水體中的氮元素由于是造成富營養化的元兇,往往是水污染控制行業的科研和工程技術的關注重點,其重要性甚至不亞于有機污染物。 二、物化脫氮工藝 5、電化學氧化法 電化學氧化法是指利用具有催化活性的電極氧化去除水中污染物的方法。 研究含氨氮廢水在循環流動式電解槽中的電化學氧化。結果表明,在氯離子濃度為400mg/L,初始氨氮濃度為40mg/L,進水流量為600mL/min,電流密度為20mA/cm2,電解時間為90min時,氨氮去除率為99.37%。表明電解氧化含氨氮廢水具有較好的應用前景。 三、生化脫氮工藝
1、全程硝化反硝化 全程硝化反硝化是目前應用最廣時間最久的一種生物法。全程硝化反硝化法去除氨氮需要經過兩個階段: 硝化反應:硝化反應由好氧自養型微生物完成,在有氧狀態下,利用無機氮為氮源將NH4+化成NO2-,然后再氧化成NO3-的過程。第一階段是由亞硝化菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽(NO2-),第二階段由硝化菌將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽(NO3-)。 反硝化反應:反硝化反應是在缺氧狀態下,反硝化菌將亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮還原成氣態氮(N2)的過程。 全程硝化反硝化工程應用中主要有AO、A2O、氧化溝等,是生物脫氮工業中應用較為成熟的方法。 2、同步硝化反硝化(SND) 當硝化與反硝化在同一個反應器中同事進行時,稱為同時消化反硝化(SND)。影響同時消化反硝化的因素有PH值、溫度、堿度、有機碳源、溶解氧及污泥齡等。 Carrousel氧化溝中有同時硝化/反硝化現象存在,在Carrousel氧化溝曝氣葉輪之間的溶解氧濃度是逐漸降低的,且Carrousel氧化溝下層溶解氧低于上層。在溝道的各部分硝態氮的形成和消耗速度幾乎相等,溝道中氨氮始終保持很低的濃度,這就表明硝化及反硝化反應在Carrousel氧化溝中同時發生。 研究生活污水的處理,認為CODCr越高,反硝化越完全,TN去除效果越好。 3、短程消化反硝化 短程硝化反硝化是在同一個反應器中,先在有氧的條件下,利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽,然后在缺氧的條件下,以有機物或外加碳源作電子供體,將亞硝酸鹽直接進行反硝化生成氮氣。短程硝化反硝化的影響因素有溫度、游離氨、pH值、溶解氧等。 根據亞硝酸菌與硝酸菌對氧親和力的不同,Gent微生物生態實驗室開發出OLAND工藝,通過控制溶解氧淘汰硝酸菌,來實現亞硝酸氮的積累。 短程硝化反硝化具有污泥量少,反應時間短,節約反應器體積等優點。但短程硝化反硝化要求穩定、持久的亞硝酸鹽積累,因此如何有效抑制硝化菌的活性成為關鍵。 4、厭氧氨氧化 厭氧氨氧化是在缺氧條件下,以亞硝態氮或硝態氮為電子受體,利用自養菌將氨氮直接氧化為氮氣的過程。 研究溫度和PH值對厭氧氨氧化生物活性的影響,結果表明,該微生物的最佳反應溫度為30℃,pH值為7.8。研究厭氧氨氧化反應器處理高鹽度、高濃度含氮廢水的可行性。結果表明,高鹽度顯著抑制厭氧氨氧化活性,這種抑制具有可逆性。在30g.L-1(以NaC1計)鹽度條件下,未馴化污泥的厭氧氨氧化活性比對照(無鹽水質條件)低67.5%;馴化污泥的厭氧氨氧化活性比對照低45.1%。由高鹽度環境轉移到低鹽度環境〔無鹽水)時,馴化污泥的厭氧氨氧化活性可提高43.1%。但反應器長期運行于高鹽度條件下,容易出現功能衰退。 厭氧氨氧化無需外加碳源,需氧量低,無需試劑進行中和,污泥產量少,是較經濟的生物脫氮技術。厭氧氨氧化的缺點是反應速度較慢,所需反應器容積較大,且碳源對厭氧氨氧化不利,對于解決可生化性差的氨氮廢水具有現實意義。
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