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氨氮废水处理技术比较

更新时间:2009-03-28

氨氮是各类型氮中危害影响最大的一种形态,是水体受到污染的标志,氨氮对水生生态环境的危害表现在以下几个方面:

(1)氨氮作为水体中的主要耗氧污染物,氧化分解会大量消耗水中的溶解氧,引起水生动物死亡;

(2)氮中的非离子氨是引起水生生物毒害的主要因子,其毒性比铵盐大几十倍;

(3)在氧气充足的情况下,氨氮可被微生物氧化为亚硝酸盐氮,其与蛋白质结合生成亚硝胺,具有致癌和致畸作用;

(4)氨氮是水体中的营养素,可为藻类生长提供营养,能增加水体富营养化发生几率。

吹脱法用于脱除水中氨氮,即将气体通入废水中,使废水中溶解性气体和易挥发性溶质气液相互充分接触,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。从而达到脱除氨氮的目的。吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。将氨氮废水pH值调节至碱性,此时,铵离子转化为氨分子,再向水中通入气体,使其与液体充分接触,废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面,转至气相,从而达到去除氨氮的目的。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。

1 废水中氨氮处理的主要技术

高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展以及人民生活水平的不断提高,工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升,呈现氨氮污染源多、排放量大,并且排放的浓度增大的特点。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。

1.1 吹脱法

目前,工业氨氮废水处理的方法主要有物理化学方法和生物方法,其中,常用有吹脱法、吸附法、膜技术、化学沉淀法等。生物方法可分为传统硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同时硝化反硝化法等。但是由于水质指标的不同和工艺条件的限制,针对不同类别的废水,采用的处理技术有很大差异,如在高浓度氨氮废水处理过程中常采用吹脱-生物法、吹脱-折点氯化法、化学沉淀-生物法等;而在低浓度氨氮废水处理中考虑到成本和效益问题常采用吸附法、生物法等。

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。

与事件悬念密切相关的是涉及小说人物的身份悬念。身份悬念指的是小说作者利用读者对小说情节发展和故事人物命运的关切与期盼心理,延后介绍人物身份和性格特征等所引发的悬念。身份悬念的设置强调延宕的时空掌控,使人物身份扑朔迷离,但谜底的最后揭晓必须符合逻辑,使其在小说情节发展的高潮之处更具戏剧性和阅读震撼性。(顾仲彝1981:260)石黑一雄在《被掩埋的巨人》里设置了引人入胜的小说人物身份悬念,挑战读者的阅读预知力和欣赏感悟力。因此,笔者拟从倒装式身份悬念、分解式身份悬念和情景反讽式身份悬念等方面来探析该小说所设置的身份悬念。

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。

1.2 化学沉淀法(MAP法)

化学沉淀法是在含有NH4+离子的废水中,投加Mg2+和PO43-的药剂,使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4·6H2O(简称MAP)结晶的形式沉淀出来,同时回收污水中的氮和磷。通过沉淀,使MAP从废水中分离出来。化学沉淀法尤其适用于处理高浓度氨氮废水,且有90%以上的脱氮效率。在废水中无有毒有害物质时,磷酸氨镁是一种农作物所需的良好的缓释复合肥料。

3.6 心理护理 针对不同的患者进行心理护理是必不可少的[13]。对于疑虑较重的患者,诸如对疾病抱无所谓态度或者担心对身体造成损害以及怕检查出恶性疾病的患者,一定要耐心、细致、反复地向患者解释,说明检查的必要性、安全性及准确性,消除患者的思想顾虑和恐惧心理,坚定他们的信心,使患者处于最佳检查状态。针对在服药过程中出现的不良反应老年人会产生紧张焦虑的情绪,护士应解释这属于正常情况,以消除患者的顾虑,减轻其心理压力。因此护士除要有高度的责任心外,还要有较高的业务知识水平,这样才能提高患者的满意率。

化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺简单、效率高。但是,废水中的氨氮残留浓度还是较高;另外,药剂的投加量、沉淀物的出路及药剂投加引入的氯离子及磷造成的污染是需要注意的问题。

化学沉淀法的优点主要表现在:工艺设计操作相对简单;反应稳定,受外界环境影响小,抗冲击能力强;脱氮率高,效果明显,生成的磷酸铵镁可作为无机复合肥使用,因此解决了氮的回收和二次污染的问题,具有良好的经济和环境效益。

磷酸铵镁沉淀法适用于处理氨氮浓度较高的工业废水。

1.3 膜吸收技术

比较老的膜技术是液膜法,除氨机理是:NH3易溶于膜相(油相),利用一疏水性膜将含氨废水与易吸收游离氨的液相隔于膜两侧,它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的酸发生解脱反应,生成的NH4+,利用膜两侧的NH3分压差为推动力,使NH3从废水向吸收液转移从而达到降低废水中氨氮含量的目的。

不同的吸收液需要选用不同的膜。为了保证较高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比较薄,膜两侧的水相在压差的作用下很容易发生渗漏。

本文提出了一种基于多相位分段调制处理的脉压雷达干扰方法,在其基本原理的基础上,以采用LFM信号的脉压雷达为平台,推导了干扰信号的表达式,并对干扰信号的幅相特性和脉冲压缩输出进行分析,结果表明,信号分路数、调制相位数量以及相位调制值的变化组合可以产生灵活多样的干扰效果。通过实验仿真对比了多相位分段调制干扰与间歇采样重复转发干扰的干扰效果,结果表明,该干扰克服了间歇采样重复转发干扰对目标速度无法产生欺骗且易被敌方识别的缺陷,干扰能量利用率较高,对真目标形成了相对可靠的遮盖效果。下一步将重点研究如何对多相位分段调制干扰的遮盖范围及干扰功率进行控制。

反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下,借助于半透膜对溶质的选择截留作用,将溶质与溶剂分离的技术,具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中,设备给予足够的压力,水通过选择性膜析出,可用作工业纯水,而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高,成为可以被再次处理和利用的浓缩液。在实际操作中,施加的反渗透压力与溶液的浓度成正比,随着氨氮浓度的升高,反渗透装置所需的能耗就越高,而效率却是在下降。

1.3.2 电渗析法

生物法是指废水中的氨氮在各种微生物作用下,通过硝化、反硝化等一系列反应生成氮气,从而达到去除的目的,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法成功的关键之一。

电渗析是在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性,使离子从电解质溶液中分离出来的过程。电渗析法可高效地分离废水中的氨氮,并且该方法前期投入小,能量和药剂消耗低,操作简单,水的利用率高,无二次污染副产物。

1.3.1 反渗透技术

以巴基斯坦为例,该国的工业委员会颁布了对建筑业总体指导的规范性文件《Building code of Pakistan》,在该规范中,明文规定,除非特殊的要求,建筑物抗震设计水平为50 a期限内,一般场地条件下,可能遭遇超越概率为10%的烈度值。同时,该规范将巴基斯坦分为了1、2A、2B、3、4五个分区,并赋予了不同的地震动峰值加速度,并提供了全国的地震分区图,见表2[5]。

1.4 高级氧化技术

1.4.1 折点加氯法

折点氯化法是污水处理工程中常用的一种脱氮工艺,其原理是将氯气通入氨氮废水中达到某一临界点,使氨氮氧化为氮气的化学过程。

折点氯化法的优点为:处理效率高且效果稳定,去除率可达100%;该方法不受盐含量干扰,不受水温影响,操作方便;有机物含量越少时氨氮处理效果越好,不产生沉淀;初期投资少,反应迅速完全;能对水体起到杀菌消毒的作用。但是折点氯化法仅适用于低浓度废水的处理,因此多用于氨氮废水的深度处理。

1.4.2 催化湿式氧化法

当时坐在讲台下面的有北大的老师、学生、平民学校的学员,还有志愿者等。当我分享完毕,走下讲台之际,他们热烈地为我鼓掌,肯定我的表现,让我感觉美好极了。

催化湿式氧化法是20世纪80年代发展起来的治理废水新技术。在一定温度、压力和催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2、H2O等无害物质,达到净化的目的。

1.5 离子交换技术

离子交换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为交换载体,从而达到去除氨氮的目的。根据有关资料,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限能力,当沸石粒径为30~16目时,氨氮去除效率可达到78%,但操作复杂,且再生液仍为高浓度氨氮废水,仍需再处理,一般适合于低浓度氨氮处理。

1.6 生物法

此外,通过适当加大对公路大中修工程的养护强度,能够为驾驶人员提供更好的出行环境。从公路大中修工程中的养护人员角度来分析,要结合公路路况,收集大量的路况数据,并对该段路况进行全面调查,严格按照公路大中修养护方案实施养护,结合养护过程中遇到的难题,制定针对性较强的解决对策。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点,其缺点为占地面积大,处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。同时,在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外,高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用,因此当处理氨氮废水的初始质量浓度<300mg/L时,采用生物法效果较好。

是被陕西来的一个戏班子启封的。说来这似乎应当和那戏班子里一名女子有那么一点关系。那个女子也胖大(同他这次找来的那个胖大的女子竟有些相像,有命里注定却已然隔世的意思),秦腔的唱音既宏阔还自带扩音效果,能将那木偶像他现在这样耍得活灵活现跟个真人儿似的。甚至,她连在台下的一举手一投足都满满地带着一股子戏派,简直迷住了其时四十多岁的王爷。

1.6.1 传统生物硝化反硝化技术

(13)温度计一般采用水银温度计或酒精温度计,温度计的量程应按照所测量处的工作温度值确定,工作温度值在量程的2/3处较合适。

传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下,在硝酸盐和亚硝酸盐菌的作用下,氨氮可被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮;再通过缺氧条件,反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气,从而达到脱氮的目的。

3.3 构造决策树 以临床患者数据作为样本集并依据 C4.5 算法构造决策树。选取烧伤病理属性-救治方案信息表的属性项“救治方案”为类别标识属性。属性项“烧伤程度”“血压”“脉搏”“呼吸”“尿量”“意识状态”“末梢循环”“血常规”“血生物化学”“凝血酶原时间”作为决策属性集。

传统生物硝化反硝化法中,较成熟的方法有A/O法、A2/O法、SBR序批式处理法、接触氧化法等。它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。但该法也存在一些弊端,如必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除,使运行费用增加;碳氮比较小时,需要进行消化液回流,增加了反应池容积和动力消耗;硝化细菌浓度低,系统投碱量大等。

1.6.2新型生物脱氮技术

(1)短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中,先在有氧的条件下,利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐,阻止亚硝酸盐进一步氧化,然后直接在缺氧的条件下,以有机物或外加碳源作为电子供体,将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。

模块能够提供企业应急预案信息的录入、修改、删除等功能,系统用户可以通过新增或修改将企业应急预案信息提交到后台数据库中。也可将不再需要的信息进行单独和批量删除。

(2)同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时,即为同时硝化反硝化(SND)。废水中溶解氧受扩散速度限制,在微生物絮体或者生物膜的表面,溶解氧浓度较高,利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖,越深入絮体或膜内部,溶解氧浓度越低,形成缺氧区,反硝化细菌占优势,从而形成同时硝化反硝化过程。

2 结论

目前氨氮废水处理法分为两类:一类为物化法,包括吹脱法、MAP沉淀法、膜法、折点加氯法和离子交换法等;第二类为生物脱氮法,包括硝化和亚硝化/反硝化工艺。对于高浓度氨氮污水来说,一般可采用空气吹脱法、蒸汽汽提法、MAP沉淀法进行处理;对于中低浓度氨氮污水来说,一般可采用生物脱氮法、离子交换法等。

 
姜镭
《黑龙江环境通报》 2018年第01期
《黑龙江环境通报》2018年第01期文献

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