成本;如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合,可节约药剂费用,利于大规模应用。 化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制,废水中的氨氮达到一定浓度后,再投人药剂量,则去除效果不明显,且使投入成本大大增加,因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大,产生的污泥较多,处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。 吹脱法吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性,使废水中的氨离子向氨转化,使其主要以游离氨形态存在,再通过载气将游离氨从废水中带出,从而达到

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