武漢市養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理設(shè)備

武漢市養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理設(shè)備

過量氨氮排入水體將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，降低水體觀賞價(jià)值，并且被氧化生成的硝酸鹽和亞硝酸鹽還會(huì)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(guān)注。目前，主要的脫氮方法有生物硝化反硝化、、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(chǎn)廠廢水、肉類加工廢水和合成氨化工廢水等含有*濃度的氨氮(500mg/L以上，甚至達(dá)到幾千mg/L)，以上方法會(huì)由于游離氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其應(yīng)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(lián)合法和新型生物脫氮法。武漢市養(yǎng)豬場(chǎng)污水處理設(shè)備

物化法

吹脫法

在堿性條件下，利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法。一般認(rèn)為吹脫效率與溫度、pH、氣液比有關(guān)。

王文斌等對(duì)吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進(jìn)行了研究，控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和pH。在水溫大于25 ℃,氣液比控制在3500左右，滲濾液pH控制在10.5左右，對(duì)于氨氮濃度高達(dá)2000～4000mg/L的垃圾滲濾液，去除率可達(dá)到90%以上。吹脫法在低溫時(shí)氨氮去除效率不高。

采用超聲波吹脫技術(shù)對(duì)化肥廠高濃度氨氮廢水(例如882mg/L)進(jìn)行了處理試驗(yàn)。工藝條件為pH=11，超聲吹脫時(shí)間為40min，氣水比為1000：1試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水采用超聲波輻射以后，氨氮的吹脫效果明顯增加，與傳統(tǒng)吹脫技術(shù)相比，氨氮的去除率增加了17%～164%，在90%以上，吹脫后氨氮在100mg/L以內(nèi)。

為了以較低的代價(jià)將pH調(diào)節(jié)至堿性，需要向廢水中投加一定量的氫氧化鈣，但容易生水垢。同時(shí)，為了防止吹脫出的氨氮造成二次污染，需要在吹脫塔后設(shè)置氨氮吸收裝置。

在處理經(jīng)UASB預(yù)處理的垃圾滲濾液(2240mg/L)時(shí)發(fā)現(xiàn)在pH=11.5，反應(yīng)時(shí)間為24h，僅以120r/min的速度梯度進(jìn)行機(jī)械攪拌，氨氮去除率便可達(dá)95%。而在pH=12時(shí)通過曝氣脫氨氮，在第17小時(shí)pH開始下降，氨氮去除率僅為85%。據(jù)此認(rèn)為，吹脫法脫氮的主要機(jī)理應(yīng)該是機(jī)械攪拌而不是空氣擴(kuò)散攪拌。

沸石脫氨法

利用沸石中的陽(yáng)離子與廢水中的NH4 進(jìn)行交換以達(dá)到脫氮的目的。沸石一般被用于處理低濃度含氨廢水或含微量重金屬的廢水。然而，蔣建國(guó)等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(jié)果表明，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的極限潛力，當(dāng)沸石粒徑為30～16目時(shí)，氨氮去除率達(dá)到了78.5%，且在吸附時(shí)間、投加量及沸石粒徑相同的情況下，進(jìn)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。

用沸石離子交換法處理經(jīng)厭氧消化過的豬肥廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果好，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(jīng)濟(jì)原因和水力條件，床高18cm(H/D=4)，相對(duì)流量小于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(yīng)用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題，通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時(shí)，產(chǎn)生的氨氣必須進(jìn)行處理。

膜分離技術(shù)

利用膜的選擇透過性進(jìn)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。蔣展鵬等采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(jī)廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水2000～3000mg/L，去除率可在85%以上，同時(shí)可獲得8.9%的濃氨水。此法工藝流程簡(jiǎn)單、不消耗藥劑、運(yùn)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(yùn)行中需加堿，加堿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，可用于液-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(zhì)，在油膜兩側(cè)通過NH3的濃度差和擴(kuò)散傳遞為推動(dòng)力，使NH3進(jìn)入膜內(nèi)，從而達(dá)到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水(1000～1200mgNH4 -N/L，pH為6～9)，當(dāng)采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量為4%～6%，廢水pH1.4MAP沉淀法。

主要是利用以下化學(xué)反應(yīng)：

Mg² NH₄ PO₄^3-=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(dāng)[Mg² ][NH₄ ][PO₄^3-]>2.5×10^–13時(shí)可生成磷酸銨鎂(MAP)，除去廢水中的氨氮。穆大綱等采用向氨氮濃度較高的工業(yè)廢水中投加MgCl₂•6H₂O和Na₂HPO₄•12H₂O生成磷酸銨鎂沉淀的方法，以去除其中的高濃度氨氮。結(jié)果表明，在pH為8.91，Mg² ，NH₄ ，PO₄^3-的摩爾比為1.25:1:1，反應(yīng)溫度為25℃，反應(yīng)時(shí)間為20min，沉淀時(shí)間為20min的條件下，氨氨質(zhì)量濃度可由9500mg/L降低到460mg/L，去除率達(dá)到95%以上。由于在多數(shù)廢水中鎂鹽的含量相對(duì)于磷酸鹽和氨氮會(huì)較低，盡管生成的磷酸銨鎂可以做為農(nóng)肥而抵消一部分成本，投加鎂鹽的費(fèi)用仍成為限制這種方法推行的主要因素。海水取之不盡，并且其中含有大量的鎂鹽。Kumashiro等以海水做為鎂離子源試驗(yàn)研究了磷酸銨鎂結(jié)晶過程。鹽鹵是制鹽副產(chǎn)品，主要含MgCl₂和其他無機(jī)化合物。Mg²約為32g/L為海水的27倍。Lee等用MgCl₂、海水、鹽鹵分別做為Mg² 源以磷酸銨鎂結(jié)晶法處理養(yǎng)豬場(chǎng)廢水，結(jié)果表明，pH是重要的控制參數(shù)，當(dāng)終點(diǎn)pH≈9.6時(shí)，反應(yīng)在10min內(nèi)即可結(jié)束。由于廢水中的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。

化學(xué)氧化法

利用強(qiáng)氧化劑將氨氮直接氧化成氮?dú)膺M(jìn)行脫除的一種方法。折點(diǎn)加氯是利用在水中的氨與氯反應(yīng)生成氨氣脫氨，這種方法還可以起到殺菌作用，但是產(chǎn)生的余氯會(huì)對(duì)魚類有影響，故必須附設(shè)除余氯設(shè)施。在溴化物存在的情況下，臭氧與氨氮會(huì)發(fā)生如下類似折點(diǎn)加氯的反應(yīng)：

Br^- O₃ H →HBrO O₂，

NH₃ HBrO→NH₂Br H₂O，

NH₂Br HBrO→NHBr₂ H₂O，

NH₂Br NHBr₂→N₂ 3Br^- 3H 。

用一個(gè)有效容積32L的連續(xù)曝氣柱對(duì)合成廢水(氨氮600mg/L)進(jìn)行試驗(yàn)研究，探討Br/N、pH以及初始氨氮濃度對(duì)反應(yīng)的影響，以確定去除多的氨氮并形成少的NO₃^-的反應(yīng)條件。發(fā)現(xiàn)NFR(出水NO₃^--N與進(jìn)水氨氮之比)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中與Br^-/N成線性相關(guān)關(guān)系，在Br^-/N>0.4，氨氮負(fù)荷為3.6～4.0kg/(m³•d)時(shí)，氨氮負(fù)荷降低則NFR降低。出水pH=6.0時(shí)，NFR和BrO^--Br(有毒副產(chǎn)物)少。BrO^--Br可由Na₂SO₃定量分解，Na₂SO₃投加量可由ORP控制。

生化聯(lián)合法

物化方法在處理高濃度氨氮廢水時(shí)不會(huì)因?yàn)榘钡獫舛冗^高而受到限制，但是不能將氨氮濃度降到足夠低(如100mg/L以下)。而生物脫氮會(huì)因?yàn)楦邼舛扔坞x氨或者亞硝酸鹽氮而受到抑制。實(shí)際應(yīng)用中采用生化聯(lián)合的方法，在生物處理前先對(duì)含高濃度氨氮的廢水進(jìn)行物化處理。

研究采用吹脫-缺氧-好氧工藝處理含高濃度氨氮垃圾滲濾液。結(jié)果表明，吹脫條件控制在pH=95、吹脫時(shí)間為12h時(shí)，吹脫預(yù)處理可去除廢水中60%以上的氨氮，再經(jīng)缺氧-好氧生物處理后對(duì)氨氮(由1400mg/L降至19.4mg/L)和COD的去除率>90%。

Horan等用生物活性炭流化床處理垃圾滲濾液(COD為800～2700mg/L，氨氮為220～800mg/L)。研究結(jié)果表明，在氨氮負(fù)荷0.71kg/(m³•d)時(shí)，硝化去除率可達(dá)90%以上，COD去除率達(dá)70%，BOD全部去除。以石灰絮凝沉淀 空氣吹脫做為預(yù)處理手段提高滲濾液的可生化性，在隨后的好氧生化處理池中加入吸附劑(粉末狀活性炭和沸石)，發(fā)現(xiàn)吸附劑在0～5g/L時(shí)COD和氨氮的去除效率均隨吸附劑濃度增加而提高。對(duì)于氨氮的去除效果沸石要優(yōu)于活性炭。

膜-生物反應(yīng)器技術(shù)(MBR)是將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的廢水生物反應(yīng)器有機(jī)組合形成的一種新型高效的污水處理系統(tǒng)。MBR處理效率高，出水可直接回用，設(shè)備少戰(zhàn)地面積小，剩余污泥量少。其難點(diǎn)在于保持膜有較大的通量和防止膜的滲漏。李紅巖等利用一體化膜生物反應(yīng)器進(jìn)行了高濃度氨氮廢水硝化特性研究。研究結(jié)果表明，當(dāng)原水氨氮濃度為2000mg/L、進(jìn)水氨氦的容積負(fù)荷為2.0kg/(m³•d)時(shí)，氨氮的去除率可達(dá)99%以上，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的比硝化速率在半年的時(shí)間內(nèi)基本穩(wěn)定在0.36/d左右。