污水處理設備解決方案中污水怎么脫氮除磷

廢水脫氮技術(shù)
 
　　1.1吹脫法
 
　　吹脫、汽提法對于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)有較好的效果。吹脫法去氮是利用NH4+與NH3的動(dòng)態(tài)平衡，將廢水中的離子態(tài)銨，通過(guò)pH值的調節轉化為分子態(tài)氨，向裝置吹脫載氣，游離的分子態(tài)氨利用氣液接觸帶離水中。按載氣方式的不同可分為空氣和蒸汽吹脫[1]。低濃度廢水在室溫下用空氣吹脫，而高濃度廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫。吹脫是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，即在高pH時(shí)，使廢水與空氣密切接觸從而降低廢水中氨濃度的過(guò)程，推動(dòng)力來(lái)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值。按載氣方式的不同可分為空氣和蒸汽吹脫。
 
　　與直接脫氮相比，加入脫氮劑的脫氮效果要更好一些。發(fā)現吹脫工藝對水量較少的高濃度氨氮廢水的脫氮有較好的作用。對于濃度在8000~10000mg/L的NH3-N廢水采用吹脫工藝處理時(shí)，采用水溫45~55℃;氣水比為3000~4500∶1;HRT為2~3h;pH在10.5~11.5之間，脫氮劑采用椰油酸系列的復合制劑，吹脫時(shí)間不小于2h時(shí),氨氮的去除率高。
 
　　以平均氨氮濃度550mg/L以上的豬場(chǎng)廢水為研究對象，利用高效復合脫氮劑物化法處理高濃度氨氮廢水。試驗證明與直接脫氮相比，投加高效復合脫氮劑能夠降低反應時(shí)間，提高氨氮去除率，高可提高7.6%。但脫氮劑投加量變化對氨氮去除率影響較低。
 
　　除了采用脫氮劑的方法，還可采用聯(lián)合工藝去氮。利用蒸氨-吹脫法聯(lián)合處理工藝處理高濃度脂肪胺污水。污水的氨氮濃度高達21985mg/L，COD8925mg/L，設計污水處理量200t/d。針對脂肪胺污水中有油類(lèi)的存在，所以先利用混凝劑和液堿調整pH，使有機胺破乳分離，銨鹽亦轉化為游離氨。再依次進(jìn)入蒸氨和吹脫。結果表明，利用蒸氨-吹脫法處理法后出水氨氮可降低至600mg/L以下，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理可達一級排放標準。但蒸氨-吹脫法工藝成本較高，不適于水量大，氨氮含量低的水量。而且運行中要注意對蒸氨系統進(jìn)行清洗維護。
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　　1.2折點(diǎn)氯化法
 
　　折點(diǎn)氯化法是在低濃度氨氮廢水中加入次氯酸鈉或氯氣，依靠次氯酸鈉和氯氣的強氧化性，將廢水中的氨氮氧化為N2的脫氮方法。
 
　　理論上，將氯氣通入廢水中達到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量較低而氨氮的濃度降為零，當氯氣通入量超過(guò)該點(diǎn)時(shí)，水中的游離氯增多，即自由余氯。因此，將氨氮全轉化為氮氣時(shí)氯氣通入量點(diǎn)稱(chēng)為折點(diǎn)，該狀態(tài)下的氯化稱(chēng)為折點(diǎn)氯化。
 
　　利用折點(diǎn)加氯法率處理時(shí)所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度、pH值及氨氮濃度。理論需氯量取決于氨氮的濃度，兩者質(zhì)量比為7.6:1，實(shí)際應用中為了保證完全反應，一般氧化lmg氨氮需加9~10mg的氯氣。pH值在6~7時(shí)為反應區間，接觸時(shí)間為0.5~2h。雖然氯化法反應迅速，所需設備投資少，但液氯的安全使用和貯存要求較嚴，處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發(fā)生裝置代替使用液氯，可以緩解安全問(wèn)題，但成本又有增加。副產(chǎn)物氯胺和氯代有機物會(huì )造成二次污染，增加出水對生物致癌、致畸的潛在危險性。折點(diǎn)氯化法處理后的出水在排放前一般需用活性炭或O2進(jìn)行反氯化，以去除水中殘余的氯。因此氯化法一般用于給水處理，對于大水量高濃度氨氮廢水的處理常用于深度處理中。
 
　　用折點(diǎn)氯化法處理高氨氮含鈷廢水進(jìn)行了試驗及工程實(shí)踐，利用吹脫法先去除廢水中70%的氨氮，再利用折點(diǎn)加氯法，出水氨氮低至15mg·L-1以下。城市污水試驗表明，折點(diǎn)氯化法脫氨可以使出水氨氮質(zhì)量濃度<0.1mg·L-1。
 
　　采用折點(diǎn)氯化處理稀土冶煉廢水發(fā)現pH為7，反應時(shí)間控制在10～15min時(shí)，廢水中NH4+-N去除率達98%。同時(shí)與中和后的草酸沉淀母液處理發(fā)現Cl/NH4+為8:1效果好。反應對pH、Cl/NH4+投入比的要求較為精確，在實(shí)際工程中需要準確操作。反應后余氯含量高于廢水排放標準，去除率達98%以上，在折點(diǎn)氯化反應后投加適量Na2SO3還原余氯，可使余氯得到有效去除，且費用較低。
 
　　1.3離子交換法
 
　　離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過(guò)程。常規的離子交換樹(shù)脂不具備對氨離子的選擇性，故不能用作從廢水中去除氨氮，目前常用沸石作為去除氨氮的離子交換體。
 
　　沸石是一類(lèi)多空含水的架狀鋁硅酸鹽礦物，它的骨架結構由硅(鋁)氧四面體通過(guò)氧橋相互連接構成，由于硅連接方式的不同，形成了很多孔穴和孔道。孔穴和孔道會(huì )被具有移動(dòng)性的陽(yáng)離子和水填充，可進(jìn)行陽(yáng)離子交換，加熱可使水從沸石中脫出，而沸石結構不會(huì )破壞。氨有很強的極性，且分子小于沸石孔徑，斜發(fā)沸石對氨氮有較高的選擇性，其交換能力遠大于活性炭和離子交換樹(shù)脂。通過(guò)物理、化學(xué)方法處理可提高沸石的孔隙率和陽(yáng)離子交換能力，對氨氮的處理容量和選擇性進(jìn)一步增強。
 
　　近年來(lái)，斜發(fā)沸石和絲光沸石在微污染飲用水源處理中的應用。沸石是一種廉價(jià)的無(wú)機非金屬礦，在凈水方面有有取代昂貴的活性炭目的趨勢，利用它去除水中的氨氮效率高，工藝簡(jiǎn)單，易再生，處理成本低，可為水中氨氮的去除提供一條高效、經(jīng)濟的新途徑。
 
　　1.4生物脫氮法
 
　　生物脫氮是在硝化細菌和反硝化細菌的聯(lián)合作用下將廢水中的含氮污染物轉化為氮氣的過(guò)程。生物脫氮主要是經(jīng)過(guò)以下步驟進(jìn)行的：
 
　　1.4.1氨化反應
 
　　氨化反應是指有機氮在微生物細胞外經(jīng)一系列復雜反應轉化為氨氮的反應過(guò)程。有機氮中氮的價(jià)態(tài)一般為負三價(jià)，與氨氮中氮的價(jià)態(tài)一致，反應能量來(lái)自于自身的氧化還原反應，所以氨化反應比較容易進(jìn)行。氨化反應時(shí)維持地球氮平衡的重要反應之一，避免了有機氮的堆積。
 
　　1.4.2亞硝酸氧化
 
　　在好氧條件下，亞硝酸氮能夠迅速轉化為硝氮。亞硝酸氧化和好氧氨氧化是硝化反應的組成部分。亞硝酸鹽氧化菌是化能自養型微生物，通過(guò)氧化亞硝酸鹽釋放能量來(lái)維持其生命活動(dòng)。反應過(guò)程迅速，不消耗酸堿。
一體化污水處理設備
　　1.4.3反硝化
 
　　缺氧狀態(tài)下，反硝化菌能將硝酸鹽氮轉化為氮氣，是生物脫氮的后一步，常利用于污水處理中。反硝化菌分為自養型和異養型。自養反硝化菌以氫、鐵或硫化物為能量來(lái)源，無(wú)機碳作為碳源合成細胞。而異養反硝化菌以有機物為碳源，電子受體為能量來(lái)源。自然界中常見(jiàn)的是異養型反硝化菌。
 
　　生物脫氮是涉及到眾多生物的反應聯(lián)合。針對生物脫氮成本低、效果好開(kāi)發(fā)出了多種生物脫氮路徑，如常見(jiàn)的A2O工藝，SBR工藝，氧化溝工藝等。如今人們更加注重各個(gè)工藝間的相互配合，提高生物活性，加強氨氮去除率。

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污水處理設備解決方案中污水怎么脫氮除磷

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