水體中的氮元素由于是造成富營(yíng)養(yǎng)化的元兇,往往是水污染控制行業(yè)的科研和工程技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn),其重要性甚至不亞于有機(jī)污染物。 四、分離吸附脫氮工藝
1、膜分離法 膜分離法是利用膜的選擇透過(guò)性對(duì)液體中的成分進(jìn)行選擇性分離,從而達(dá)到氨氮脫除的目的。包括反滲透、納濾、脫氨膜及電滲析等。影響膜分離法的因素有膜特性、壓力或電壓、pH值、溫度以及氨氮濃度等。 采用生化一納濾膜分離工藝處理垃圾滲瀝液,使85%~90%的透過(guò)液達(dá)標(biāo)排放,僅0%~15%的濃縮污液和泥漿返回垃圾池。Ozturki等人對(duì)土耳其Odayeri垃圾滲濾液經(jīng)納濾膜處理,氨氮去除率約為72%。納濾膜要求的壓力比反滲透膜低,操作方便。 脫氨膜系統(tǒng)一般用于高氨氮廢水處理中,氨氮在水中存在以下平衡:NH4- +OH-= NH3+H2O運(yùn)行中,含氨氮廢水流動(dòng)在膜組件的殼程,酸吸收液流動(dòng)在膜組件的管程。廢水中PH提高或者溫度上升時(shí),上述平衡將會(huì)向右移動(dòng),銨根離子NH4-變成游離的氣態(tài)NH3。這時(shí)氣態(tài)NH3可以透過(guò)中空纖維表面的微孔從殼程中的廢水相進(jìn)入管程的酸吸收液相,被酸液吸收立刻又變成離子態(tài)的NH4-。保持廢水的PH在10以上,并且溫度在35℃以上(50 ℃ 以下),這樣廢水相中的NH4就會(huì)源源不斷地變成NH3向吸收液相遷移。從而廢水側(cè)的氨氮濃度不斷下降;而酸吸收液相由于只有酸和NH4-,所以形成的是非常純凈的銨鹽,并且在不斷地循環(huán)后達(dá)到一定的濃度,可以被回收利用。而該技術(shù)的使用一方面可以大大的提升廢水中氨氮的去除率,另一方面可以降低廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)總成本。 2、電滲析法 電滲析法是利用施加在陰陽(yáng)膜對(duì)之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。氨氮廢水中的氨離子及其它離子在電壓的作用下,通過(guò)膜在含氨的濃水中富集,從而達(dá)到去除的目的。 采用電滲析法處理高濃度氨氮無(wú)機(jī)廢水取得較好效果。對(duì)濃度為2000--3000mg/L氨氮廢水,氨氮去除率可在85%以上,同時(shí)可獲得8.9%的濃氨水。電滲析法運(yùn)行過(guò)程中消耗的電量與廢水中氨氮的量成正比。電滲析法處理廢水不受pH值、溫度、壓力限制,操作簡(jiǎn)便。 膜分離法的優(yōu)點(diǎn)是氨氮回收率高,操作簡(jiǎn)便,處理效果穩(wěn)定,無(wú)二次污染等。但在處理高濃度氨氮廢水時(shí),除了脫氨膜外其他的的膜易結(jié)垢堵塞,再生、反洗頻繁,增加處理成本,故該法較適用于經(jīng)過(guò)預(yù)處理的或中低濃度的氨氮廢水。 3、離子交換法 離子交換法是通過(guò)對(duì)氨離子具有很強(qiáng)選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹(shù)脂等。沸石是一種三維空間結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽,有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴,其中斜發(fā)沸石對(duì)氨離子有強(qiáng)的選擇吸附能力,且價(jià)格低,因此工程上常用斜發(fā)沸石作為氨氮廢水的吸附材料。影響斜發(fā)沸石處理效果的因素有粒徑、進(jìn)水氨氮濃度、接觸時(shí)間、pH值等。 研究沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮可行性。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。同時(shí)指出沸石對(duì)氨氮的吸附速度較低,在實(shí)際運(yùn)行中沸石一般很難達(dá)到飽和吸附量。 研究生物沸石床對(duì)模擬村鎮(zhèn)生活污水中各形態(tài)氮及COD等污染物的去除效果。結(jié)果表明,生物沸石床對(duì)氨氮去除效果明顯且穩(wěn)定,去除率大于95%,對(duì)硝態(tài)氮的去除則受水力停留時(shí)間的影響較大。 離子交換法具有投資小、工藝簡(jiǎn)單、操作方便、對(duì)毒物和溫度不敏感、沸石經(jīng)再生可重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)。但需要與其他治理氨氮的方法聯(lián)合應(yīng)用,或者用于治理低濃度氨氮廢水。
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