沸石生化结合技术在废水脱氨氮中的应用

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-06-28 原文发表:2007-06-28 人气:13

本文章共5548字，分4页，当前第1页，快速翻页：

作者：汪超冯晓西顾印玉乌锡康上海环境科学

摘要沸石生化结合脱氨氮技术是一项新型生物脱氨氮技术。它把沸石对离子铵选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来，提高生物脱氨氮系统的性能和效率，能缓冲氨氮进水冲击负荷，降低出水的浊度，减少出水悬浮颗粒的浓度，促进离子铵传输，提高脱氮效果。在运行过程中，沸石可以连续生物再生，长期循环使用。

关键词：沸石废水氨氮硝化反硝化离子交换

1 前言
由于工农业的发展、人口的剧增及城市化，大量含氨氮的生活污水和工业废水排入水体。存在于水中的氨氮对人体和水生生物有一定的毒害作用，对鱼类的致毒剂量为2.1×10-2mg/L[1]。氨氮还是高耗氧性物质，氧化1mg氨氮成硝态氮需消耗4.57mg的DO，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭[2]。在给水系统中，过高的氨氮浓度会使消毒剂的耗量增大，出厂水中氨氮的存在使给水管网极易繁殖微生物，形成生物膜，腐蚀管道。其氧化的中间产物亚硝酸盐还对健康有害[3]。作为一种无机营养物质，氨氮还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。
废水脱氨氮方面，普遍认为生物脱氨氮最经济[4]。传统的硝化反硝化生物脱氨氮工艺是国内外采用最多、技术最成熟的生物脱氨氮工艺，但这些工艺仍然成本高、能耗大、占用空间多。当进水氨氮浓度较高，或者废水流量、组分和基质浓度不断变化、波动较大时，出水难以稳定达标排放。因此，有必要开发一些新型生物脱氨氮技术。沸石生化结合脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物、物化相结合实现废水脱氨氮的新技术。这种技术把沸石对离子铵的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来，提高生物脱氨氮系统的性能和效率。

2 沸石生化结合脱氨氮的原理和影响因素
沸石生化结合脱氨氮工艺中，沸石作为离子交换剂吸附废水中的离子铵，同时又作为硝化菌生物膜载体，为微生物提供生长介质。反应过程中，一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的离子铵，另一方面粘附在沸石表面的硝化菌生物膜也吸收水中的游离氨，使其转化为硝酸盐。当水中离子铵浓度下降时，已交换了离子铵的沸石与水中阳离子发生离子交换作用，释放出部分离子铵。离子铵在一定的pH下部分转化为游离氨，供硝化菌继续硝化，直至水中离子铵浓度降至很低为止。此时沸石得以全部或者部分再生，可以继续循环使用。沸石生化结合脱氨氮过程实质是沸石离子交换、沸石化学再生和生物硝化3个过程，其中开始时沸石离子交换和生物硝化同时进行，此后沸石的化学再生和解吸离子铵部分转化为游离氨后的生物硝化过程同时发生，可看作是沸石的生物再生过程。
目前，沸石生化结合脱氨氮过程的影响因素尚无专门研究。Lahav Ori等[5]通过间歇和连续试验发现，表面长有生物膜的沸石其离子交换速率减少25%～30%，交换容量保持不变，认为离子交换的控制步骤是从沸石内部的多孔扩散转变为沸石表面生物膜到沸石表面的界面扩散。离子铵在生物膜中和在废水中的扩散速率相当，是多孔扩散在数量级上的3～4倍。化学沉淀不导致离子交换速率降低，降低的原因在于膜内侧与沸石表面间的扩散阻力较大，因为该区域的物质密度较高。实际中，沸石生化结合脱氨氮的影响因素将是沸石离子交换过程和生物硝化过程影响因素的综合。影响离子交换柱性能的主要因素有pH、水力负荷、沸石粒径、悬浮物浓度、交换床高度、进水氨氮浓度等[6～10]，影响生物硝化过程的主要因素有pH、DO、温度等。据此可以基本推测温度、pH、DO、进水氨氮浓度、悬浮物浓度、沸石粒径等将是影响沸石生化结合脱氨氮的主要因素。

3 沸石生化结合在废水脱氨氮中的应用
3.1在离子交换柱中的应用
Lahav Ori等[13]以长有生物膜的沸石为填料做成离子交换柱，处理二级出水。离子交换柱被离子铵穿透时，转入到生物再生模式。在生物再生模式中，富集离子铵的沸石柱用作流化床反应器，用于生物硝化。含有阳离子的再生液在系统中循环流动，以解吸被沸石离子交换了的离子铵，使其进入到溶液当中，转化为游离氨，供微生物硝化。压缩的氧气被充入到硝化反应过程中，同时加入碳酸氢盐以保持pH恒定。解吸出来的离子铵转化为游离氨后被不断地氧化成硝酸盐，使得再生液可多次循环使用。

本文章更多内容：1 - 2 - 3 - 4 - 下一页

本页地址

• 电解氧化法处理有机废水技术进展

• DTC在重金属污染治理中的应用

• 采用复合无机药剂处理高浓度印染废水

• 酚醛缩聚及吸附中和法处理含酚废水的研究