微污染源水中低濃度氨氮去除組合工藝研究.pdf

1、社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展導(dǎo)致水源污染日益嚴(yán)重，加上世界人口的急劇上升，使供水系統(tǒng)面臨著資源性和水質(zhì)性雙重缺水的嚴(yán)峻考驗。氨氮是引起水源水質(zhì)惡化的重要物質(zhì)之一，我國及世界許多國家在飲用水標(biāo)準(zhǔn)中對氨氮都作了嚴(yán)格限制。 本文以模擬微污染源配水中的低濃度氨氮為研究對象，主要介紹了兩組脫氮工藝，以尋求達(dá)最佳的處理效果和社會經(jīng)濟(jì)效益，以便設(shè)計應(yīng)用于工程實踐。 工藝一：①在上流式內(nèi)循環(huán)生物流化床內(nèi)利用Pegasus固定化包埋硝化顆粒進(jìn)行硝化

2、；②Amberlite的IRA400JCl強堿性離子交換樹脂除硝酸和利用3~5％NaCl溶液對樹脂再生；③SBR反應(yīng)器內(nèi)厭氧微生物反硝化的組合水處理脫氮新工藝； ①在20~30℃、3~4mg-O2/L條件下，進(jìn)水NH4+為10~15mg-N/L時，經(jīng)HRT 30min后NH4+-N去除率可維持在90％以上；進(jìn)水10mg-N/L以下時，27min后出水中NH4+-N和NO2--N都保持在0.25mg /L以下，出水pH值自動維持

3、在7.2~7.3之間。NH4+-N去除負(fù)荷最高達(dá)256.1mg-N/(L-顆粒(pellet)·h)。呼吸活性由馴化時319.4mg-O2/(L-pellet·h)提至高效段的1170.9 mg-O2/(L-pellet· h)。通過電子掃描電鏡可觀察到顆粒內(nèi)部的高生物密度特性及其分布形態(tài)。②離子交換過程較好地符合Langmuir曲線模型，去除率高，穿透容量達(dá)19.99kg NO3--N/m3樹脂，去除率達(dá)98.71％，處理水量達(dá)675

4、床體積(BV)，且工藝設(shè)備簡單，操作控制容易。利用3~5％的NaCl溶液進(jìn)行再生方便。③再生濃縮廢液集中用SBR厭氧生物反應(yīng)器進(jìn)行反硝化處理，經(jīng)二個月的微生物馴化后證實反硝化效果較好。當(dāng)工程處理量為120t/d時，需微生物裝置2.5m3 (單位時間單位體積裝置處理能力SV為48m3/m3·d) 和離子交換柱0.25m3 (SV達(dá)480m3/m3·d)。 工藝二：建立在系列基礎(chǔ)性試驗上，①利用150g(160ml)粒徑為0.55

5、~1.30mm的新斜發(fā)沸石在多段并列式微型吸附柱內(nèi)連續(xù)脫氮(10~11mg-N/L)；②飽和NaCl溶液進(jìn)行沸石再生；③再生后沸石再次脫氮；④飽和后沸石再次再生，構(gòu)成封閉的內(nèi)循環(huán)式連續(xù)性沸石脫氮工藝，沸石再生后少量廢液在強堿性加熱條件下通過氨的吹脫而得到多次循環(huán)利用。 ①氨氮在整個系統(tǒng)內(nèi)呈逐級遞減規(guī)律，經(jīng)32.5h后系統(tǒng)出水達(dá)1mg-N/L(一周期)，處理水量92.67L，最大吸附容量12.76mg-N/(g-沸石)，SV達(dá)4

6、21.6 m3/m3·d；②經(jīng)130min后，沸石再生達(dá)90％以上，洗液最高濃度4966mg-N/L，藥品消耗量1.875kgNaCl/(1L沸石)，再生廢液量7.76BV；③再生后沸石經(jīng)63h后處理水量達(dá)193.28L(一周期)，最大吸附容量達(dá)15.56mg-N/(g-沸石)，SV達(dá)460.19 m3/m3·d；④150min后對完全達(dá)吸附飽和的90g沸石的再生率達(dá)90％，NaCl用量300.4g，產(chǎn)生10.3BV的再生廢液，洗液中氨

7、氮濃度存在逐段累積現(xiàn)象，最高達(dá)6000mg-N/L。沸石再生60％時，NaCl利用率最高6.07mgNH4+-N/(g-NaCl)。系統(tǒng)脫氮率高，各段吸附柱相輔相成，流速穩(wěn)定且動力消耗少，設(shè)備簡單、占地面積小、啟動方便、無需外加化學(xué)藥劑、安全、經(jīng)濟(jì)，尤其適合小規(guī)模飲用供水系統(tǒng)。當(dāng)處理量設(shè)為120t/d時，需要有效體積為0.342m3的吸附柱，SV達(dá)350.9m3/m3·d。 綜上所述，二個工藝都能高效去除模擬微污染源水中的低濃