微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

关键词：

微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究（精选5篇）

篇1：微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

摘要：将高效节能微波脱氨技术应用到煤气化污水的脱氨过程,实验研究了微波条件下pH值、反应温度和处理时间等因素对氨氮去除效果的影响.结果表明,对氨氮初始浓度为7 112.7 mg/L的污水,pH值为11以上,温度为80 ℃,微波处理20 min氨氮去除率达到90%以上.作 者：李清艳 尹伟 杜丽梅 曲雯雯 LI Qing-yan YIN Wei DU Li-mei QU Wen-wen 作者单位：李清艳,LI Qing-yan(昆明理工大学,化学工程学院,云南,昆明,650093)

尹伟,杜丽梅,YIN Wei,DU Li-mei(云南煤化工集团有限公司,云南,昆明,650041)

曲雯雯,QU Wen-wen(昆明理工大学,理学院,云南,昆明,650093)

期 刊：应用化工 ISTIC Journal：APPLIED CHEMICAL INDUSTRY年，卷(期)：2010,39(9)分类号：X703.1关键词：微波 氨氮 煤气化污水

篇2：微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

隔板对MBR去除污水中COD和氨氮的影响

摘要：膜生物反应器(MBR)是一种新型、高效的污水处理新工艺.对MBR的`运行进行试验研究,COD总去除率和氨氮去除效率分别在98%和96%以上.对在MBR中加入隔板进行试验研究,加入隔板对COD和氨氮去除率的提高几乎没有改善作用.这一对比试验研究表明MBR处理污水效果好,加隔板对其意义不大.作 者：吴速英 赵廷杰 钟洪鸣 刘丽 钟常明 Wu Suying Zhao Tingjie Zhong Hongming Liu Li Zhong Changming 作者单位：江西理工大学,江西,赣州,341000期 刊：中国资源综合利用 Journal：CHINA RESOURCES COMPREHENSIVE UTILIZATION年，卷(期)：,28(6)分类号：X703关键词：MBR 运行 对比试验

篇3：污水处理中去除氨氮技术的研究

关键词：氨氮,硝化反硝化,厌氧氨氧化,全程自养脱氮,好氧反硝化

前言

大庆石化公司腈纶污水处理场在处理丙烯腈、腈纶等装置的污水时, 丙烯腈、硫氰酸钠等物质中的氮转化成氨氮, 致使该污水厂最终排水的氨氮含量达到60mg/L以上, 超过国家排放标准 (二级≤50mg/L, 一级≤15mg/L) 。过量氨氮排入水体将导致水体富营养化, 降低水体观赏价值, 并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此, 废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前, 主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮 (500mg/L以上, 甚至达到几千mg/L) , 以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺, 为氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径, 其中硝化-反硝化的方法采用最广, 主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化法。

1 短程硝化反硝化

生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气, 曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化 (将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化) , 不仅可以节省氨氧化需氧量而且可以节省反硝化所需炭源。Ruiza等[1]用合成废水 (模拟含高浓度氨氮的工业废水) 试验确定实现亚硝酸盐积累的最佳条件。要想实现亚硝酸盐积累, p H不是一个关键的控制参数, 因为p H在6.45~8.95时, 全部硝化生成硝酸盐, 在p H<6.45或p H>8.95时发生硝化受抑, 氨氮积累。当D0=0.7mg/L时, 可以实现65%的氨氮以亚硝酸盐的形式积累并且氨氮转化率在98%以上。D0<0.5mg/L时发生氨氮积累, D0>1.7mg/L时全部硝化生成硝酸盐。刘俊新等[2]对低碳氮比的高浓度氨氮废水采用亚硝玻型和硝酸型脱氮的效果进行了对比分析。试验结果表明, 亚硝酸型脱氮可明显提高总氮去除效率, 氨氮和硝态氮负荷可提高近1倍。此外, p H和氨氮浓度等因素对脱氮类型具有重要影响。

2 厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 和全程自养脱氮 (CANON)

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。ANAMMOX的生化反应式为:

NH4++NO2-→N2↑+2H2O

ANAMMOX菌是专性厌氧自养菌, 因而非常适合处理含NO2-、低C/N的氨氮废水。与传统工艺相比, 基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单, 不需要外加有机炭源, 防止二次污染, 又很好的应用前景。厌氧氨氧化的应用主要有两种:CANON工艺和与中温亚硝化 (SHARON) 结合, 构成SHARON-ANAMMOX联合工艺。

CANON工艺是在限氧的条件下, 利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法, 从反应形式上看, 它是SHARON和ANAMMOX工艺的结合, 在同一个反应器中进行。孟了等[4]发现深圳市下坪固体废弃物填埋场渗滤液处理厂, 溶解氧控制在1mg/L左右, 进水氨氮<800mg/L, 氨氮负荷<0.46kg NH4+/ (m3·d) 的条件下, 可以利用SBR反应器实现CANON工艺, 氨氮的去除率>95%, 总氮的去除率>90%。

Sliekers等[5]的研究表明ANAMMOX和CANON过程都可以在气提式反应器中运转良好, 并且达到很高的氮转化速率。控制溶解氧在0.5mg/L左右, 在气提式反应器中, ANAMMOX过程的脱氮速率达到8.9kg N/ (m3·d) , 而CANON过程可以达到1.5kg N/ (m3·d) 。

4 好氧反硝化

传统脱氮理论认为, 反硝化菌为兼性厌氧菌, 其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应, 必须在缺氧环境下。近年来, 好氧反硝化现象不断被发现和报道, 逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来, 有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化 (如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5) 。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化, 简化了工艺流程, 节省了能量。

贾剑晖等用序批式反应器处理氨氮废水, 试验结果验证了好氧反硝化的存在, 好氧反硝化脱氮能力随混合液溶解氧浓度的提高而降低, 当溶解氧浓度为0.5mg/L时, 总氮去除率可达到66.0%。

赵宗升等连续动态试验研究表明, 对于高浓度氨氮渗滤液, 普通活性污泥达的好氧反硝化工艺的总氮去除串可达10%以上。硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而下降;反硝化反应速率随着溶解氧浓度的降低而上升。硝化及反硝化的动力学分析表明, 在溶解氧为0.14mg/L左右时会出现硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化现象。其速率为4.7mg/ (L·h) , 硝化反应KN=0.37mg/L;反硝化反应KD=0.48mg/L。

5 腈纶污水场处理氨氮法

腈纶污水场原有工艺为:来水→调节池→浮选池→缺氧池→纯氧曝气池→初沉池→接触氧化池→二沉池→出水

综上所述, 腈纶污水场可采用新型生物脱氮法工艺即将原有的接触氧化池改成曝气生物滤池, 加强好氧效果, 进一步处理腈纶污水, 并与原工艺组成A/O/O生物脱氮系统, 实现良好的硝化——反硝化过程, 使出水氨氮达到国家一级排放标准, 消除对环境水体的富营养化威胁。

改造后的工艺为:来水→调节池→浮选池→缺氧池→纯氧曝气池→初沉池→新增曝气生物滤池→二沉池→出水

参考文献

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[3]孟了, 陈永, 陈石.CANON工艺处理垃圾渗滤液的高浓度氨氮[J].给水排水, 2004, 30 (8) :24.

[4]贾剑晖.氨氮废水处理过程中的好氧反硝化研究[J].南平师专学报, 2004, (2) :10-20.

篇4：微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

关键词：煤气洗涤废水；酚类物质；氨氮元素；去除法

1 煤气洗涤废水的水质采样

本实验中从某化学工厂的生产中进行水样采集，经过检测可知水质的构成成分如下：

1.1 实验的准备工作 该实验中试剂部分采用的是树脂NDA99，脱氮剂是DN-17，其它试剂是分析纯；仪器设备有THZ-C恒温振荡器、BT01-100兰格蠕动泵、玻璃柱、PHS-25数显pH计、722光栅分光光度计以及Helios Beta紫外-可见光光度计等。

1.2 实验分析的基本方法 本次实验中，对于不同成分的分析方法是不一样的，具体选择时需要考虑到物质成分的自身特殊性，对于COD来说，分析法是重络酸钾法；对于挥发酚的分析法是4-氨基安替比林法；对于总酚的分析方法是溴化滴定法[1]；对于氨氮的分析方法是以纳氏试剂分光光度法为主，而对于BOD5分析则是采用稀释接种法为主。

2 酚类物质去除

先对废水进行预处理，采用浓H2SO4把原废水的pH值调整为4，经过静置后进行过滤处理，直到出现棕红色滤液，这一滤液就是树脂吸附上柱液。

2.1 树脂动态吸附实验 在常温状态下，上柱液会有一定量流经装有10mL树脂的吸附柱，对吸附出水各个级分的COD值进行准确测定，并以此作为动态吸附曲线，从中选择出最适当的吸附工艺。

2.2 树脂动态脱附实验 在保证温度和流量恒定的基础上，采用给定浓度的NaOH溶液来完成对处于吸附饱和状态的树脂进行脱附实验，进而得到最佳的脱附条件。

3 氨氮元素的去除实验

3.1 动态脱氮实验 在常温状态下，吸附出的水会按照一定量流经装有10mL脱氮剂DN-17的吸附柱，对脱氮出水不同级分的氨氮质量浓度进行准确测定，得到流量和处理量对氨氮去除效果的影响，最后选择最为合适的氨氮去除工艺的参数信息。

3.2 脱氮剂的再生实验 利用不同的再生剂，在流量既定的情况下，对脱氮已经达到穿透点的DN-17进行再生实验，进而确定出再生工艺所需的最佳条件。

4 吸附树脂去除酚类物质的实验结果

4.1 动态吸附实验的结果

对常温状态下三种不同流量对于树脂NDA99处理的效果进行考察，考察的结果如图1所示。流量越慢其对于树脂的吸附就越有利，流量慢的话有助于酚在树脂表明和孔道内的扩散。

实际上流量为3BV/h和5BV/h两者的吸附效果没有较大差别（BV为床层的体积），因此本次实验采用5BV/h。如果量在40BV以上时，吸附出水COD会迅速上升，所以处理量为40BV时，吸附出水的颜色为透明，挥发酚质量浓度是在5mg/L以下，去除率在98%以上，总的酚质量浓度在70mg/L以下，总的去除率是90%以上。

4.2 动态脱附实验的结果 流量为1BV/h，温度为60℃的状态下来对不同脱附剂组合对脱附效果的影响进行比较，根据比较的结果确定以1BV8%NaOH+1BV4%NaOH+3BVH2O来作为脱附剂，在这种条件下，树脂的脱附率基本上达到了100%。浓度较高的脱附液经过调酸、萃取可以回收粗酚，而浓度较低的脱附液可以直接用于下一次的脱附使用。

5 脱氮剂去除氨氮元素的实验结果

5.1 静态去除氨氮的结果 对于pH值为2、3、4.7、5、6、7、8时的脱氮剂DN-17对氨氮的去除效果分析可以知道，在pH值为4.75时，脱氮剂对氨氮的去除效果是最为明显的，效果最好，此时适当的降低pH值不会对氨氮的去除效果带来较大影响，但是，一旦pH值升高的话，就会对氨氮的去除效果造成很大影响，分析其原因主要是因为pH值升高的话，会对脱氮剂DN-17上的酸性基团和氨之间的Lewis酸碱作用造成不利影响，如图2所示。

5.2 动态去除氨氮的效果 通过实际实验可知，在实验室中所选定的三种流量，一旦流量增大就会对DN-17的脱氮效果造成影响。如果处理量的每一批次为15BV的话，那么三种流量下的脱氮出水氨氮平均质量浓度就会明显低于15mg/L，甚至于以下，氨氮的最终去除率在98%以上，基于此，在处理量每批次为15BV时并得到确认之后，对于它的流量大小选定就要以10BV/h为主。

6 总结

煤气洗涤废水是化学工厂生产后产生的一种废水，对于它的排放需要进行有害物质的去除，减少其可能对人们的人身健康以及周围环境的影响。本实验中以树脂NDA99为主去除酚，对于氨氮元素的去除则是以脱氮剂DN-17为主，脱氮效果也很好，但是具体应用时需要把握好应用的条件。

参考文献：

篇5：微波技术去除煤气化污水中氨氮的研究

生物铁法是向曝气池内或进水中投加铁或铁盐, 用来提高普通活性污泥法处理生活污水的效能, 强化和扩大活性污泥法净化功能的方法［2］。生物铁法技术的原理［3，4］是: ①利用铁的物理、化学性质以及铁与生物的共同作用, 使微生物絮体和FeOH3絮体协同凝聚, 形成了絮体粗大、结构紧密的活性污泥, 吸附絮凝作用良好, 处理效率提高; ②铁是细胞色素的重要组成部分, 在生物氧化中通过Fe3 +、Fe2 +的氧化还原反应进行电子传递, 因此, 加入铁可对生物氧化起到促进作用; ③铁是活泼金属, 在酸性条件下, 其还原能力可使某些有机物被还原为还原态, 可以提高废水的可生化性。

海绵铁是由精矿粉和氧化铁磷经过研磨、磁选后, 再经过高温烧结, 然后冷却、冲洗、破碎, 最后重新磁选和筛选而得到的廉价的多孔状颗粒物质。与传统的铁屑滤料相比, 海绵铁虽然与其组成相似, 但它具有比表面积大、比表面能高、电化学富集性强、 具有氧化还原性、物理吸附及絮凝沉淀作用等优点［5］。将其加入曝气池中, 不仅为各种好氧、兼氧及厌氧微生物的协同共生提供良好的“微环境”而且兼具微电解及生物铁的作用, 强化了活性污泥的净化功能。

本文以模拟生活污水为处理对象, 研究了生物海绵铁脱氮的效果, 探讨了脱氮机理, 讨论了微生物特性, 为该方法的推广应用奠定了基础。

1试验部分

1. 1试验材料及装置

活性污泥取自西安市北石桥污水处理厂氧化沟。采用1 L玻璃烧杯作为生活反应器, 以序批式活性污泥法 ( SBR) 方式运行, 供氧采用砂滤头微孔曝气器。海绵铁的投加方法是在多孔椭圆形铁筛中加入海绵铁, 悬挂浸没于混合液中, 投加量为50 g / L。

1. 2试验方法

本试验共设7个阶段, 每个阶段人工模拟配水的水质不同。每个阶段18 d, 待系统稳定后, 测定其出水及处理过程中的氨氮值。SBR运行方式采用限制性曝气, 一天运行2个周期, 每个周期运行12 h, 其中: 曝气9 h, 沉淀2 h, 静止1 h。SBR的进水、 曝气、沉淀及排水等操作均由人工控制。

1. 3试验水质

实验用水采用人工模拟配水, 配水成分为: 碳源、氮源、分别由葡萄糖、氯化铵提供, 并通过加入少量磷酸缓冲溶液、硫酸镁、氯化钙、三氯化铁以补充微生物所需的微量元素。7个阶段的水质如表1所示。

1. 4分析方法

分析测试方法均参见国家环保总局编写的《水和废水检测分析方法》 ( 第四版) ［6］。

硝酸盐氮: 紫外分光光度法, 在220 nm与275 nm进行测定, 通过公式Abs= A220—2A275来确定硝酸盐氮的吸光度。

亚硝酸氮: N- ( 1-萘基) -乙二胺光度法, 在540 nm波长下测定吸光度。

氨氮: 纳氏试剂分光光度法, 在420 nm波长下测定其吸光度。

污泥生物相采用Nikon-E400型带摄像头的显微镜拍摄。

2结果讨论

2. 1氨氮去除效果

生物海绵铁处理系统的脱氮效果如图1所示。 由图1可知, 生物海绵铁脱氮效果良好, 平均脱氮率为97. 5%, 运行期间出水氨氮浓度基本稳定, 除第111 d氨氮出水为9. 5 mg / L外, 其余均达到国家 《城镇污水处理厂污染物排放标准》 ( GB 18918— 2002) 一级排放标准A标准。分析其原因是由于海绵铁载体表面更适合硝化菌、反硝化菌的固着生长, 可形成硝化、反硝化过程所需的宏观与微观环境, 强化了生物脱氮的效果; 此外, 海绵铁还具有一定的化学除氮作用［7］, 也提高了脱氮效率。

由图1可知, COD浓度为300 mg/L、500 mg/L时, 氨氮的去除率分别为98. 9%、99. 0%; 无机磷浓度为3 mg/L、5 mg/L、8 mg/L时, 氨氮的去除率分别为95. 0%、99. 1%、99. 2%; 氨氮浓度为15 mg/L、30 mg / L、60 mg / L时, 氨氮的去除率别为99. 1% 、 98. 9% 、93. 6% 。分析以上数据可知: COD浓度、磷浓度升高时, 氨氮的去除率随之升高。氨氮浓度增加时, 氨氮的去除率有所下降。原因是进水氨氮浓度提高时, 加强了对硝化菌属的抑制作用, 氨氮氧化速率随之降低, 导致亚硝酸盐和硝酸盐的生成速率降低, 因此脱氮的速率会随氨氮浓度的升高而降低。 此外, 氨氮浓度的提高对厌氧氨氧化细菌也有一定的抑制作用［8］。

C / N比也会影响硝化菌的活性, 从而影响脱氮效果。对比阶段6和阶段7, 阶段6的C/N比高于阶段7, 阶段6的脱氮效果明显比阶段7好。阶段7C / N比低, 微生物所需的碳源缺乏, 反硝化受到有机电子供体浓度的制约, 硝化和反硝化速率失衡, 脱氮效果不好。阶段6 C/N比高, 氨氮的去除率高。 所得结果与其他报道相同［9，10］。

2. 2脱氮过程

以第4阶段为例, 测定1个周期中NH4+—N, NO2－—N, NO3－—N浓度的变化, 结果如图2所示。 NH4+—N浓度随反应时间的延长而下降, 约4 h后硝化反应基本完成, 此时的氨氮浓度为0. 03 mg/L。 NO2－—N出现快速生成与积累现象, 并在2 h时达到最大值, 之后随反应时间的延长而下降。硝化反应不断进行, NO3－—N产生积累, 硝酸盐浓度最高达到8. 83 mg/L, 随后有所降低。脱氮效果的增强, 说明铁离子对硝化反应具有促进作用, 王秀蘅等［11］的研究结果亦表明, 铁离子对硝化反应作用关系为质量浓度型, 中低质量浓度 ( 5 ~20 mg/L) 时促进作用明显, 高质量浓度下促进作用下降, 没有显著的抑制作用。

2. 3实际污水效果验证

为确保生物海绵铁处理系统的实用性, 以邓家村污水处理厂初沉池的出水作为试验进水, 进行脱氮实验。实验进行3天6个周期, 经测定进水氨氮的平均浓度为42. 8 mg/L, 生物海绵铁出水氨氮的平均浓度为5. 3 mg/L, 达到了国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 ( GB18918—2002) 的一级排放标准B标准, 表明生物海绵铁处理实际污水时在脱氮方面有着良好的效果。

2. 4污泥特性

在稳定运行阶段, 用显微镜对系统的污泥进行观察, 结果如图3所示。生物海绵铁污泥絮体以黄色的铁絮体为核心, 疏松多孔, 菌胶团形状较大, 沉降性能良好, 能避免污泥随出水流失, 有助于提高污泥浓度。钟虫和轮虫较多, 微生物活动活跃, 微生物相丰富, 生物量较高, 有效地提高了反应器的处理负荷能力。这可能是由于在铁炭内电解过程中产生的Fe2 +、Fe3 +可以形成具有良好絮凝能力的Fe ( OH) 2和Fe ( OH) 3, 利用这些絮体的吸附脱稳作用, 可以使混合液中的小胶体颗粒絮凝成为较大颗粒。

此外, 因为含有大量的铁元素, 污泥絮体颗粒增大, 内部结构紧密, 在污泥絮体的内部形成了深褐色团块。在污泥絮体表层, 溶解氧因为硝化反应被大量消耗, 很难传质到污泥的内部, 形成了适合反硝化菌生长的缺氧环境, 进行反硝化脱氮的机会增大。

另外, 从微生物学方面分析, 铁是生物氧化酶系中细胞色素的重要组成部分之一。生物海绵铁系统中因为微电解反应溶出的铁离子能够提高微生物脱氢酶的活性, 提高了生化反应速度, 从而提高了系统对氮的去除效果［12］。

3结论

( 1) 通过模拟配水和实际废水的试验可知: 生物海绵铁处理系统对氮具有良好的处理效能, 平均脱氮率为97. 5%, 可用于城市污水厂的改造。

( 2) 生物海绵铁处理系统脱氮效果良好的机理是: 在好氧条件下, 发生同步硝化反硝化脱氮反应, 污泥量及污泥活性的增加, 缺氧环境的形成以及铁离子对硝化反应的促进。

参考文献

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