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工業(yè)廢水中的生物脫氮工藝及其應(yīng)用效果比較
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原標(biāo)題：工業(yè)廢水中的生物脫氮工藝及其應(yīng)用效果比較
當(dāng)前，氨氮已成為導(dǎo)致我國(guó)水體污染的主要污染物.在“十二五”期間，已將氨氮作為污染物控制約束性指標(biāo)，為此，對(duì)含氨氮工業(yè)廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)也更為嚴(yán)格，以紡織業(yè)和稀土業(yè)為例，紡織業(yè)氨氮的直接排放標(biāo)準(zhǔn)從15mg/L降到12mg/L，稀土行業(yè)從50mg/L降到15mg/L，因此，有效降低廢水中氨氮的濃度，并實(shí)現(xiàn)廢水達(dá)標(biāo)排放已成為當(dāng)前水處理技術(shù)面臨的緊迫任務(wù).
目前，工業(yè)廢水中氨氮的濃度有很大差異.對(duì)于高濃度氨氮廢水，一般采取加堿吹脫等預(yù)處理，再通過(guò)生物脫氮方法深度處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放.以焦化廢水為例，排放廢水中氨氮濃度為1800mg/L左右，可以通過(guò)吹脫、化學(xué)沉淀等方法可將氨氮濃度預(yù)處理降到300mg/L左右，再進(jìn)行生物脫氮工藝.
傳統(tǒng)的生物脫氮工藝
A/0工藝
在厭氧池中異養(yǎng)菌將污水中的可溶A/O即厭氧-好氧工藝，又稱(chēng)為前置反硝化生物脫氮工藝
在厭氧池中異養(yǎng)菌將污水中的可溶性有機(jī)物和淀粉等懸浮物水解為有機(jī)酸.隨后進(jìn)入好氧池自養(yǎng)菌在充足供氧條件下進(jìn)行硝化作用將氨態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮，再通過(guò)回流返回至厭氧池，在缺氧條件下，異氧菌在缺氧條件下進(jìn)行反硝化作用將硝態(tài)氮還原為分子態(tài)氮，從而實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理.表1列出了A/O處理工藝對(duì)氨氮工業(yè)廢水的研究案例.
通過(guò)對(duì)比可以看出，針對(duì)不同種類(lèi)的工業(yè)氨氮廢水，A/O工藝在實(shí)際的工業(yè)處理中，針對(duì)不同的工業(yè)廢水，設(shè)計(jì)的處理能力不同，其運(yùn)行成本也不同，且進(jìn)水氨氮濃度越高，處理成本也越高.在處理無(wú)機(jī)氨氮廢水時(shí)，需向其投加碳源以滿(mǎn)足微生物的生長(zhǎng)需求.設(shè)計(jì)的處理能力普遍高于1000m3/d，進(jìn)水氨氮濃度在100～300mg/L附近的廢水可降到8mg/L以下，去除率普遍達(dá)到90%以上.
A2/0工藝
A2/O工藝亦稱(chēng)A-A-O工藝，即通常所說(shuō)的厭氧-缺氧-好氧工藝，在厭氧池的主要功能為釋放磷，使污水中磷的濃度升高，降低部分NH3-N的濃度;在缺氧池中，反硝化細(xì)菌利用污水總的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中帶入大量NO3-N和NO2-N還原為N2釋放至空氣;在好氧池中，有機(jī)氮被氨化繼而被硝化，使NH3-N濃度顯著下降.表2列舉了部分A2/O工藝對(duì)工業(yè)氨氮廢水的研究案例.
結(jié)合表1與表2，A2/O工藝對(duì)工業(yè)廢水處理的進(jìn)水氨氮濃度負(fù)荷略高于A/O工藝，且表2出水氨氮濃度普遍能達(dá)到15mg/L以下，去除率普遍在90%以上.在實(shí)際處理過(guò)程中，該工藝在應(yīng)用中的處理能力普遍在1000m3/d以上，在進(jìn)水氨氮濃度較高的情況下，運(yùn)行成本也較高.
SBR工藝
SBR是序列間歇式活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)，其反應(yīng)機(jī)制和去除污染物的機(jī)理與傳統(tǒng)的活性污泥法基本相同，只是運(yùn)行的操作方式不盡相同的一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥技術(shù).其在處理廢水時(shí)一個(gè)完整的運(yùn)行周期包括如下5個(gè)階段:(1)進(jìn)水;(2)反應(yīng);(3)沉淀;(4)排水排泥;(5)閑置.表3比較了SBR工藝對(duì)工業(yè)氨氮廢水處理的指標(biāo).
通過(guò)對(duì)比可以看出，針對(duì)不同的工業(yè)氨氮廢水，SBR工藝的運(yùn)行周期不盡相同.在不同的工業(yè)處理應(yīng)用中處理能力也不盡相同，但在不同的進(jìn)水氨氮濃度條件下，出水氨氮的濃度絕大部分能在10mg/L以下，去除率普遍高于90%，在進(jìn)水氨氮濃度越高的情況下，處理成本也相應(yīng)地提高.
MBR工藝
它利用膜MBR又稱(chēng)膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)過(guò)程相結(jié)合的水處理技術(shù)的選擇透過(guò)性將反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，同時(shí)分別控制污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間，使其在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解難降解的物質(zhì)從而達(dá)到處理效果.表4比較分析了MBR工藝對(duì)氨氮工業(yè)廢水的處理指標(biāo).
通過(guò)對(duì)比可以看出，MBR工藝在處理工業(yè)氨氮廢水中目前使用較多的膜材料為聚偏氟乙烯材料，雖然針對(duì)不同的處理對(duì)象設(shè)計(jì)的處理能力不同，但上表中各自的運(yùn)行成本不高，且在進(jìn)水濃度約為或小于100mg/L時(shí)，出水濃度可達(dá)到5mg/L以下，此時(shí)去除率達(dá)到93%以上.
圖片：來(lái)源網(wǎng)絡(luò)
參考資料：中央民族大學(xué)學(xué)報(bào)
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