沸石在废水脱氨氮中的应用_沸石生化结合脱氨氮
物化法除氨氮的技术汇总！
物化法除氨氮的技术汇总！氨氮的去除手段我们常用到生化脱氮，但是在一些特殊场合或者应急情况下，可能需要用到非生化的手段去去除！1、吹脱法吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。
废水中的NH3-N通常以铵离子（NH4+）和游离氨(NH3)的状态把持平衡而存在的：NH4++OH↹NH3+H2O当PH为中性时，NH3-N主要以铵离子（NH4+）形式存在，当PH值为碱性，NH3-N主要以游离氨（NH3）状态存在吹脱法是在沸水中加入碱，调节PH值至碱性，先将废水中的NH4+转化为NH3，然后通入蒸汽或空气进行解吸，将废水中的NH3转化为气相，从而将NH3-N从水中去除。
常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。
而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2000～4000mg/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。
采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水(例如882mg/L)进行了处理试验。
最佳工艺条件为pH=11，超声吹脱时间为40min，气水比为1000：1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100mg/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。
在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液(2240mg/L)时发现在pH=11.5，反应时间为24h，仅以120r/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。
4a沸石分子筛对氨氮的吸附
4a沸石分子筛对氨氮的吸附
摘要：
一、沸石分子筛概述
二、氨氮污染及其处理方法
三、沸石分子筛对氨氮的吸附性能
四、沸石分子筛在氨氮废水处理中的应用
五、结论
正文：
一、沸石分子筛概述
沸石分子筛是一种具有多孔性、高表面积和规则孔道结构的晶态材料，其主要成分为硅酸盐。
由于其独特的结构特性，沸石分子筛在吸附、分离、催化等领域具有广泛的应用。
二、氨氮污染及其处理方法
氨氮是指废水中以氨和氮化合物形式存在的氮，其主要来源于农业施肥、工业废水和生活污水等。
高浓度的氨氮废水对水环境具有极大的危害，因此必须进行处理。
目前，氨氮废水处理方法主要有生物脱氮法、化学脱氮法和物理吸附法等。
三、沸石分子筛对氨氮的吸附性能
沸石分子筛具有较高的孔容、孔径均匀和良好的吸附性能，因此被广泛应用于氨氮废水处理中。
研究发现，沸石分子筛对氨氮的吸附能力与其孔径、孔容、表面电荷等有关，且在特定条件下，沸石分子筛对氨氮的吸附效果优于其
他吸附材料。
四、沸石分子筛在氨氮废水处理中的应用
在氨氮废水处理过程中，沸石分子筛可以作为吸附剂，有效去除废水中的氨氮。
同时，沸石分子筛具有再生能力强、循环利用率高等优点，有利于降低处理成本。
此外，沸石分子筛与生物脱氮法、化学脱氮法等方法相结合，可实现氨氮废水的深度处理，提高处理效果。
五、结论
沸石分子筛作为一种高效吸附剂，在氨氮废水处理领域具有广泛的应用前景。
沸石在氨氮废水处理中应用进展
+ 分子 和 离 子 将 不 能 进 入， 而 NH4 的 离 子 半 径 为 0. 286 nm， 很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换 ，
沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力， 其交换能 ［3 ］ 。 利用沸石的 力远大于活性炭和离子交换树脂 离子交换吸附能力去除废水中的氨氮包括吸附阶段 和沸石再生阶段， 沸石吸附氨氮阶段反应式为：
（ 1． College of Chemical，Tianjin University，Tianjin 300192 ，China； 2． College of Chemical and Pharmaceutical Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang 050018 ，China） Abstract： Biozeolite technology is capable of buffering shock loads well． It can be used in advanced wastwater treatment in combination with other process to remove various kinds of nitrogen in the wastewater effectively and can be recycled． The principle of ammonianitrogen removal by zeolite and its regeneration mechanism are briefly introduced． The applications of natural zeolite， modified zeolite and biozeolite in removal of ammonia from wastewater both in China and abroad are summarized． The potential value of zeolite in treatment of ammonianitrogen wastwater is prospected． Key words： natural zeolite； modified zeolite； biozeolite； wastewater treatment； removal of ammonianitrogen
天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用
天然沸石作为有效吸附剂在水和废水处理中的应用摘要：天然沸石是含量丰富且低成本的资源，是一种结晶水合硅铝酸盐，其骨架之外的孔隙中，含有含有水，碱和碱土金属阳离子。
由于其阳离子交换能力和分子筛性质，过去几十年内天然沸石已被广泛用作分离和纯化过程中的吸附剂。
在本文中，我们回顾了天然沸石作为吸附剂在水和废水处理中的最新发展，讨论了天然沸石的性质和改性。
世界各地的各种天然沸石对于阳离子如铵和重金属离子具有不同的离子交换能力。
一些沸石还能从水溶液中吸附阴离子和有机物。
天然沸石的改性可以通过几种方法进行，例如酸处理，离子交换和表面活性剂官能化，使改性沸石获得较高的有机物和阴离子吸附能力。
关键词：天然沸石、吸附作用、无机离子、有机物、水处理1.引言如今，由于缺乏干净的饮用水，世界正面临水危机。
随着各行业的快速发展，工业生产已经产生了大量的废水，排放到土壤和水体系中。
废水通常含有许多污染物，如阳离子和阴离子，油和有机物，对生态系统产生了强烈的毒性作用。
去除这些污染物需要低成本、效率高的技术，并且在处理废水处理方面，在过去几十年中已经开发了各种技术。
目前，吸附被认为是用于水和废水处理中相对简单和有效的技术，并且该技术的成功在很大程度上取决于有效吸附剂的发展。
活性炭[1]，粘土矿物[2,3]，生物材料[4]，沸石[5,6]和一些工业固体废物[7,8]已经被广泛用作废水处理中吸附离子和有机物的吸附剂。
自从最初在火山沉积岩中发现沸石矿物以来，世界许多地区都发现了沸石凝灰岩。
在过去几十年中，天然沸石已经在吸附，催化，建筑工业，农业，土壤整治和能源[9,10]等方面得到了应用。
据估计，世界天然沸石消费量为308万吨，2010年将达到550万吨[11]。
天然沸石是具有多孔结构的水合硅铝酸盐矿物，具有一系列宝贵的物理化学性质例如阳离子交换，分子筛，催化和吸附。
由于这些性质和世界范围内的广泛存在性，天然沸石在环境应用中的应用正在引起新的研究兴趣。
沸石的改性及其在废水处理中的应用
应用于现代 生产、生活 的各个领域 ，如畜禽饲料、水产养殖、 化工 环保 、兽 药、饲料 添加剂等 。特 别在 废水处理领 域中的应 用国内外 学者 已做 了大 量的研究 。沸 石种 类较多，在水 处理 中 应用最 多的是斜 发沸石 ，它是 自然界 中最 丰富的沸石 ，而且 分 布广 泛，这种沸石甚至颗粒 很小 时在 电解质溶液 中机械性能也
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广
４８
东化Biblioteka 工 ２ ０ 年 第 ２期 ０７
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第３ ４卷 总第 １６ ６ 期
沸石 的改性及其在废水处理 中的应用
于凤娥 ，叶志平 ，郭杏妹 ，刘辉 ，潘佰其
（ ．华南师范大学 化学与环境学院，广东 广州 ５０ ０ ；２ １ １０ ６ ．南海区环保局 ，广东 佛山 ５ ８０ ） ２０ ０
利用天然非金属矿 产来 处理废水 的研究是 当前环保研究 的 热点之一 。沸石 的结构决定其具 有独特 的吸附性 ，催化性 ，离
子交换性 ，离子 的选择性 ，耐酸性 ，热稳定性 ，多成分性 ，及
对 Ｃ 的去除率 可达 ９ ％。 ｓ ９
由于各种 阳离子 的水合 半径 的差异 ，斜发沸石对某些阳离 子具有较强 的选择吸附能力 ， 其阳离子交换顺序 为 ： ｓ ＞ ｂ＞ Ｃ Ｒ Ｋ
ｈ ｓｌ ｔｄ ｉ ｅｒｓｒ ｃ ｕ ａ ． ｈ ｔ ｏ ｆ ｄ ｆｅ ｅ ｌ ｅ ａ ｄ ｔ ｅａ ｐ ｉａ ｉｎ ｐ ｏ ｐ ｃ ｆｚ ｏｉ ａ ｅｂ ｅ ｏ ｃ ｓｅ ｉ ａ ｅ ． ａ ｍｉｅ ｔ ｉ ｕ ｔ ｒ １ Ｔ ｅｍｅｈ ｄｏ ｍｏ ｉ ｄｚ ｏｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｒ ｓ ｅ ｔ ｉ ｎｈ ｔ ｉ ｔ ｈ ｃ ｏ ｏ ｅ ｌ ｅ ｈ ｖ ｅ ｎ ｆ ｒ ａ ｔｄ ｉ ｔ ｓ ｐ ｒ ｔ ｎｈ ｐ Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ａｕ ａ ｅ ｌ ｅ ｍｏ ｉ ｅ ｅ ｌ ｅ；ｗａ ｔｗａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｙ ｒ ｓ ｎ ｔｒ ｌ ｏｉ ； ｚ ｔ ｄ ｆ ｄｚ ｏ ｉ ｉ ｔ ｓｅ ｔｒ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｔ
沸石在有机废水处理中的应用
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１ ２・
有色 金属（ 选矿部 分）
２０ 年第 ４ ０６ 期
２ ３级排 放标 准 。 ～
有 机 物 、氨氮 的 去 除效 果 ，发 现 粒 径 为 ０５．． ． ２０ － ｍｍ 的沸石 对水 中氨氮 的去 除效 果 明显 优 于 同粒 径 的石 英 砂 滤料 ， 对浊 度 、 有机 物 的稳 定 去 除效果 与石英 砂 基 本 相 同，且水 头损 失小 、 行 周期 长 ，是适 宜 的新 运 型 滤料 。李 德 生【等 人还 进 行 了生 物 沸石 反 应 器去 捌 除 微 污染水 源 水 中 的 Ｎ ，Ｎ、 Ｏ２Ｎ Ｍｎ Ｈ一 Ｎ － 、 、有机 物 、 一
沸石 、 方沸石 、 浊沸石 等八种 ， 分布和利 用最为广泛
的为斜发沸石和丝光沸石 。沸石是 由（ｉ １ 四 ｓ， ） Ａ Ｏ 面体组成的格架构造，其空间网架结构 中充满了空
腔 与 孔 道 ，具 有 较 大 的开 放 性 和 巨 大 的 内表 面 积
溴化铵与 Ｎ Ｎ 一二 甲基十二烷基甜菜碱复 配的混 ，
统 的生 物法 去 除废 水 中氨氮 和 有机 物 ，采 用斜 发 沸
等， 均可被沸石吸附。 沸石对重要污染物 的吸附能力 主要取 决于 有机 物分 子 的极性 和 大小 ，极 性 分子 较 非极性分子易被吸附， 随着分子直径的增大 ， 被吸附 进入孔穴的机会就逐渐减小。利用沸石吸附废水中 的有机物 ， 成本低、 效果好， 正在引起 国内外各界的 关注 ，本文对天然沸石及其改性后在有机废水处理 中的应用 现状 进行 综述 ，并 对应 用 前 景进 行 了分 析
能直 接用 于 去除亚 硝胺 ， 在常 温下 很难 解 吸 ， 且 避免
造成二次污染。 陈小龙等Ｉ 究了采用溴代十六烷基 ３ １ 研 吡 啶（ Ｐ ） 十六烷基 三甲基溴化铵 （ Ｄ Ｍ 改 ＣＢ与 Ｈ Ｔ Ａ）
氨氮去除方法及原理
氨氮去除方法及原理cdpulin LV.0 2楼根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。
然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。
故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。
物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。
目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
1．折点氯化法去除氨氮折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。
当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。
当氯气通入量超过该点时，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。
处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。
氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。
pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。
1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。
在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。
折点氯化法除氨机理如下：Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2ONHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。
氨氮废水处理污水处理常用4种药剂
氨氮废水处理污水处理常用4种药剂查看全部高氨氮废水如何处理含有氨氮元素的废水如直接排放于自然界中将会引起水的富营养化，最后造成水体黑臭，这样不仅加大了水的处理难度，而且还造成了水体的黑臭，目前对于化工行业的氨氮废水应该处理比较好好?对于处理此类的废水可以采用物化法：吹脱法、沸石脱氨法、膜分离技术、MAP沉淀法、化学氧化法、生物脱氮法：活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法、生化联合法。
生物脱氮法的工艺流程大致：A/O—两段活性污泥法—延时曝气(停留时间在36小时左右)—强氧化好氧生物处理—短程硝化反硝化—超声吹脱处理氨氮法。
在活性污泥法时可以将能够有效的去除有机物和氨氮，当污水浓度在2g/l以下时，可以选择少排泥或者是不排泥来降低污泥处理费用。
对于氨氮废水的其他水处理工艺流程：“蒸氨(汽提)或吹脱+A/O或吹脱+化学沉淀”高投资、高运行成本。
废水中氨氮该如何去除1、可以在污水中直接投加可以降低氨氮的浓度的氨氮去除剂，氨氮去除剂是一种含有特殊架状结构的高分子无机化合物，对氨氮的去除率达90%以上。
2、可以将Cl2加入氨氮废水至其中一临界点以将氨氮氧化成氮气。
其反应方程式为：NH4++1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。
3、还可以利用微生物的作用将废水中的氨氮通过一系列反应形成氮。
除此之外，还可以用氨吹脱工艺，主要是将水的pH值提到10.5~11.5的范围，在吹脱塔中反复形成水滴，通过塔内大量空气循环，气水接触，使氨气逸出。
这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水，常需加石灰，经吹脱可以回收氨气。
氨氮是废水中的一种主要污染物，漓源环保在大量废水处理工程都要面对这一种物质，废水中有两种主要形式的氨氮，一种是氨水形式，另一种是氨基无机盐形式，即氯化铵和硫酸铵等。
有些废水成分复杂、浓度高，利用单一的处理方法很难达到排放标准，需要使用几种方法结合处理，才能使废水处理达标。
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沸石在废水脱氨氮中的应用:(Ⅱ)沸石生化结合脱氨氮汪 超, 冯晓西, 顾印玉, 乌锡康(华东理工大学环境工程研究所,上海200237)摘 要:沸石生化结合脱氨氮技术是一项新型生物脱氨氮技术。
这种技术把沸石对铵根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来,加强生物脱氨氮系统的性能和效率,能缓冲氨氮进水冲击负荷,降低出水的浊度,减少出水悬浮颗粒的浓度,促进铵根离子的传输,提高脱氮效果。
在运行过程中,沸石可以连续生物再生,长期循环使用。
加强这方面的研究应用,将有广阔的前景。
关键词:沸石;废水;氨氮;硝化反硝化;离子交换作者简介:汪 超(1978～),男,硕士生。
由于工农业的发展,人口的剧增及城市化,大量含氨氮的生活污水和工业废水被排入天然水体。
存在于水中的氨氮对人体和水生生物有一定的毒害作用,对鱼类的致毒剂量为2.6×10-2mg/L [1]。
氨氮还是高耗氧性物质,氧化每毫克NH 3-H 成NO -3-N 消耗4.57mg 的溶解氧,较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭[2]。
在给水系统中,过高的氨氮浓度会使消毒剂的耗量增大,出厂水中氨氮的存在使给水管网极易繁殖微生物,形成生物膜腐蚀管道。
其氧化的中间产物亚硝酸盐还对健康有害[3]。
作为一种无机营养物质,氨氮还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。
废水脱氨氮方面,普遍认为生物脱氨氮最经济[4]。
传统的硝化反硝化生物脱氨氮工艺是国内外采用最多、技术最成熟的生物脱氨氮工艺,但这些工艺仍然成本高、能耗大、占用空间多,当进水氨氮浓度较高,或者废水流量,组分和基质浓度不断变化,波动较大时,出水难以稳定达标排放。
因此,有必要开发一些新型生物脱氨氮技术。
沸石生化结合脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物物化相结合实现废水脱氨氮的新技术。
这种技术把沸石对铵根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来,加强生物脱氨氮系统的性能和效率。
1 沸石生化结合脱氨氮的原理沸石生化结合脱氨氮工艺中,沸石作为离子交换剂吸附废水中的铵,同时又作为硝化菌生物膜载体,为微生物提供生长介质。
反应过程中,一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的铵,另一方面粘附在沸石表面的硝化菌生物膜也吸收水中的游离氨,使其转化为硝酸盐。
当水中铵离子浓度下降时,已吸附铵的沸石与水中阳离子发生离子交换作用,释放出部分铵,供硝化菌继续硝化,直至水中铵浓度降至很低为止,此时沸石得以全部或者部分再生,可以继续循环使用。
沸石生化结合脱氨氮过程实质是沸石离子交换、沸石化学再生和生物硝化三个过程,其中沸石的化学再生和解吸铵的生物硝化过程同时发生,可看作是沸石生物再生过程。
目前,沸石生化结合脱氨氮过程的影响因素尚无专门研究。
Lahav Ori 等人通过间歇和连续试验发现,沸石离子交换速率减少25%～30%,交换容量保持不变,认为离子交换的控制步骤是从沸石内部的多孔扩散转变为沸石表面生物膜上的膜扩散。
NH +4在生物膜中和在废水中的扩散速率相当,是多孔扩散在数量级上的3～4倍,化学沉淀不导致离子交换速率减少,减少的原因在于膜内侧与沸石表面间的扩散阻力较大,因为该区域的物质密度较高[5]。
实际中,沸石生化结合脱氨氮的影响因素将是沸石离子交换过程和生物硝化过程影响因素的综合。
影响离于交换柱性能的主要因素有pH 、水力负荷、沸石粒径、污水组成、交换床高度、进水氨浓度等[6-10],影响生物硝化过程的主要因素有pH 、DO 、温度等。
可以基本推测温度、pH 、DO 、进水氨浓度、沸石粒径等将是影响沸石生化结合脱氨氮的主要因素。
2 沸石生化结合在废水脱氨氮中的应用2.1 沸石生化结合在离子交换柱中的应用Ori lahav 等人以长有生物膜的沸石为填料做成离子交换柱,处理二级出水。
离于交换柱被铵根穿透时,转入到生物再生模式。
在生物再生模式中,富集铵的沸石柱用做流化床反应器用于生物硝化。
含有阳离子的再生液在系统中循环流动,以解吸被沸・63・增刊化 学 世 界 石吸附的铵根,使其进入到溶液当中,供微生物硝化。
压缩的氧气被充入到硝化反应过程中,同时加入碳酸氢盐以保持pH恒定。
解吸出来的铵根被不断的氧化成硝酸盐,使得再生液可多次循环的使用。
吸附模式和再生模式结束后,分别进行反冲洗:吸附模式之后的反冲洗是为了去除悬浮颗粒,防止床层堵塞以及阻止能够与硝化菌产生竞争的异养菌的在床层中的积累,生物再生模式之后的反冲洗是为了去除床层中残余再生液,这些残余再生液会在下一轮吸附模式的开始阶段对离子交换过程产生不利的影响。
富含硝酸盐的反冲洗水可以有不同的用途,如用于农业或作为电子受体,也可以直接进入到反硝化反应器中去。
该工艺中,原水中所有的铵根几乎都富集到沸石上,在生物硝化再生过程中逐渐释放出来,因此硝化过程以批式的方式在一个很小的反应器中进行,最佳操作条件比较容易保持。
在再生阶段,添加的碳酸氢盐缓冲剂所能提供的阳离子,已足够维持沸石化学再生所需的阳离于浓度,无须再添加其他用于解吸的化学试剂。
因此,该工艺的操作费用和大规模的用于化学再生的盐水生产可以减至最低[11,12]。
对实际运行中的初级出水和二级出水进行3年的研究,结果表明:(Ⅰ)无悬浮颗粒积累造成的床层填塞,(Ⅱ)吸附相中残余BOD只产生轻微的异养竞争,不会使生物再生速率明显下降,(Ⅲ)表面覆盖着生物膜的沸石离子交换容量基本不[13]。
Charucky i等人用装有沸石的反应器去除水中的铵,再对反应器内的沸石进行生物再生,含氧化态氮的再生废液被排入厌氧塘,与含碳源废水混合,进行厌氧反硝化,处理后出水排入湿地系统[14]。
Katao ka等人将含铵废水硝化反硝化,部分反硝化废水回流至硝化段,剩余反硝化废水进行固液分离,上层清液通人沸石填充槽进行氨氮吸附去除,之后再对沸石填充槽中已粘附硝化菌的沸石进行曝气,使沸石再生,再生液回流至反硝化段[15,16]。
2.2 沸石生化结合在生物滤床中的应用Gisvold B等人用两个相同的上流生物过滤床处理生活废水,进行中试试验。
生活废水先进入生物膜反应器,经一定的停留时间后,流入沉淀池,沉淀池中的上清液排入一个蓄水池,再由泵输送上流经过生物过滤床。
对滤床曝气以加强生物硝化作用。
其中一个滤床填充一种含膨胀粘附性聚合物的Leca 沸石滤料,另一个填充无离子交换能力的普通滤料,作为仅发生硝化作用的参比滤料。
滤床中保持DO (溶解氧)6.5～11.5m g/L,T(温度)11.0～17.1°C,滤速0.3～3.9m/h。
为培养硝化生物膜,取样前滤床运行两个月。
先用恒定的铵根负荷对每个过滤循环系统进行中试试验,每一循环持续8～10d。
为除去累积在滤料中的悬浮固体,用自来水进行反冲洗(滤料体积膨胀50%)。
每个过滤循环系统的流量保持不变。
连续试验两个月。
此后,模拟铵根浓度的日变化,每天3～4h内持续向贮水槽中添加氯化铵,以形成铵根的日高峰负荷。
连续4d提高铵根的日高峰负荷值。
试验进行10d。
结果表明:在必须考虑铵根负荷变化时,一种含膨胀粘附性聚合物并且具有铵根离子交换能力的Leca沸石滤料是理想的生物硝化过滤填料。
Leca沸石滤料滤床可以完全去除浓度是一般进水铵根浓度2～3倍的高峰负荷,而普通滤料滤床的出水中仍有一个对应的浓度峰值。
以Leca沸石滤料为填料的硝化过滤与以普通无离子交换能力的沸石为填料的硝化过滤相比,前者具有处理更高铵根负荷的能力。
如果大规模应用中此结果仍成立,则Leca沸石滤料可为硝化生物过滤节省很多硝化费用[17]。
此外,滤床连续生物再生10个月后,滤床的硝化性能基本不变。
静态吸附试验表明,沸石使用8个月后仍具有和末使用前一样的吸附容量。
解吸试验表明,沸石滤料中铵的解吸过程是由水中较低浓度的阳离子的离子交换作用引起的[18]。
2.3 沸石生化结合在活性污泥O/A系统中的应用Chung,Y-C等人对新型O/A(好氧/厌氧)脱氨氮工艺进行研究,借助天然沸石在系统内的循环流动来提高废水生物脱氨氮的能力。
该过程包括沸石脱铵和接下去的沸石生物再生。
试验废水是化肥工业与制革工业中的高浓度氨氮污水,氨氮含量为300～400m g/L。
在缺氧段,沸石通过离子交换吸附废水中的铵,同时硝化菌粘附到沸石表面或悬浮在废水中。
在好氧段,硝化菌把氨氮转化成亚硝酸盐和硝酸盐,被铵所饱和的沸石被连续的生物再生。
沸石在O/A系统中循环使用,而不须额外的化学再生。
氨氮的去除率达到88%～92%,且出水沉淀性能较好。
试验结果表明,这种新型O/A工艺可以有效的处理高氨氮废水[19]。
Dae Hee等人对类似的工艺进行研究,处理合成废水。
试验结果表明,在O/A系统中添加循环流动的沸石可以使氨氮去除率提高至97%。
沸石表面的生物膜稳定生长,使出水的浊度降低,悬浮颗粒浓度减少[20]。
Kataoka等人把沸石加入到活性污泥中处理含氮废水。
废水先进入生物反硝化段,从反硝化段中回流部分泥浆水到硝化段,反硝化段剩余泥浆水进入澄清地进行固液分离,底部沉・64・ 化 学 世 界2002年淀污泥回流到硝化段。
利用沸石对铵的选择性吸附和生物硝化反硝化作用,可以去除废水中几乎所有的铵和硝酸根[21]。
2.4 沸石生化结合在其它废水脱氨氮系统中的应用Wilderer等人对以沸石作为生物膜载体的SB-BR(序批式生物膜反应器)系统进行研究。
在系统运行期间,通过在高峰负荷时期的吸附、离子交换及吸收过程和在低峰负荷时期的生物代谢解吸过程,对冲击负荷有一定的缓冲作用,可以实现出水稳定的达标排放[22]。
Lei Yang对一种新型硝化菌固定化生物技术进行研究。
在网状载体表面上培养高浓度富营养的硝化基质,形成一种特殊的生物膜,这种载体用硅藻土加以固定形成直径为1～2nm的小球。
此外,沸石作为一种铵离子交换剂也被固定在小球中,以提高铵的传输效率。
氨氮初始浓度为10mg/L和20mg/L时,物理汽提作用要强于化学离子交换作用和生物硝化作用。
氨氮初始浓度分别为50m g/L, 70mg/L,100m g/L时,出水中亚硝酸盐浓度较高,由此推断,离子交换和硝化作用占据主导。
其原因可能是由于较高的铵根浓度导致填料球中的沸石发生更强的离子交换作用。
因此,这种新的氨氮去除技术可适用于处理更高浓度的氨氮废水[23]。
3 结束语沸石生化结合脱氨氮技术是一项新型生物脱氨氮技术,目前,国内尚无这方面的报道。
国外在这方面的研究应用也较少,对于沸石生化脱氨氮过程的影响因素还尚无专门的研究。
但初步研究结果表明,沸石生化技术具有很好的缓冲氨氮进水冲击负荷的能力[24-26];沸石作为球状生物膜的载体可以促进铵根离子的传输,提高脱氮效果;在运行过程中,沸石可以连续生物再生,长期循环使用,与单纯的沸石离子交换脱氨氮相比,可以减少化学再生剂的投加量,降低处理成本;在活性污泥系统中投加沸石,可以提高原硝化反硝化系统的脱氮效果,降低出水的浊度,减少出水悬浮颗粒的浓度。