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含尿素和氨的化工废水处理技术 含氨氮废水处理技术

所属分类: 新闻中心 发布时间:2019-10-29

含尿素和氨的化工废水处理技术

  尿素企业化工废水不但含氨,还含有尿素,如果长期排放,容易形成富营养化,导致藻类和浮游植物大量繁殖,水中缺氧:,严重时造成鱼类和其它生物死亡等环境灾难。由于既含氨氮又含尿素化工废水的治理鲜有报道,现对此类废水的处理情况进行总结,以供参考。

  1含尿素和氨废水处理技术的发展进程

  尿素是由C、N、O、H元素构成的有机物,自然产生于动物的新陈代谢中,经微生物分解,促进植物生长。目前含尿素和氨的工业废水主要来自于生产尿素的化肥厂,其废水处理技术有化学反应、酶催化反应、微生物分解等。

  (1)化学方法处理技术指在酸性条件下,通过尿素与亚硝酸盐反应实现工业脱氮,反应过程中无二次污染源产生。但反应条件较为苛刻不便于控制,对设备要求程度高,化学品投料成本大,从经济效益来讲不适合于工业废水处理。

  (2)酶催化技术指在脲酶催化作用下使尿素水解为氨气和二氧化碳,此过程也可通过高温尿素分解实现。因为最后产物中含有氨气,产生了二次污染且经济成本高,不利于推广。

  (3)微生物分解技术指在各种微生物的水解作用下,通过氨化、硝化、反硝化等环节实现对尿素和氨废水的处理。因为各项催化反应通过微生物自主实现,大大降低了反应成本,同时减少二次污染源的生成。目前市场应用广泛且发展潜能巨大。

  2含尿素和氨的化工废水处理技术

  2.1A/O工艺

  2.1.1基本原理

  A/O工艺的独特优势在于其在使用有机污染物得到降解的前提下,具备一定的脱氮除磷性能,把厌氧水解技术运用在处理活性污泥当中,为此,A/O工艺又称为是活性污泥法的一种改进方法。A/O工艺把前段缺氧段与后段好氧段有效的连接起来,在缺氧段异氧菌把污水当中的纤维、碳水化合物、淀粉等悬浮污染物能够与可溶性有机物共同组成可溶性有机物,当这些缺氧水解产物进入好氧池在实施好氧处理的过程当中,可促使污水的可生化性与氧效率得到大幅度的显著性提高。在缺氧段中,异养菌会把脂肪、蛋白质等污染物进行氨化处理,将氨游离出来,在供氧条件充分的状况下,自养菌的硝化作用会把NH3-N(NH4+)氧化为NO3,在回流掌控的基础上返回到A池当中,在氧气不充足的状况下,异养菌的反硝化作用便会把NO3还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,对污水进行成功的无害化科学处理。

  2.2A2/O工艺

  2.2.1基本原理

  厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺即A2/O工艺的详细概述,其经常会在一些大中型城市污水厂的含尿素和氮的处理中加以投入使用。可是,A2/O工艺在基建于运行方面的花费是非常高的,其与一般的活性污水泥法对比来看,整体上运行管理要求比较高,为此,站在我国当下的基本国情的角度来看,污水在经过处理之后其排入封闭性水体或缓流水体会产生富营养的变化,这势必会给给水水源带来极大程度的影响,为此,才会有很多污水厂进行废水处理中运用A2/O工艺。

  2.2.2A2/O工艺的显著特征

  A2/O工艺的运用其对污染物的处理效率是非常高的,整体运作起来十分稳定,具备良好的耐冲击负荷,污泥沉降性能较好,其能够在厌氧、缺氧、好氧的三种不同环境与不同类别微生物菌群下进行有机性的配合,可在同一过程中的有机物有效地去除,并且可将含尿素和氨进行有效性的针对性处理。其中,脱氨呈现会受到混合液回流比的影响,实际的除磷成效受到回流污泥中含有的DO、硝酸态氧的作用影响,为此,脱氨除磷成效是比较低的;在脱氨除磷的整个过程当中,A2/O工艺的操作流程是非常简洁的,全部的水力停滞时间与其他工艺相比来看要少一些,不会有污泥膨胀的现象发生。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  2.3氧化沟技术

  2.3.1基本原理

  氧化沟又叫做氧化渠,其建筑物是以密封的环形沟渠由来的。氧化沟是活性污泥法的一种演变,由于污水与活性污泥外露渠道中的持续性循环流动,所以被人们称作是“循环的曝气池”。氧化沟通常包含有沟体、曝气设施、进出水装备、混合设备等,沟体的平面呈现出环形的一种状态,其可以是任何一种形状,但其中,沟端面的形状主要以梯形、矩形为主。

  2.3.2氧化沟技术的显著特征

  氧化沟技术的外在造型上多种多样,其具备氧化沟灵活机动运行的显著性能,促使其能够以任意的一种活性污泥运行方式来开展正常工作,同时综合其他的工艺,达到不同出水水质的基本准求。氧化沟技术工艺的曝气设施是非常多的,曝气设备的差异性会造成氧化沟的型式选择上存在很大的差异,曝气设备仅仅安装在某一个位置或几个位置,然后根据处理厂的实际规模、原废水的水质情况与氧化沟的具体构造来最终决定。此工艺的曝气强度是能够进行相关调整的,譬如,通过出水溢流堰进行调节或通过对曝气器转速进行直接的调整。并且这种工艺使得预处理与污泥处理更加简单。

  3含尿素和氨废水处理技术的新突破

  目前针对于除尿素和氨的技术重点依然是生物技术。短程硝化-反硝化技术作为目前主要脱氮工艺的加强版,通过控制温度、酸碱度及水中含氧量的方式提高硝化、反硝化的反应效率。同时通过污泥洗涤技术实现硝化菌和反硝化菌的分离,大大提高了脱氮效率和反应速度。不仅如此,还是简化了工艺流程、减少了化学试剂的投料量和系统供氧量,增加了经济效益。

  短程硝化-厌氧氨氧化工艺指以亚硝酸盐作为电子受体,使氨与亚硝酸根反应生成氮气,同时辅以硝化反应实现技术整合,使硝化和氨氧化反应同时进行。但在此过程中需要进行硝酸菌和亚硝酸菌的控制来调节反应进程。

  厌氧工作当中,在改良菌株的基本前提下,同时需对生物处理的整个流程进行科学化的合理改进,在有机物的去除与降解上可达到显著的成效。生物膜法属于一种强耐独性的、具有较强接触的生物氧化工艺技术,可是在对废水的处理上,其水质与活性污泥法相比则显得有一点弊端,如果能够把两者有效地结合在一起那么便可促使生化降解性能大幅度的提高。酶生物处理技术中,酶的使用能够促使废水当中芳烃化合物催化聚合和沉淀,其中,遗传学工程变种假单胞菌种降解所达到的成效是比较好的。生物吸附降解技术采用的是生物的吸附作用与生物作用共同协作的一种生化处理技术,其能够有效地抵制强大的冲击负荷,促使去除效率大幅度的升高,可是其吸附作用与运行起来很大的难度,需要进行深入性的探究。

  尿素作为废水中的主要污染源,其滥排乱排所造成的环境危害不容忽视。解决废水的处理问题根源在于加强工艺的技术革新,使废水处理变得便捷有效同时处理成本低。所以我们应该积极探索废水处理的新途径,同时加强现有的技术完善。我们需要学习分析现有技术发现提升点,引进和学习西方先进的工艺技术来实现高效低成本的废水处理。

  结束语:

  含尿素和氨的化工废水处理是目前我们面临的一大问题,随着现代化社会经济的迅速发展,我们需不断地探索出更多全新的化工废水处理技术,只有做好污水处理工作,才能够在确保良好环境的基本前提下,最大限度上地投入经济发展,创造高质量生活!(来源:《防护工程》  作者:陈宁 陈梦会 等)

含氨氮废水处理技术

  氨氮废水来源非常广泛,水中含有大量的氨离子与游离氨,如果不对其进行任何处理直接排放到水体中,直接会造成水体的富营养化,扰乱整个生物的生长环境,不仅会污染水系,还会增加水产品的危险,对人体健康带来一定威胁。因此必须要从现状出发,进一步对含氨氮废水处理技术和手段进行研究,确保能够更有效的治理污水,降低其对各方面带来的不良影响。

  1 含氨氮废水特点

  通过含氨氮废水直接排放到水体内,会直接对整个水生生态环境带来危害。氨氮为污染水体的主要对象,其氧化分解的同时需要消耗大量氧,而导致水中溶解氧含量降低,威胁水生动物的正常生长,甚至会造成死亡。并且,氨氮的毒性远超过氨盐,含量超标会造成水生生物毒害。尤其是在氧气充足的条件下,氨氮还会在微生物的作用下被氧化成亚硝酸盐氮,然后与蛋白质结合会生成亚硝胺,如果通过水生生物进入到人体,将会存在致癌和致畸威胁。为排除含氨氮废水对环境、水生生物以及人体等带来威胁,必须要及时采取可靠措施进行处理,常见的如吹脱法、膜技术、吸附法、化学沉淀法以及生物法等,将氨氮含量控制在允许指标内,将其对外界带来的影响控制到最小。

  2 含氨氮废水常用处理技术

  (1)吹脱法。吹脱法在含氨氮废水处理中应用比较常见,即向废水内通入气体,促使废水中溶解性气体以及易挥发性溶质气液进行充分接触,通过 pH 值的调节将废水内离子氨转化成分子氨,最后利用通入的空气或者蒸汽将其吹出,降低废水内氨氮含量。其中,需要调节氨氮废水 pH 为碱性,为氨离子向氨分子的转换提供条件,而涌入水中的气体要保证与液体进行充分接触,促使废水内溶解气体与挥发性氨分子可以穿透气液界面,达到脱出氨氮的目的。总结以往实践经验来看,pH 值、布水负荷、水温、气液比等均会对最终的脱除效率产生影响,且一般此方法多用于高浓度氨氮废水预处理阶段,具有比较稳定的处理效果,且整个工艺操作简单,过程易于控制。

  (2)化学沉淀法。应用化学沉淀法来进行废水脱氨氮,即向含氨氮废水投加适量的 Mg2+ 与 PO43- 药剂,促使其与废水内含有的NH4+ 反应生成难溶复盐磷酸氨镁 MgNH4PO4・6H2O 结晶沉淀,最后对废水中剩余的氮磷进行回收处理。一般此种方法适用于高浓度氨氮废水的处理,可以保证至少 90% 的脱氮效率。并且,在确认废水内无毒害物质的条件下,沉淀脱除得到的磷酸氨镁可以作为一种缓释复合肥料使用。化学沉淀法在实际应用中工艺设计简单,反应过程稳定性高,受外界因素的干扰小,具有比较强的抗冲击能力,且可以保证较高脱氮效果。但是在实际操作中还需要注意控制药剂投加量,提前确定沉淀物应用方向,并且反应后废水中氨氮残留浓度较高,均需要采取相应的措施处理应对。

  (3)离子交换法。应用离子交换法处理含氨氮废水,最为常见的就是以沸石作为交换载体,提高氨氮脱除率。基于历史实践数据可知,每克沸石最高可以吸附 15.5mg 的氨氮,且对于粒径在 30~60 目的沸石其脱除氨氮的效率可以达到 78%。但是相比其他处理技术,利用沸石交换脱除工艺操作比较复杂,并且再生液为需要再次处理的高浓度氨氮废水,因此更适用于低浓度氨氮废水处理。

  (4)膜吸收法。1)反渗透技术。反渗透处理氨氮废水的原理,即以超过溶液渗透压的压力作用,通过半透膜选择溶质的截留作用,对溶质和溶剂进行可靠分离,实际应用中具有能耗低、无污染、工艺先进以及维护简单等特点。为保证反渗透脱除氨氮废水的高效率,必须要提供足够大的压力,促使水通过选择性膜析出,适度的提高膜一侧氨氮溶液浓度,且面对高浓度的溶液必须要配备同样大的反渗透压力,保证较高的氨氮脱除效果。2)电渗析技术。通过设置外加直流电场,基于离子交换膜选择透过性特点,促使电解质溶液将离子分离出来。

  就整体应用效果来看,电渗析技术可以将废水中的氨氮高效的分离出来,且前期所需投入较小,所消耗的能量与药剂少,工艺整体操作简单,反应后也不会产生二次污染副产物,在实际应用中具有较大的技术优势。

  (5)生物处理法。1)硝化反硝化技术。传统生物硝化反硝化脱氮技术可以应用到含氨氮废水处理中,分为硝化和反硝化两个阶段。硝化阶段即在好氧条件下,利用硝酸盐和亚硝酸盐,促使氨氮被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。而反硝化过程则是在缺氧条件下,通过反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气,将废水内的氮脱除。比较常用的硝化反硝化技术如 A2/O 法、A/O 法以及 SBR 序批示处理法等,工艺操作简单,且反应过程稳定性高,成本低还不会产生二次污染副产物。但是在实际操作中需要重点控制好硝化细菌浓度以及碳源的补给,很容易造成运行成本增加。2)新型脱氮技术。第一,短程硝化反硝化技术。此种方法可以在同一个反应器内进行,先于有氧条件反应,通过氨氧化细菌促使氨氮转换成亚硝酸盐,避免亚硝酸盐的进一步氧化,然后便可以在缺氧条件下,利用有机物或者外加碳源,促使亚硝酸盐进行反硝化反应,最终生成氮气。第二,同时硝化反硝化技术。在同一个反应器内进行硝化反硝化反应,即为同时硝化反硝化技术。含氨氮废水溶解氧在扩散速度的限制下,一般于微生物虚体以及生物膜表面存在较高的溶解氧浓度,为好氧硝化菌和氨化均提供生长繁殖条件,内部则会形成一个缺氧环境,满足反硝化细菌生长繁殖,进而达到同时硝化反硝化反应。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

  3 结束语

  含氨氮废水处理技术比较多,需要基于实际情况来对比选择,保证所选处理技术手段的适应性,争取在保证最高脱氨氮效率的同时,不会产生二次污染,达到最佳处理效果。(来源:《山东工业技术》 作者:张鹏 , 刘兴誉 , 贾媛媛 , 唐中华)

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