工業(yè)廢水中的氮常以含氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨，然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。目前采用的除氮工藝有生物銷化、沸石選擇交換吸附、空氣吹脫及折點(diǎn)氯化等四種。
一、生物硝化與反硝化(生物陳氮法)
在好氧條件下，通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程，稱為生物硝化作用。
二、沸石選擇交換吸附
沸石是一種硅鋁酸鹽，其化學(xué)組成可表示為(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2?nH2O (m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價(jià)陽(yáng)離子，M+代表Na+、K+等一價(jià)陽(yáng)離子，為一種弱酸型陽(yáng)離子交換劑。在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，使其具有篩分效應(yīng)，交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。天然沸石的種類很多，用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。
斜發(fā)沸石對(duì)某些陽(yáng)離子的交換選擇性次序?yàn)椋篕+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜發(fā)沸石對(duì)NH4+的強(qiáng)選擇性，可采用交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用。 溶液pH值對(duì)沸石除氨影響很大。當(dāng)pH過高，NH4+向NH3轉(zhuǎn)化，交換吸附作用減弱；當(dāng)pH過低，H+的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用增強(qiáng)，不利于NH4+的去除。通常，進(jìn)水pH值以6～8為災(zāi)。當(dāng)處理合氨氮10～20mg/L的城市嚴(yán)水時(shí)，出水濃度可達(dá)lmg/L以下。穿透時(shí)通水容積約100～150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。
吸附銨達(dá)到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的3～5%。研究表明，石灰再生液中加入0.1mol的NaCl，可提高再生效率。針對(duì)石灰再生的結(jié)垢問題，亦有采用2％的氯化鈉溶液作再生液的，此時(shí)再生液用量較大。再生時(shí)排出的高濃度合氨廢液必須進(jìn)行處理，其處理方法有：(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排空，或者由量H2S04吸收作肥料；(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液，可用作肥料；(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。
三、空氣吹脫
在堿性條件下(pH＞10.5)，廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充分接觸，則水中揮發(fā)性的NH3將由液相向氣相轉(zhuǎn)移，從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內(nèi)裝填木質(zhì)或塑料板條填料，空氣流由塔的下部進(jìn)入，而廢水則由塔頂落至塔底集水池。
空氣吹脫法除氨，去除率可達(dá)60～95%，流程簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低，可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時(shí)吹脫效率低，填科結(jié)垢往往嚴(yán)重干擾運(yùn)行，且吹脫出的氨對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。
四、折點(diǎn)氯化
折點(diǎn)氯化法對(duì)氨氮的去除率達(dá)90～100%，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，基建費(fèi)用也不高。但其運(yùn)行費(fèi)用高；殘余氯及氯代有機(jī)物須進(jìn)行后處理。
在目前采用的四種脫氮工藝中，物理化學(xué)法由于存在運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境造成二次污染等問題，實(shí)際應(yīng)用受到-定限制。而生物脫氮法能餃為有效和*地除氮，且比較經(jīng)濟(jì)，因而得到較多應(yīng)用。
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