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污水抑制物怎麼排查

發布時間:2022-08-20 01:01:16

⑴ 冬季污水廠出水氨氮降不下來,如何調整工藝參數

在溫度低於15℃時,硝化速率、反硝化速率明顯下降,同時使得缺氧區中溶解氧的含量增加,也抑制了脫氮效果。
主要影響因素有:
(一)溶解氧濃度
溫度主要影響硝化菌的比增長速率及活性。為了彌補低溫對系統帶來的不利影響,可以通過提高溶解氧濃度的措施。有研究表明,初始溶解氧為2mg/L時,為取得相同的硝化速率,溫度每下降1℃,溶解氧濃度相應提高10%。溶解氧是生物硝化的重要環境因素,一般應在2mg/L以上,最低控制在0.5~0.7mg/L。
(二)污泥齡和污泥負荷
活性污泥中硝化菌的活性的最重要決定因素是溫度和泥齡。只有當好氧池的泥齡超過硝化菌的世代周期時,才能進行硝化。通常,溫度每降低1℃,硝化菌比增長速率降低10%,因此,欲維持與常溫期相同的硝化菌濃度,溫度每降低1℃時泥齡需相應提高10%。所以,降低污泥負荷,在實際操作中可以有效降低溫度對系統處理效果的負面影響。
建議措施 :
(一)減小進水氨氮負荷
減少進水氨氮負荷,一是降低進水氨氮濃度,二是減少進水水量。冬季,活性污泥容易受氨氮(或有機氮)的沖擊,因此建議啟用應急調節池,從而可以有效地控制進水量,進而控制進水氨氮濃度。並可採用迴流一定比例的出水水量與進水混合後進水,以達到降低進水負荷的目的。
(二)合理控制氧濃度
氨氮氧化需要消耗溶解氧,但氧濃度並非越高越好。由氧氣在水中的傳質方程可知,液相主體中的DO濃度越高,氧的傳質效率越低。故需綜合考慮氧在水中的傳質效率和微生物的硝化活性,調控好氧段的DO濃度,不同水質的最適DO不同,可針對冬季運行條件下,同過小試確定在不浪費能量的情況下最大限度地提高對氨氮的去除效率。
(三)延長污泥齡
減少氧化溝排泥量。一是因為硝化菌世代周期長,增長SRT可以有利於硝化菌的生長,二是硝化效果降低時,大量的硝化菌被流失,排泥會加速硝化菌的流失,故延長污泥齡,一定程度上可以提高污泥濃度,從而抵消硝化菌活性降低所產生的影響。
(四)加強抑制物質的排查
苯胺、乙二胺、萘胺、芥子油、酚、甲基引哚、硫脲、氨基硫脲等對微生物硝化有抑製作用,冬季由於水溫較低,硝化菌活性較低,其抗沖擊負荷能力降低,故污水處理廠在冬季運行時,需加強排查,從源頭控制硝化抑制物質進入系統。同時需要進一步強化預處理作用,以消除抑制物質對系統的沖擊。
(五)投加消化促進劑
硝化促進劑是利用微生物營養與生理學方法進行合理配方,根據微生物營養生理及污水處理的共代謝原理,促進硝化細菌發生作用,提高污水處理的氨氮去除效率。但有研究表明,在硝化效果剛出現減弱現象,出水氨氮逐步上升時期投加的話,效果非常明顯。但一旦系統喪失硝化能力時再投加促進劑,效果則不怎麼明顯。同時需要指出,該類產品價格往往比較高昂,一般在應急情況下使用或水量不大的情況使用。
希望有所幫助!

⑵ 污水處理系統硝化菌活性被抑制如何處理

污水處理系統硝化菌活性被抑制,最好的辦法是採用污水凈化處理設備《微生物發生器》,即使廢水可停留時間短,也能達到污水凈化,達標排放目的。
微生物發生器主要根據生物凈化和流體力學原理,利用微生物在生命活動過程將廢水中的可溶性有機物及部分不溶性有機物有效地去除,技術先進、性能穩定、使用安全,特別適合各種廢(污)水處理和微 污染治理具有以下優點:

一、該設備採用三級發生、交替運行、逐級衍生、對數增長技術,致使發生器產生微生物的密度高達達到1.8×1020CFU/ml,高密度微生物釋放進入生化池後,池中生物量迅速提高到2.0×104mg/L以上,能將污水中的污染物徹底分解成CO2和H2O,從而使污水得到凈化。

二、該設備為比較理想的污水生物處理設備,可根據不同種類、不同性質、不同環境的污水處理需要,生成不同種群、不同菌屬、不同溫度、不同污水處理需要的微生物,特別適合城鎮生活污水、農村生活污水、醫療污水、工業廢水、畜禽養殖廢水、高鹽廢水、高氨氮廢水、有毒有害廢水、重金屬廢水、垃圾滲濾液等廢(污)水處理的需要。
該設備還可直接與接觸氧化法、AB法、A/O法、氧化溝、SBR等舊污水處理工程配套,在既不變動污水處理工藝,也不改動土建工程的條件下,實現污水處理升級擴容、污泥減量、脫氮除磷、中水回用等多種用途。該設備還可用於景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等領域去除微污染,保護公共環境。
三、該微生物發生器產生的是高密度優勢微生物菌群,能快速食掉污水中的污染物和淤泥,且不產生臭味,不用污泥脫水機、污泥傳輸機、泥餅外運車、廢氣處理設備和大功率的鼓風曝氣設備,與傳統方法比較,能耗是活性污泥法的1/8,設備投資可節約百分之七十,還可在淺層水池上運轉,從而使污水處理池體積縮小、深度減淺,大大降低了一次投資費用和長期管理費用。
四、該設備產生的高密度微生物菌群通過射流進入處理池後,能迅速減少污水中的生物耗氧量(BOD)、化學需氧量(COD)和固體懸浮物(TSS),並有極強的脫氮除磷功能,還能在極短的時間內使5類水轉變成3類以上,7天內消除污水中的臭味,10天內吃掉污水中50%左右的淤泥,每天降解20%的BOD,10-15天內實現達標排放或中水回用。
採用該設備處理污水無污泥膨脹之憂,也不受操作員學歷年齡限制,管理方便,安全可靠。
五、隨著高密度微生物菌群發生量的不斷增加,污水中的生物耗氧量(BOD)也越來越少,大量的微生物因缺少BOD而失去存活能源自滅,變成二氧化碳和水,未自滅微生物還可成為魚類和浮游生物的餌料,進而形成良性的生態處理凈化過程,沒有臭味、不產生污泥、無二次污染,營造綠色環境。
六、採用傳統的生化法處理污水,受到氣候及水溫變化影響,當溫度每降低10度,微生物的酶促反應速度就降低1-2倍,氣候導致微生物的活性不足,造成污水處理效果不好,不但威脅著北方污水處理廠,對於南方冬天的污水處理廠也是嚴俊的考驗,貴州長城環保科技有限公司生產的專利產品生物發生器徹底解決了這一難題,該發生器產生的高濃度微生物菌群釋放進入曝氣池後,其生物量訊速達到2.0×104mg/L以上,使曝氣池中生物濃度較活性污泥提高10倍,填補了因水溫低而導致生物量不足,污水處理效果差的技術難題。
七、採用傳統的生化方式處理高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬廢水,由於微生物在這些污水中的成活少、數量小、致使污水處理後出水水質差、效果不穩定、難以達標排放。微生物發生器以獨特的方式徹底解決了這一難題,該發生器能將生產出的1.8×1020CFU/ml以上的高濃度微生菌群源源不斷地送入曝氣池,較其他污水處理提高10倍以上的生物量,強大的微生物菌群加速對污水中污染物的降解和消化,同時曝氣供氧又顯著加速了污染物被分解成CO2和H2O,硝酸鹽、硫酸鹽成為微生物生長的養分,至使微生物又得到進一步的衍生,即使受天冷、低溫、沖擊負荷影響,和高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬抑制,也無法阻止群雄逐鹿、前仆後繼的微生物大軍,形成對污水處理的強大陣容,進而降解和消化污水中污染物,最終實現廢水達標排放或中水回用。
八、傳統河道治理離不開閘壩、斷水、清淤等處理過程,工程耗資大、工期長、淤泥量大。生物發生器直接安裝在景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等微污染源上游,從源頭切斷和堵住污染源頭,並通過微生物降解污染、吃掉污泥、去除嗅味、除磷脫氮等作用實現徹底治理,為微污染治理提供了可靠的設備。其技術優勢如下:
1、快速降解BOD5、CODcr、TSS,使污水得到凈化;
2、提高總氮(TN)和總磷(TP)的脫除效果和去除能力;
3、處理效率可提高達50%左右,進水負荷提高40%左右;
4、 快速應對曝氣池可能發生的緊急故障情況;
5、 提高難分解污染物的生化效率;
6、有效解決污水量增加或負荷增大,而無場地改擴建的難題;
7、 有效解決絲狀菌異常增殖導致污泥膨脹的問題;
8、在處理污水的同時減量污泥,達到不用清淤除泥的效果;
9、僅需幾天就能消解污水中的味道,去除污水中的惡臭;
10、採用自然界或國內外選育出來的優勢無害菌種,無二次污染的後顧之憂;
11、 污染凈化完畢後,微生物因失去存活的能源而自滅,變成CO2和H2O;
1、 未滅的微生物還可成為魚類和浮游生物的餌料;
2、升級改造舊污水處理工程,較其它污水處理方法節省投資70%;
3、較其它生化處理方法,節省電能80%左右;
4、微生物濃度高達1.8×1020CFU/ml以上,高濃度微生物大大提高了處理效率,減少了曝氣池容積,節省工程投資40%;
5、解決了因氣候變化、水溫降低而導致微生物數量減少,進而影響污水處理效果的技術難題;
6、微生物大軍前仆後繼、協同作戰,有效解決了高鹽、高濃度、有毒、有害、化工、重金屬、垃圾滲透液等抑制微生物生長、微生物難以存活的技術難題;
7、在不改動土建的條件下實現舊污水處理工程的升級改造或工程擴容;
8、在不改動污水處理工藝的前提下,有效脫除污水中的磷和氮,並提高處理後的污水出水水質,實現達標排放或中水回用效果;
9、直接用於江河、湖泊等微污染源上游,直接堵住污染源頭,在有效解決微污染的同時,實現無泥排放,徹底地革新了傳統河道治理離不開閘壩、斷水、清淤方式,為微污染治理提供了的理想設備;
10、安裝方便、應用靈活、操作簡單,只用一人兼管,就能完成任務;
11、布局靈活、佔地面積小、自動化程度高、操作管理簡單、運行費用低。

⑶ 生活污水氨氮超標是什麼原因怎麼處理

生活污水氨氮復主要為沖制廁污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡廢水。污水中主要是生活廢料和人的排泄物,城市生活中使用的各種洗滌劑和污水、垃圾、糞便等,多為無毒的無機鹽類,生活污水中含氮、磷、硫多,致病細菌多。因生活習慣、生活方式、經濟水平等不同生活污水的水質水量差異較大。

⑷ 污水廠異常情況處理

一、水量不足

當水量不足時,工藝控制如下:
1. 提升泵房盡量保持水泵平穩進水,但需避免水泵低液位運行。
2. 水量在設計水量的50%以下,污水處理系統單組運行(雙組系統)或間歇運行(單組系統),注意監控生化系統運行參數(DO、pH、MLSS等),及時調整工藝。
3. 迴流比控制在50-100%。
4. 二沉池投入一半。
二、水量超過設計負荷
當水量超過設計負荷時,工藝控制如下:
1. 提升泵房滿負荷生產,但不超過設計負荷的變化系數。
2. 粗、細格柵現場連續開啟,並及時清除柵渣。
3. 水量突增初期,污水處理系統曝氣設備全開,注意監控生化系統運行參數(DO、pH、MLSS等),及時調整工藝。
4. 加大生化池上清液、二沉池出水及總出水的抽檢頻次。
5. 二沉池全部投入使用。
6. 隨著生化系統逐漸穩定,DO上升,系統氨氮較低,可考慮減少曝氣設備的開啟台數及開啟頻率。
三、污泥膨脹
當出現污泥膨脹時,值班人員應馬上向生產主管匯報,通知化驗室立刻採集水樣,對水樣BOD、COD、MLSS、DO、PH、SV進行測定和進行生物鏡檢,再根據現場情況初步分析污泥決定採取下列何種措施。污泥膨脹最突出的表現是污泥沉降性能指標SVI大於150%。污水中如碳水化合物較多,溶解氧不足,缺乏氮、磷等養料,水溫高或pH值較低情況下,均易引起污泥膨脹。此外,超負荷、污泥齡過長或有機物濃度梯度小等,也會引起污泥膨脹。排泥不暢則引起結合水性污泥膨脹。
針對引起膨脹的原因工藝調整如下:
1. 缺氧、水溫高等加大曝氣量,或降低水溫,減輕負荷,或適當降低MLSS值,使需氧量減少等;
2. 污泥負荷率過高,可適當提高MLSS值,以調整負荷,必要時還要停止進水「悶曝」一段時間;
3. 缺氮、磷等養料,可投加硝化污泥或氮、磷等成分;
4. pH值過低,可投加石灰等調節pH(6-8);
5. 污泥大量流失,可投加5-10mg/L氯化鐵,促進凝聚,刺激菌膠團生長,也可投加漂白粉或液氯(按干污泥的0.3%-0.6%投加),抑制絲狀繁殖,特別能控制結合水污泥膨脹。此外,投加石棉粉末、硅藻土、粘土等物質也有一定效果。
四、污泥解體
當出現污泥解體現象時,表現現象為:處理水質渾濁、污泥絮凝體微細化,處理效果變壞等。
工藝應如下調整:
1. 對進水水質進行化驗分析,確定是污水中混入有毒物質時,應考慮這是新的工業廢水混入的結果,應減少進水水量加大曝氣量,盡快使生化系統恢復活性。
2. 調整進水量。
3. 調整迴流污泥量控制MLSS。
4. 調整曝氣量,控制溶解氧在2.0mg/L左右。
5. 調整排泥量。
五、污泥脫氮效果差
污泥在二沉池呈塊狀上浮的現象,並不是由於腐敗所造成的,而是由於在曝氣池內污泥齡過長,硝化過程進行充分,在沉澱池內產生反硝化,硝酸鹽的氧被利用,氮即呈氣體脫出附於污泥上,從而比重降低,整塊上浮。所謂反硝化是指硝酸鹽被反硝化菌還原成氨或氮的作用。反硝化作用一般溶解氧低於0.5mg/L時發生。
試驗表明,如果讓硝酸鹽含量高的混合液靜止沉澱,在開始的30-90mm左右污泥可以沉澱得很好,但不久就可以看到,由於反硝化作用所產生的氮氣,在泥中形成小氣泡,使污泥整塊地浮至水面。在做污泥沉降比試驗,只檢查污泥30mm的沉降性能。
因此,往往會忽視污泥的反硝化作用。這是在活性污泥法的運行中應當注意的現象,為防止這一異常現象的發生,應採取增加污泥迴流量或及時排除剩餘污泥,或降低混合液污泥濃度,縮短污泥齡和降低溶解氧濃度等措施,使之不進行到硝化階段。
六、沉澱池異常
6.1 出水帶有大量懸浮顆粒
1. 原因
水力負荷沖擊或長期超負荷,因短流而減少了停留時間,以至絮體在沉降前即流出出水堰。
2. 解決辦法
均勻分配水力負荷;調整進水、出水設施不均勻,減輕沖擊負荷影響,有利於克服短流;投加絮凝劑,改善某些難沉澱懸浮物的沉降性能,如膠體或乳化油顆粒的絮凝;調整進入初沉池的剩餘污泥的負荷。
6.2 出水堰臟且出水不均
1. 原因
污泥粘附、藻類長在堰上,或浮渣等物體卡在堰口上,導致出水堰臟,甚至某些堰口堵塞導致出水不均。
2. 解決辦法
經常清除出水堰口卡住的污物;適當加葯消毒阻止污泥、藻類在堰口的生長積累。
6.3 污泥上浮
1. 原因
污泥停留時間過長,有機質腐敗。
2. 解決辦法
一是保持及時排泥,不使污泥在二沉池內停留時間太長;檢查排泥設備故障;清除沉澱池內壁,部件或某些死角的污泥。二是在曝氣池末端增加供氧,使進入二沉池的混合液內有足夠的溶解氧,保持污泥不處理於反硝化狀態。對於反硝化造成的污泥上浮,還可以增大剩餘污泥的排放,降低SRT,控制硝化,以達到控制反硝化的目的。
6.4 浮渣溢流
1. 原因
浮渣去除裝置位置不當或去除頻次過低,浮渣停留時間長。
2. 解決辦法
維修浮渣刮除裝置;調整浮渣刮除頻率;嚴格控制浮渣的產生量。
6.5 污泥管道或設備堵塞
1. 原因
二沉池污泥中易沉澱物含量高,而管道或設備口徑太小,又不經常工作造成的。
2. 解決辦法
設置清通措施;增加污泥設備操作頻率;改進污泥管道或設備。
6.6 刮泥機故障
1. 原因
刮泥機因承受過高負荷等原因停止運行。
2. 解決辦法
縮短貯泥時間,降低存泥量;檢查刮板是否被磚石、工具或松動的零件卡住;及時更換損壞的連環、刮泥板等部件;防止沉澱池表面積冰;調慢刮泥機的轉速。
七、生化池泡沫問題
在污水處理廠的運行管理中,當發現生化池中產生大量泡沫時。立刻向生產主管匯報,根據現場情況決定採取何種措施消除泡沫。一般可以採取以下三種措施:第一,用自來水或處理後的出水噴灑生化池水面。第二,投加消泡劑,如柴油,煤油。第三,加大迴流污泥量,增加生化池中活性污泥的濃度。
八、生物除磷效果差
厭氧區應保持嚴格厭氧狀態,即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才能進行磷的有效釋放,以保證後續處理效果。而好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷。因此,當出水出現總磷不達標時(>1 mg/L),則視具體情況可通過調整鼓風機的充氧量和調節迴流污泥量使得溶解氧在厭氧區控制低於0.2mg/L,好氧區控制在2 mg/L以上。

⑸ 生活污水主要污染物一般如何處理

生活中的污水,一般都會隨污水管排到專門凈化污水的地方,經過沉澱,排到河流中去

⑹ 污水熒光示蹤排查是什麼原理

污水熒光示蹤原理是利用水溶性熒光示蹤劑在365nm的紫外線燈的照射下發出熒光。如要想排查A處的污水有沒有流到目標B處,得先在A處按照一定比例導入水溶性熒光示蹤劑SL3300,等待一段時間讓A處的污水流動,再到B處用365nm紫外線燈SL6300照射B處,如果發出明亮的熒光,則說明A處的污水排放到B處。此方法可應用於污水排查,污水排放研究,污水排放軌跡調查等等。

⑺ 廢水生物處理方法的影響因素有哪些如何對其行控制

影響污水生物處理的因素有哪些

1、負荷:生物處理反應器的負荷要控制在合理的范回圍內;

2、溫度:好氧答微生物在15~30℃之間活動旺盛;厭氧微生物的最佳溫度是35℃左右和55℃左右;

3、pH值:好氧微生物生長活動的最佳pH值在6.5~8.5之間,而厭氧微生物的活動要求的最佳pH值在6.8~7.2之間;

4、氧含量:空氣曝氣池出口混合液中溶解氧濃度應保持在2mg/L(純氧曝氣法要保持在4mg/L)左右,A/0工藝的A段溶解氧濃度要保持在0.5mg/L以下,而厭氧微生物必須在含氧量極低、甚至絕對無氧的環境下才能生存;

5、營養平衡:廢水中的各種營養物質不平衡,就會影響微生物的活性,進而影響處理效果;

6、有毒物質:廢水中的有毒物質含量超過限度,就會影響微生物的活性,進而影響處理效果。

⑻ 怎麼才能有效驅除廢水中氨氮和總氮

氨氮廢水的來源
鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料生產等工業,均排放高濃度的氨氮廢水。 其中,某些工業自身會產生氨氮污染物,如鋼鐵工業及肉類加工業等。 而另一些工業將氨用作化學原料,如用氨等配成消光液以製造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、動物排泄物等新鮮廢水中氨氮初始含量並不高,但由於廢水中有機氮的脫氨基反應,在廢水積存過程中氨氮濃度會迅速增加。
過量氨氮排入水體將導致水體富營養化,降低水體觀賞價值,並且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會影響水生生物甚至人類的健康。因此,廢水脫氮處理受到人們的廣泛關注。目前,主要的脫氮方法有生物硝化反硝化、折點加氯、氣提吹脫和離子交換法等。消化污泥脫水液、垃圾滲濾液、催化劑生產廠廢水、肉類加工廢水和合成氨化工廢水等含有極高濃度的氨氮,以上方法會由於游離氨氮的生物抑製作用或者成本等原因而使其應用受到限制。高濃度氨氮廢水的處理方法可以分為物化法、生化聯合法和新型生物脫氮法。
不同種類的工業廢水中氨氮濃度干變萬化,即使同類工業不同工廠的廢水中其濃度也各不相同。以某化工廠香蘭素生產廢水為例,其氨氮濃度高達6~7×104mg/L。為了徹底治理污染,除對生產工藝進行必要的改造外,必須尋找合適的氨氮廢水處理技術,降低廢水處理的成本。
氨氮廢水處理技術研究與應用現狀
目前,氨氮廢水的處理技術可以分為兩大類:一類是物化處理技術,包括吹脫(或汽提)、沉澱、膜吸收、濕式氧化等,其中吹脫和膜吸收技術都需要氨氮盡可能以氨分子形態存在;另一類技術是生物脫氮技術。
物化處理技術
依據NH3的質量分數與pH的關系,如果氨氮的去除形態為氨氣,為達到較高的去除率,就必須調節溶液的pH在11以上。這類技術包括吹脫、汽提、膜吸收等。在處理氨氮廢水的過程中,需要消耗大量鹼,但可以回收部分氨。
吹脫(汽提)法吹脫法是將廢水pH值調節至鹼性,然後在填料塔中通入空氣或蒸汽,通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣或蒸汽中。 採用蒸汽可以提高廢水溫度,從而提高一定pH值時被吹脫氨的比例。一般情況下,如果採用吹脫法去除98%以上的氨氮,需pH調節。例如採用汽提技術對對硝基苯胺廢水進行了處理,在pH 大於11的條件下,廢水中的氨氮由3150 mg/L下降為187 mg/L,去除率為93%。
低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫,而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。但是這種方法一般要採用NaOH調節廢水的pH值,葯劑和能源消耗比較大。 為了降低葯劑成本,採用Ca(OH)2調節pH,結果表明,吹脫速率和吹脫效率要遠小於NaOH,而且在汽提過程中容易結垢,使得操作運行困難。
這種技術的另一個關鍵在於保證填料塔內的氣液充分接觸,有效防止溝流、液泛等非正常操作。 因此,填料的選擇和填充至關重要。除較高的能耗與鹼耗外,利用吹脫技術處理氨氮的不足還在於使氨氮由液相轉移至氣相,如果沒有相應的回收技術,很容易導致大氣的二次污染。此技術主要用於高濃度氨氮廢水的預處理。
膜吸收技術
膜吸收過程是將膜分離和吸收相結合而出現的一種新型膜過程,它使用微孔膜將氣、液兩相分隔開來,利用膜孔提供氣、液兩相間傳質的場所。 膜吸收法處理含氨廢水的原理為:疏水性微孔膜(聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯)把含氨廢水和H2SO4吸收液分隔於膜兩側,通過調節廢水的pH值,使廢水中離子態的NH3轉變為分子態的揮發性NH3。 在膜兩側NH3的濃度差的推動下,廢水中的NH3在廢水一微孔膜界面汽化揮發。氣態的NH3沿膜微孔向膜的另一側擴散,在吸收液一微孑L膜界面上為H2SO4吸收,並反應生成不揮發的(NH3)2SO4而被回收。由於氨在廢水和吸收液中存在形式的不同,使得廢水中的氨能通過存在形式的轉換不斷向吸收液傳遞,直到吸收液中的H2SO4全部為氨中和為止,處理後廢水中的氨氮濃度理論上可達到零。與吹脫(汽提)技術和生化法等其他高氨氮廢水處理方法比較,膜吸收法的最大特點是,可以在常溫、常壓的條件下濃縮並回收廢水中的氨,無二次污染產生,實現含氨廢水的資源化。
現在,膜吸收工藝的難點在於防止膜的滲漏。為了保證較高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比較薄,膜兩側的水相在壓差的作用下很容易發生滲漏。只有非常精確地調整膜兩側的壓力和流速,才能基本保證膜兩側的液量不發生變化。 即使在這樣的條件下,在進行氨吸收過程中,氨溶液一側的pH值還是有顯著的降低,經檢測,溶液中有大量硫酸根離子存在,最終導致氨溶液中的去除率僅在6O%左右。
因此,如何在保證氨氮傳質通量的情況下有效防止膜的滲漏是膜吸收工藝研究的重要內容。
沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。沸石一般被用於處理低濃度含氨廢水或含微量重金屬的廢水。然而,蔣建國等[4]探討了沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮的效果及可行性。小試研究結果表明,每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的極限潛力,當沸石粒徑為30~16目時,氨氮去除率達到了78.5%,且在吸附時間、投加量及沸石粒徑相同的情況下,進水氨氮濃度越大,吸附速率越大,沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的。
實驗表明用沸石離子交換法處理經厭氧消化過的豬肥廢水時發現Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果最好,其次是Ca-Zeo。增加離子交換床的高度可以提高氨氮去除率,綜合考慮經濟原因和水力條件,床高18cm(H/D=4),相對流量小於7.8BV/h是比較適合的尺寸。離子交換法受懸浮物濃度的影響較大。
應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,主要有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理。通常採用再生液進行再生,再生液濃液再進行脫氨處理。
膜分離技術
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。蔣展鵬等[6]採用電滲析法和聚丙烯(PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮無機廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水2000~3000 mg/L,去除率可在85%以上,同時可獲得8.9%的濃氨水。此法工藝流程簡單、不消耗葯劑、運行過程中消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。PP中空纖維膜法脫氨效率>90%,回收的硫酸銨濃度在25%左右。運行中需加鹼,加鹼量與廢水中氨氮濃度成正比。
乳化液膜是種以乳液形式存在的液膜具有選擇透過性,可用於液-液分離。分離過程通常是以乳化液膜(例如煤油膜)為分離介質,在油膜兩側通過NH3的濃度差和擴散傳遞為推動力,使NH3進入膜內,從而達到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水(1000~1200 mgNH4+-N/L,pH為6~9),當採用烷醇醯胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量為4%~6%,廢水pH調至10~11,乳水比在1:8~1:12,油內比在0.8~1.5。硫酸質量分數為10%,廢水中氨氮去除率一次處理可達到97%以上。
膜分離法應用的主要問題是投資成本及運行成本較高,操作復雜,難以控制。
MAP沉澱法
主要是利用以下化學反應:
Mg2 ++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。穆大綱等[8]採用向氨氮濃度較高的工業廢水中投加MgCl2•6H2O和Na2HP04•12H20生成磷酸銨鎂沉澱的方法,以去除其中的高濃度氨氮。結果表明,在pH為8.9l,Mg2+,NH4,P043-的摩爾比為1.25:1:1,反應溫度為25 ℃,反應時間為20 min,沉澱時間為20 min的條件下,氨氨質量濃度可由9500 mg/L降低到460 mg/L,去除率達到95%以上。由於在多數廢水中鎂鹽的含量相對於磷酸鹽和氨氮會較低,盡管生成的磷酸銨鎂可以做為農肥而抵消一部分成本,投加鎂鹽的費用仍成為限制這種方法推行的主要因素。海水取之不盡,並且其中含有大量的鎂鹽。以海水做為鎂離子源試驗研究了磷酸銨鎂結晶過程。鹽鹵是制鹽副產品,主要含MgCl2和其他無機化合物。Mg2+約為32 g/L為海水的27倍。Lee等[10]用MgCl2、海水、鹽鹵分別做為Mg2+源以磷酸銨鎂結晶法處理養豬場廢水,結果表明,pH是最重要的控制參數,當終點pH≈9.6時,反應在10 min內即可結束。由於廢水中的N/P不平衡,與其他兩種Mg2+源相比,鹽鹵的除磷效果相同而脫氮效果略差。
採用化學沉澱法的關鍵因素在於:
1)絮凝劑的用量;2)沉澱產物的去向。
一般情況下,採用磷酸銨鎂沉澱法處理氨氮廢水的氨氮濃度不大於1 500 mg/L。化學沉澱法的應用瓶頸同樣是運行成本較高,無法進行工程應用。
催化濕式氧化法
催化濕式氧化法是8O年代國際上發展起來的一種治理廢水的新技術。 在一定溫度、壓力下,在催化劑作用下,經空氣氧化,可使污水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質,達到凈化的目的。具有凈化效率高(據報道,廢水經過凈化後可達到飲用水標准)、流程簡單、佔地面積少等特點。經多年應用與實踐,這一廢水處理方法的建設及運行費用僅為常規方法6O%左右,因而在技術上和經濟上均具有較強的競爭力。杜鴻章等對催化濕式氧化法作了一系列的研究,在270 ℃、9 MPa工藝條件下,研製的催化劑可使焦化污水氨氮的去除率達到99.6%,經處理後的污水水質優於國家環保排放標準的要求。濕式氧化法不足在於催化劑的流失和設備的腐蝕。
化學氧化法
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。在溴化物存在的情況下,臭氧與氨氮會發生如下類似折點加氯的反應:
Br-+O3+H+→HBrO+O2,
NH3+HBrO→NH2Br+H2O,
NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O,
NH2Br+NHBr2→N2+3Br-+3H+。
用一個有效容積32 L的連續曝氣柱對合成廢水(氨氮600 mg/L)進行試驗研究,探討Br/N、pH以及初始氨氮濃度對反應的影響,以確定去除最多的氨氮並形成最少的NO3-的最佳反應條件。發現NFR(出水NO3--N與進水氨氮之比)在對數坐標中與Br-/N成線性相關關系,在Br-/N>0.4,氨氮負荷為3.6~4.0 kg/(m3•d)時,氨氮負荷降低則NFR降低。出水pH=6.0時,NFR和BrO--Br(有毒副產物)最少。BrO--Br可由Na2SO3定量分解,Na2SO3投加量可由ORP控制。
生化法
微生物去除氨氮過程需經過硝化和反硝化兩個階段過程。 傳統觀點認為:硝化過程為好氧過程,在此過程中,氨態氮在微生物的作用下轉化為硝基氮和亞硝基氮;而反硝化過程為厭氧過程,在此過程中,硝基氮和亞硝基氮轉化為氮氣。 因此,一般的生物脫氮過程為厭氧/好氧過程、或厭氧/缺氧/好氧過程。
近年來的研究表明,反硝化過程可以在有氧的條件下進行,即好氧反硝化過程。它為突破傳統生物脫氮技術限制,利用一個生物反應器在一種條件下完成脫氮反應提供了依據。SBR生物脫氮工藝的優點在於以時間序列代替空間序列,使好氧硝化過程和反硝化過程在同一容器中完成。採用SBR技術處理高氨氮廢水,在曝氣段實現高氨氮廢水的好氧硝化/反硝化處理。通過實驗研究,她們提出的反應序列為:一段缺氧一好氧曝氣一二段缺氧的SBR反應器,好氧段反硝化脫氮率要佔總脫氮率的70%以上。研究表明:好氧反硝化菌為異養菌,脫氮反應歷程與缺氧反硝化菌相同,並且最終產物主要為N2。
目前生物脫氮的濃度一般在400 mg/L以下,採用生物脫氮技術處理高濃度氨氮廢水就需要進行大倍數稀釋,這就使得生物處理設施的體積龐大,能耗會相應提高。 因此,在處理高氨氮廢水時,採用生物處理前,一般要首先進行物化處理。
物化方法在處理高濃度氨氮廢水時不會因為氨氮濃度過高而受到限制,但是不能將氨氮濃度降到足夠低(如100 mg/L以下)。而生物脫氮會因為高濃度游離氨或者亞硝酸鹽氮而受到抑制。實際應用中採用生化聯合的方法,在生物處理前先對含高濃度氨氮的廢水進行物化處理。目前,較先進的生化脫氨主要有以下幾類方法。
膜生物反應器技術
膜生物反應器(MBR)是一種由膜過濾取代傳統生化處理技術中二次沉澱池和沙濾池的水處理技術。MBR將分離工程中的膜技術應用於廢水處理系統,提高了泥水分離效率,並且由於曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優勢菌群)的出現,提高了生化反應速率。同時,通過降低F/M比減少剩餘污泥產生量(甚至為零),從而基本解決了傳統活性污泥法存在的突出問題。
硝化菌為自養菌,生長繁殖的世代周期長,常規的生物脫氮工藝中,為保持構築物中有足夠數量的硝化菌以完成生物硝化作用,在維持較長污泥齡的同時也相應增大了構築物的容積。此外,絮凝性較差的硝化菌常會被二沉池的出水帶出,硝化菌數量的減少影響硝化作用,進而降低了系統的脫氮效率。膜生物反應器能夠完全截留微生物,可以有效防止硝化菌的流失,是一種比較理想的硝化反應器。
在適宜的pH、DO條件下,容積負荷控制在2 kg/(m3•d)以下時,採用一體化膜生物反應器可以將濃度為2×103mg/L的氨氮轉化為硝酸鹽。
雖然採用膜生物反應器處理氨氮廢水會解決傳統活性污泥法存在的一些問題,但膜污染問題尚未見有較好的解決辦法
短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式。由於氨氮氧化過程中需要大量的氧氣,曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化(將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化),不僅可以節省氨氧化需氧量而且可以節省反硝化所需炭源。用合成廢水試驗確定實現亞硝酸鹽積累的最佳條件。要想實現亞硝酸鹽積累,pH不是一個關鍵的控制參數,因為pH在6.45~8.95時,全部硝化生成硝酸鹽,在pH<6.45或pH>8.95時發生硝化受抑,氨氮積累。當DO=0.7 mg/L時,可以實現65%的氨氮以亞硝酸鹽的形式積累並且氨氮轉化率在98%以上。DO<0.5 mg/L時發生氨氮積累,DO>1.7 mg/L時全部硝化生成硝酸鹽。對低碳氮比的高濃度氨氮廢水採用亞硝玻型和硝酸型脫氮的效果進行對比分析。試驗結果表明,亞硝酸型脫氮可明顯提高總氮去除效率,氨氮和硝態氮負荷可提高近1倍。此外,pH和氨氮濃度等因素對脫氮類型具有重要影響。
短程硝化反硝化處理焦化廢水的中試結果表明,進水COD、氨氮、TN 和酚的濃度分別為1201.6、510.4、540.1、110.4 mg/L時,出水COD、氨氮、TN和酚的平均濃度分別為197.1、14.2、181.5、0.4 mg/L,相應的去除率分別為83.6%、97.2%、66.4%、99.6%。與常規生物脫氮工藝相比,該工藝氨氮負荷高,在較低的C/N值條件下可使TN去除率提高。
厭氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自養脫氮(CANON)
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。ANAMMOX的生化反應式為:
NH4++NO2-→N2↑+2H2O
ANAMMOX菌是專性厭氧自養菌,因而非常適合處理含NO2-、低C/N的氨氮廢水。與傳統工藝相比,基於厭氧氨氧化的脫氮方式工藝流程簡單,不需要外加有機炭源,防止二次污染,又很好的應用前景。厭氧氨氧化的應用主要有兩種:CANON工藝和與中溫亞硝化(SHARON)結合,構成SHARON-ANAMMOX聯合工藝。
CANON工藝是在限氧的條件下,利用完全自養性微生物將氨氮和亞硝酸鹽同時去除的一種方法,從反應形式上看,它是SHARON和ANAMMOX工藝的結合,在同一個反應器中進行。固體廢棄物填埋場滲濾液處理,溶解氧控制在1 mg/L左右,進水氨氮<800 mg/L,氨氮負荷<0.46 kgNH4+/(m3•d)的條件下,可以利用SBR反應器實現CANON工藝,氨氮的去除率>95%,總氮的去除率>90%。
ANAMMOX和CANON過程都可以在氣提式反應器中運轉良好,並且達到很高的氮轉化速率。控制溶解氧在0.5mg/L左右,在氣提式反應器中,ANAMMOX過程的脫氮速率達到8.9 kgN/(m3•d),而CANON過程可以達到1.5 kgN/(m3•d)。
好氧反硝化
傳統脫氮理論認為,反硝化菌為兼性厭氧菌,其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應,必須在缺氧環境下。近年來,好氧反硝化現象不斷被發現和報道,逐漸受到人們的關注。一些好氧反硝化菌已經被分離出來,有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化(如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5)。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化,簡化了工藝流程,節省了能量。
用序批式反應器處理氨氮廢水,試驗結果驗證了好氧反硝化的存在,好氧反硝化脫氮能力隨混合液溶解氧濃度的提高而降低,當溶解氧濃度為0.5 mg/L時,總氮去除率可達到66.0%。
連續動態試驗研究表明,對於高濃度氨氮滲濾液,普通活性污泥達的好氧反硝化工藝的總氮去除串可達10%以上。硝化反應速率隨著溶解氧濃度的降低而下降;反硝化反應速率隨著溶解氧濃度的降低而上升。硝化及反硝化的動力學分析表明,在溶解氧為0.14 mg/L左右時會出現硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化現象。其速率為4.7mg/(L•h),硝化反應KN=0.37 mg/L;反硝化反應KD=0.48 mg/L。
在反硝化過程中會產生N2O是一種溫室氣體,產生新的污染,其相關機制研究還不夠深入,許多工藝仍在實驗室階段,需要進一步研究才能有效地應用於實際工程中。另外,還有諸如全程自養脫氮工藝、同步硝化反硝化等工藝仍處在試驗研究階段,都有很好的應用前景。

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