廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨，然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。

  水中氨氮的去除辦法有多種，但目前常見的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交流吸附、空氣吹脫及折點(diǎn)氯化等。

  下面我們詳細(xì)介紹一下這幾種水中氨氮的去除辦法：

  01、生物硝化與反硝化(生物陳氮法)

  (一) 生物硝化

  在好氧條件下，經(jīng)過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的進(jìn)程，稱為生物硝化作用。生物硝化的反響進(jìn)程為：

  由上式可知：(1)在硝化進(jìn)程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時需氧4.57g；(2)硝化進(jìn)程中釋放出H+，將耗費(fèi)廢水中的堿度，每氧化lg氨氮，將耗費(fèi)堿度(以CaCO3計) 7.lg。

  影響硝化進(jìn)程的主要因素有：(1)pH值   當(dāng)pH值為8.0～8.4時(20℃)，硝化作用速度最快。因為硝化進(jìn)程中pH將下降，當(dāng)廢水堿度缺乏時，即需投加石灰，堅持pH值在7.5以上；(2)溫度   溫度高時，硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35℃，在15℃以下其活性急劇下降，故水溫以不低于15℃為宜；(3)污泥停留時刻   硝化菌的增殖速度很小，其最大比成長速率為 ＝0.3～0.5d-1(溫度20℃，pH8.0～8.4)。為了堅持池內(nèi)必定量的硝化菌群，污泥停留時刻 必須大于硝化菌的最小代代時刻 。在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中，一般應(yīng)取 ＞2 ,或 ＞2 ；(4)溶解氧   氧是生物硝化作用中的電子受體，其濃度太低將不利于硝化反響的進(jìn)行。一般，在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化，溶解氧應(yīng)堅持在2～3mg/L以上；(5)BOD負(fù)荷   硝化菌是一類自養(yǎng)型菌，而BOD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過高，會使成長速率較高的異養(yǎng)型菌迅速繁殖，然后佼白養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢，結(jié)果下降了硝化速率。所認(rèn)為要充沛進(jìn)行硝化，BOD5負(fù)荷應(yīng)堅持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。

  (二) 生物反硝化

  在缺氧條件下，因為兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，將NO2--N和NO3--N還原成N2的進(jìn)程，稱為反硝化。反硝化進(jìn)程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機(jī)底物(碳源)。以甲醇作碳源為例，其反響式為：

  6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O

  6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

  由上可見，在生物反硝化進(jìn)程中，不只可使NO3--N、NO2--N被還原，并且還可位有機(jī)物氧化分化。

  影響反硝化的主要因素：(1)溫度  溫度對反硝化的影響比對其它廢水生物處理進(jìn)程要大些。一般，以堅持20～40℃為宜?？嘣跉鉁剡^低的冬季，可采納添加污泥停留時刻、下降負(fù)荷等辦法，以堅持良好的反硝化作用；(2)pH值  反硝化進(jìn)程的pH值操控在7.0～8.0；(3)溶解氧  氧對反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反響器內(nèi)溶解氧應(yīng)操控在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有機(jī)碳源  當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源，BOD5/TN＞(3～5)時，可無需外加碳源。當(dāng)廢水所含的碳、氮比低于這個比值時，就需別的投加有機(jī)碳。外加有機(jī)碳多選用甲醇?？紤]到甲醇對溶解氧的額定耗費(fèi)，甲醇投量一般為NO3--N的3倍。此外，還可使用微生物逝世；自溶后釋放出來的那部分有機(jī)碳，即"內(nèi)碳源"，但這要求污泥停留時刻長或負(fù)荷率低，使微生物處于成長曲線的靜止期或衰亡期，因此池容相應(yīng)增大。

  02、沸石選擇性交流吸附

  沸石是一種硅鋁酸鹽，其化學(xué)組成可表示為(M2+2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價陽離子，M+代表Na+、K+等一價陽離子，為一種弱酸型陽離子交流劑。在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)矩的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，使其具有篩分效應(yīng)，交流吸附選擇性、熱安穩(wěn)性及形安穩(wěn)性等優(yōu)良性能。天然沸石的品種很多，用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。

  斜發(fā)沸石對某些陽離子的交流選擇性次序為：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。使用斜發(fā)沸石對NH4+的強(qiáng)選擇性，可選用交流吸附工藝去除水中氨氮。交流吸附飽滿的拂石經(jīng)再生可重復(fù)使用。

  溶液pH值對沸石除氨影響很大。當(dāng)pH過高，NH4+向NH3轉(zhuǎn)化，交流吸附作用減弱；當(dāng)pH過低，H+的競爭吸附作用增強(qiáng)，不利于NH4+的去除。一般，進(jìn)水pH值以6～8為宜。當(dāng)處理合氨氮10～20mg/L的城市進(jìn)水時，出水濃度可達(dá)lmg/L以下。穿透時通水容積約100～150床容。沸石的作業(yè)交流容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。

  吸附銨到達(dá)飽滿的沸石可用5g/L的石灰乳或飽滿石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3～5%。研究表明，石灰再生液中加入0.1mol的NaCl，可提高再生功率。針對石灰再生的結(jié)垢問題，亦有選用2％的氯化鈉溶液作再生液的，此時再生液用量較大。再生時排出的高濃度合氨廢液必須進(jìn)行處理，其處理辦法有：(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或許排空，或許由量H2S04吸收作肥料；(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液，可用作肥料；(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分化為N2。

  03、空氣吹脫

  在堿性條件下(pH＞10.5)，廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充沛接觸，則水中揮發(fā)性的NH3將由液相向氣相轉(zhuǎn)移，然后脫除水中的氨氮。吹脫塔內(nèi)裝填木質(zhì)或塑料板條填料，空氣流由塔的下部進(jìn)入，而廢水則由塔頂落至塔底集水池。

  影響氨吹脫作用的主要因素有：

  (1)pH值  一般將pH值提高至10.8～11.5；

  (2)溫度  水溫下降時氨的溶解度添加，吹脫功率下降。例如，20℃時氨去除率為90～95％，而10℃時降至約75%，這為吹脫塔在冬季運(yùn)轉(zhuǎn)帶來困難；

  (3)水力負(fù)荷  水力負(fù)荷(m3/m2．h)過大，將破壞高效吹脫所需的水流狀態(tài)，而構(gòu)成水幕；水力負(fù)荷過小，填料或許沒有適當(dāng)濕潤，致使運(yùn)轉(zhuǎn)不良，構(gòu)成干塔。一般水力負(fù)荷為2.5～5m3/m2?h；

  (4)氣水比  對于必定塔高，添加空氣流量，可提高氨去除率；但隨著空氣流量添加，壓降也添加，所以空氣流量有一限值。一般，氣/水比可取2500～5000(m3/m2)；

  (5)填料構(gòu)型與高度  因為反復(fù)濺水和構(gòu)成水滴是氨吹脫的關(guān)鍵，因此填料的形狀、尺度、距離、擺放方式夠都對吹脫作用有影響。一般，填料距離40～50mm，填料高度為6～7.5m。若添加填料距離，則需更大的填料高度；

  (6)結(jié)垢操控  填料結(jié)垢(CaCO3)特下降吹脫塔的處理功率。操控結(jié)垢的辦法有：用高壓水沖洗垢層；在進(jìn)水中投加阻垢劑：選用不合或少含CO2的空氣吹脫(如尾氣吸收除氨循環(huán)使用)；選用不易結(jié)垢的塑料填料代替木材等。

  空氣吹脫法除氨，去除率可達(dá)60～95%，流程簡略，處理作用安穩(wěn)，基建費(fèi)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)較低，可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時吹脫功率低，填科結(jié)垢往往嚴(yán)峻干擾運(yùn)轉(zhuǎn)，且吹脫出的氨對環(huán)境發(fā)生二次污染。

  04、折點(diǎn)氯化

  投加過量氯或次氯酸鈉，使廢水中氨徹底氧化為N2的辦法，稱為折點(diǎn)氯化法，其反響可表示為：

  NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-

  由反響式可知，到達(dá)折點(diǎn)的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N)，而實(shí)踐需氯量在8～10kg/kg(NH3-N)。在pH＝6～7進(jìn)行反響，則投藥量可最小。接觸時刻一般為0.5～2h。嚴(yán)格操控pH值和投氯量，可減少反響中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機(jī)物。

  折點(diǎn)氯化法對氨氮的去除率達(dá)90～100%，處理作用安穩(wěn)，不受水溫影響，基建費(fèi)用也不高。但其運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高；殘余氯及氯代有機(jī)物須進(jìn)行后處理。

  在目前選用的四種脫氮工藝中，物理化學(xué)法因為存在運(yùn)轉(zhuǎn)本錢高、對環(huán)境造成二次污染等問題，實(shí)踐應(yīng)用遭到-定約束。而生物脫氮法能餃為有用和徹底地除氮，且比較經(jīng)濟(jì)，因而得到較多應(yīng)用。

  文章源自：氨氮驅(qū)除劑廠家               http://www.sun-chem.net/