肥东一体化生活污水处理设备
去除氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法有离子交换、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;生物法有藻类养殖、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、吹脱法、生物法以及化学沉淀法。
1.折点氯化法除氮
折点氯化法是将或次通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当通入废水中达到某一点时水中游离氯含量低,的浓度降为零。当通入量过该点时,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。处理氮废水所需的实际量取决于温度、pH值及氮浓度。氧化每克氮需要9~10mg。pH值在6~7时为反应区间,接触时间为0.5~2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放般需要用活性碳或进行反氯化,以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9~1.0mg的。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)。折点氯化法除机理如下:
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Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-
折点氯化法的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水中全部氮降为零,同时使废水达到的目的。对于氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说,用这种方法较为经济。为了克服单采用折点加氯法处理氮废水需要大量加氯的缺点,常将此法与生物硝化连用,先硝化再除微量残留氮。氯化法的处理率达~,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氮废水。
2.选择性离子交换化除氮
离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氮的目的。沸石具有对非离子的吸附作用和与离子的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,,对NH4+有很强的选择性,能成功地去除原水和出水中的氮。
沸石离子交换与pH的选择有很大关系,pH在4~8的范围是沸石离子交换的区域。当pH<4时,H+与NH4+发生竞争;当pH>8时,NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氮10~20mg/L的城市污水,出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除的特点,适用于中低浓度的氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氮废水,仍需进一步处理。
3.空气吹脱法与汽提法除氮
空气吹脱法是将废水与气体接触,将氮从液相转移到气的方法。该方法适宜用于高浓度氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氮转移至气相而去除废水中的氮通常以铵离子(NH4+)和游离(NH3)的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时,离子态铵转化为分子态,然后通入空气将吹脱出。吹脱法除氮,去除率可达60%~95%,工艺流程简单,处理效果稳定,吹脱出的用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液,也可根据市场需求,用水吸收生产或用吸收生产铵副产品,未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低,不适合在寒冷的冬季使用。用该法处理氮时,需考虑排放的游离总量应符合的大放标准,以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱,而炼钢、石油化工、化肥、化工、有色金属冶炼等的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收,直接排放到大气中,造成大气污染。
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汽提法是用蒸汽将废水中的游离转变为逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中浓度的过程。传质过程的推动力是气体中的分压与废水中的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氮的处理效率,用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氮废水,操作条件与吹脱法类似,对氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢,使操作无法正常进行。
吹脱和汽提法处理废水后所逸出的可进行回收:用吸收作为肥料使用;冷凝为1%的溶液。
4.生物法除氮
生物法去除氮是指废水中的氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,终形成,从而达到去除氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。
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