曝气生物滤池怎么脱氮除磷(曝气生物滤池总氮去除率)

1 A2O工艺

A2/O工艺是将厌/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而成,是生物脱氮除磷的基础工艺,可同时去除水中的BOD、氮和磷。

A2O工艺流程:

原水与从沉淀池回流的污泥首先进入厌氧池,在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷;然后与好氧末端回流的混合液一起进入缺氧池,在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮;脱氮反应完成后,进入好氧池,在此污泥中的硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时聚磷菌进行好氧吸磷,剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化,最后经沉淀池进行泥水分离,出水排放,沉淀的污泥部分返回厌氧池,部分以富磷剩余污泥排出。

工艺特点

(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺,总的水力停留时间于其他同类工艺;

(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀虞,SVI值一般均小于100;

(3)污泥中含P浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效;

(4)运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;

(5)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱N除P的功能;

(6)脱N效果受混合液回流比大小的影响,除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响,因而脱N除P效率不可能很高。

2 BAF曝气生物滤池

BAF工艺是一种上流生物滤池,是一种运行可靠、自动化程度高、出水水质好、抗冲击能力强和节约能耗的新一代污水处理革新工艺,工艺成熟高效。

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工艺流程:

污水通过滤料层,水体含有的污染物被滤料层截留,并被滤料上附着的生物降解转化,同时,溶解状态的有机物和特定物质也被去除,所产生的污泥保留在过滤层中,而只让净化的水通过,这样可在一个密闭反应器中达到完全的生物处理而不需在下游设置二沉池进行污泥沉降。

滤池底部设有进水和排泥管,中上部是填料层,厚度一般为2.5~3.5m,为防止滤料流失,滤床上方设置装有滤头的混凝土挡板,滤头可从板面拆下,不用排空滤床,方便维修。

挡板上部空间用作反冲洗水的储水区,其高度根据反冲洗水头而定。该区内设有回流泵用于将滤池出水泵至配水廊道,继而回流到滤池底部实现反硝化,在不需要反硝化的工艺中没有该回流系统。填料层底部与滤池底部的空间留作反冲洗再生时填料膨胀之用。滤池供气系统分两套管路,置于填料层内的工艺空气管用于工艺曝气(主要由曝气风机提供增氧曝气),并将填料层分为上下两个区:上部为好氧区,下部为缺氧区。根据不同的原水水质、处理目的和要求,填料层的高度不同,好氧区、厌氧区所占比例也相应变化。

工艺特点:

◆上流滤池,底部渠道进配水,顶部出水;

◆滤料比重小于1;

◆穿孔管曝气,节省设备投资和维护费;

◆滤头在滤池的顶部,与处理后水接触,易于维护;

◆重力反冲洗,无须反冲洗水泵;

◆工艺空气和反冲洗用气共用鼓风机;

◆曝气管可布置在滤层中部或底部,在同一池中可完成硝化、反硝化功能。

3 氧化沟工艺

氧化沟又名氧化渠,因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动,因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长,有机负荷低,其本质上属于延时曝气系统。

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工艺特点:

(1)氧化沟利用连续环式反应池(Continuous Loop Reato,简称CLR)作生物反应池,混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环,氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置,向反应池中的物质传递水平速度,从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成,沟体的平面形状一般呈环形,也可以是长方形、L形、圆形或其他形状,沟端面形状多为矩形和梯形。

(2)氧化沟法由于具有较长的水力停留时间,较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法,可以省略调节池,初沉池,污泥消化池,有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果,这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置,是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性。

4 SBR工艺

SBR工艺是将反应、沉淀和在一个池体内,在同一池体内分别完成进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个过程。该工艺不需要设置二沉池和污泥回流系统,对污染物的去除效率高、占地面积少、布置紧、运行方式灵活,对水量和水质的变化有较大的适应性,在操作运行管理方面就有较大的灵活性,并且运行费用低。

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工艺机理:

SBR工艺与传统污水处理工艺不同,SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,SBR技术的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。

工艺特点:

(1)理想的推流过程使生化反应推动力增大,效率提高,池内厌氧、好氧处于交替状态,净化效果好;

(2)运行效果稳定,污水在理想的静止状态下沉淀,需要时间短、效率高,出水水质好;

(3)耐冲击负荷,池内有滞留的处理水,对污水有稀释、缓冲作用,有效抵抗水量和有机污物的冲击;

(4)工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整,运行灵活;

(5)处理设备少,构造简单,便于操作和维护管理;

(6)反应池内存在DO、BOD5浓度梯度,有效控制活性污泥膨胀;

(7)SBR法系统本身也适合于组合式构造方法,利于废水处理厂的扩建和改造;

(8)脱氮除磷,适当控制运行方式,实现好氧、缺氧、厌氧状态交替,具有良好的脱氮除磷效果。

5 MBR工艺脱氮除磷

MBR是一种结合膜分离和微生物降解技术的高效污水处理工艺。在反应器内,一方面,膜组件将泥水高效分离,促使出水水质改善;另一方面,污泥停留时间(SRT)与水力停留时(HRT)在反应器内相互独立,可提高污泥浓度;此外,反应器内较长的SRT可使增殖缓慢的某些特殊菌(如自养硝化菌等)在活性污泥中出现,而膜组件又能将这些菌持留,从而使MBR处理效果得以改善。

MBR工艺具有一定局限性,对于生活污水,其仅依靠MBR本身其脱氮除磷能力只能达到40%至60%左右的去除率;对于工业废水,其对难降解有机物的去除率并没有得到太大改善。所以MBR工艺一般和SBR系列/AAO等工艺组合使用。

五种常见组合工艺:

1 SBR-MBR工艺

将SBR与MBR相结合形成的SBR-MBR工艺,除了具有一般MBR的优点外,对于膜组件本身和SBR工艺两种程序运行都互有帮助。由于膜组件的截留过滤作用,反应中的微生物能最大限度地增长,利于世代时间较长的硝化及亚硝化细菌的生长繁殖,因此,污泥的生物活性高,吸附和降解有机物的能力较强,同时也具有较好的硝化能力。此外,SBR式的工作方式为除磷菌的生长创造了条件,同时也满足了脱氮的需要,使得单一反应器内实现同时高效去除氮磷及有机物成为可能。与传统SBR系统相比,SBR-MBR在反应阶段利用膜分离排水,可以减少传统SBR的循环时间;同时,序批式的运行方式可以延缓膜污染。

2 A2O-MBR工艺

由A2O工艺与MBR膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的A2O-MBR工艺,可进一步拓展MBR的应用范畴。

在该工艺中设置有两段回流,一段是膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮,另一段是缺氧池的混合液回流至厌氧池,实现厌氧释磷。

A2O-MBR工艺中高浓度的MLSS、独立控制的水力停留时间和污泥停留时间、回流比及污泥负荷率等都会产生与传统A2O工艺不同的影响,具有较好的脱氮除磷效率。

3 3A-MBR工艺

3A-MBR是依据生物脱氮除磷机理,结合膜生物反应器技术特点而形成的具有高效脱氮除磷性能的新型污水处理工艺。其基本原理是,膜生物反应器内的高浓度硝化液和高浓度活性污泥经过回流系统形成良好的缺氧、厌氧条件,实现系统的高效脱氮除磷。该工艺的内部流程依次是第一缺氧池、厌氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池,膜池混合液分别回流至第一缺氧池和第二缺氧池。

第一缺氧池利用进水碳源和回流硝化液进行快速反硝化,接着混合液进入厌氧池进行厌氧释磷,减少了硝酸盐对释磷的影响,第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液进一步反硝化脱氮,好氧池内同步发生有机物降解、好氧释磷和好氧硝化等多种反应,彻底去除污水中的污染物,混合液再a经膜过滤出水,实现了对污水中有机物和氮磷的去除。3A-MBR工艺合理地组合了有机物降解和脱氮除磷等各处理单元,协调了各种生物降解功能的发挥,达到了同步去除各污染指标的目的,具有较高的推广应用价值。

4 A2O/A-MBR工艺

A2O/A-MBR工艺是一种强化内源反硝化的新型工艺,该工艺利用MBR内高浓度活性污泥和生物多样性来强化脱氮除磷效果,工艺流程依次为厌氧、缺氧、好氧、缺氧和膜池。该工艺在普通A2O工艺后再设一级缺氧池,在利用进水快速碳源完成生物除磷和脱氮后,再利用第二缺氧池进行内源反硝化,进一步去除TN,之后,再利用膜池的好氧曝气作用保障出水。A2O/A-MBR工艺是针对进水碳源不足,而同时又有较高脱氮要求的污水处理项目所开发,也是强化脱氮的MBR脱氮处磷工艺。

5 A(2A)O-MBR工艺

A(2A)O-MBR工艺是两段缺氧A2O工艺与MBR工艺的结合,其特点是在传统的A2O工艺中设置了两段缺氧区(缺氧区Ⅰ和缺氧区Ⅱ),在第一缺氧区内从好氧区回流的NO3-完全被还原,实现完全反硝化;而在第二缺氧区内实现内源反硝化,节省外加碳源的投加。

有关研究发现污泥中含有的碳水化合物(50.2%)、蛋白质(26.7%)、脂肪(20.0%)均属于慢速可生物降解碳源,如果将这些物质转化为易生物降解碳源用于脱氮系统,则可大大提高污水的生物脱氮效率,同时避免了外加碳源,节约运行费用,因此具有很高的价值。A(2A)OMBR工艺生物池两段缺氧的设计正是借鉴了这个原理。

6 CASS工艺

CASS是周期循环活性污泥法的简称,整个工艺在一个反应器中完成,工艺按“进水—出水”、“曝气—非曝气”顺序进行,在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿池长方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水,间断排水。

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工艺机理

在预反应区内,微生物能通过酶的快速转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物,经历一个高负荷的基质快速积累过程,这对进水水质、水量、PH和有毒有害物质起到较好的缓冲作用,同时对丝状菌的生长起到抑制作用,可有效防止污泥膨胀;随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。

CASS工艺集反应、沉淀、排水、功能于一体,污染物的降解在时间上是一个推流过程,而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中,从而达到对污染物去除作用,同时还具有较好的脱氮、除磷功能。

工艺流程:

(1)曝气阶段由曝气装置向反应池内充氧,此时有机污染物被微生物氧化分解,同时污水中的NH3-N通过微生物的硝化作用转化为NO3-N;

(2)沉淀阶段此时停止曝气,微生物利用水中剩余的DO进行氧化分解。反应池逐渐由好氧状态向缺氧状态转化,开始进行反硝化反应。活性污泥逐渐沉到池底,上层水变清;

(3)沉淀结束后,置于反应池末端的滗水器开始工作,自上而下逐渐排出上清液。此时反应池逐渐过渡到厌氧状态继续反硝化;

(4)闲置阶段 闲置阶段即是滗水器上升到原始位置阶段

工艺特点:

(1)处理效果好,出水水质稳定;

(2)通过程序控制可达到良好的脱氮除磷的目的;

(3)污泥沉降性能好,稳定化程度高;

(4)能很好缓冲进水水质、水量的波动;

(5)工艺简单,基建投资较低;

(6)采用组合式模块结构设计,方便分期建设和扩建工程;

(7)自动化程度高,运行管理较复杂,要求较高的设备维护水平;

(8)设备闲置率高,维修工作量大。

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CAST工艺

CAST工艺是循环式活性污泥法的简称,又称为周期循环活性污泥工艺。整个工艺在一个反应器中完成,工艺按“进水—出水”、“曝气—非曝气”顺序进行,属于序批式活性污泥工艺,是SBR工艺的一种改进型。它在SBR工艺基础上增加了生物选择器和污泥回流装置,并对时序做了调整,从而大大提高了SBR工艺的可靠性及处理效率。

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工艺机理:

CAST整个工艺在一个反应器中完成有机污染物的生物降解和泥水分离过程。反应器分为三个区,即生物选择区、兼氧区和主反应区。生物选择区在厌氧和兼氧条件下运行,使污水与回流污泥接触区,充分利用活性污泥的快速吸附作用而加速对溶解性底物的去除,并对难降解有机物起到酸化水解作用,同时可使污泥中过量吸收的磷在厌氧条件下得到有效释放。兼氧区主要是通过再生污泥的吸附作用去除有机物,同时促进磷的进一步释放和强化氮的硝化/反硝化,并通过曝气和闲置还可以恢复污泥活性。

工艺特点:

(1)去除COD、BOD、SS、氨氮、磷效率高。

(2)能承受较大幅度的流量和有机负荷冲击。

(3)占地少,投资低,可靠性好,运行费用较低。

(4)可有效地控制活性污泥膨胀。

(5)系统组成简单,运行灵活。

(6)与传统活性污泥法相比,CAST系统产生较少的活性污泥, 因此污泥处理成本相对较低。与A /0工艺和氧化沟工艺相比,建设运行费用、用地面积都较少;运行操作简单、灵活;处理能力和适应水质能力都较强

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DAT-IAT工艺

DAT-IAT工艺是由需氧池以及间歇曝气池两个串联的反应池组成工艺主体构筑物的一种污水处理工艺。由DAT池进水并进行连续曝气,然后进入IAT池完成曝气、沉淀、滗水并排除剩余活性污泥。

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工艺流程:

进水阶段:DAT-IAT系统的处理水是连续进入DAT。

反应阶段分两部分:首先在DAT中连续曝气,池中水流呈完全混合流态,绝大部分有机物得以降;经DAT处理后的混合液通过两池间的导流系统连续不断进入IAT,IAT间歇曝气进一步去除有机物,使处理出水达到排放标准。

沉淀阶段:沉淀阶段只发生在IAT。当IAT停止曝气后,活性污泥絮体静态沉淀与上清液分离,DAT流入IAT的混合液流速很低,对IAT不产生扰动,因此其沉淀效率显著高于一般二沉池的动态沉淀。

排水阶段:排水阶段只发生在IAT。当池水位上升到最高水位时,沉淀阶段结束,设臵在IAT末端的滗水器开动,将上清液缓慢地排出池外,当池水位降到最低水位时停止滗水。IAT反应池底部沉降的活性污泥大部分做为该池下个处理周期使用,一部分污泥用污泥泵连续打回DAT池作为DAT的回流污泥多余的剩余污泥引至污泥处理系统进行污泥处理。

待机阶段:在IAT池滗水后完成了一个运行周期,两周期间的间歇时间就是待机阶段。该阶段可视污水的性质和处理要求决定其长短或取消。在以除磷为目的的装臵中,剩余污泥的排放一般是在曝气阶段结束,沉淀开始的时候进行。

工艺特点:

(1)工艺稳定性高:DAT-IAT工艺对进水水质波动具有良好的适应性。由于DAT池连续进水、连续曝气起到了水力均衡的作用, 提高了工艺的稳定性; DAT池和IAT池能够保持较长的污泥龄和很高的MLSS浓度,对有机物负荷及毒物有较强的抗冲击能力;由于IAT池可任意调节状态,有利于去除难降解的有机物。

(2)可脱氮除磷。IAT池的C/N较低,有利于硝化菌的繁殖,能够发生硝化反应,而且间歇曝气能够在时间上形成好氧/缺氧/厌氧交替出现的环境,在去除BODS的同时,可以取得一定的脱氮除磷效果。

(3)处理构筑物少,工艺流程简单。DAT-IAT反应池集曝气、沉淀于一体,可省去初沉池、二沉池和污泥回流装臵。同时,在运行过程中,由于污泥已得到好氧稳定,不需消化处理,只需浓缩脱水, ,可省去了消化池 。

(4)容积利用率高,基建投资省。对于曝气池和二沉池合建的污水处理构筑物来说,在保证沉淀效果的前提下尽可能提高曝气容积比,可以减小池容,降低基建投资。DAT-IAT工艺在省去了二沉池等构筑物的基础上具有最高的曝气容积比,可达到66.7%,传统SBR工艺一般为50%一60%.可以说DAT-IAT工艺是一种节省基建投资的工艺。

(5)工艺灵活性高,可调节性强。由于DAT-IAT工艺的连续进水和连续曝气,可以根据原水水质、水量的变化调整IAT池的运行周期,使其处于最佳工况;同时进水只发生在DAT池,排水只发生在IAT池,使系统的可调节性进一步增强,有利于有机物的去除。

(6)水位差最小。不论IAT池处于何种反应阶段,DAT池都是连续进水的,只是当IAT池处于沉淀阶段时,为避免进水对沉淀过程产生影响,将DAT池水注人IAT池的流速设计得非常低。其水位差小于1m。

(7)受负荷变化影响小。由于DAT池只进水而不直接排水,因此DAT-IAT运行中即使有水量与水质的变化,对出水水质也没有太大的影响。

工艺缺点:

(1)回流污泥量大,能耗高。为了保持DAT池内较长的污泥龄和较高的微生物浓度,得在IAT池内安装污泥泵,将IAT池内的部分污泥用污泥泵连续抽回DAT池。

(2)脱氮除磷需要延长运行周期,增加搅拌脱氮除磷要求好氧/缺氧/厌氧交替的环境,由于该工艺的缺氧、厌氧环境是从好氧环境转变过去,且只发生在灌水阶段末期,反硝化和磷的释放不充分,脱氮除磷的效果是有限的,因此,可根据要求增设搅拌装臵延长缺氧、厌氧的时间,但这却相应地延长了运行周期。

(3)除磷效果差由于DAT- IAT工艺的厌氧只发生在灌水阶段末期,持续时间很短,磷的释放不充分,并且IAT池中残留的溶解氧和NO3一N浓度对其也会产生影响;同时灌水阶段末期可生物降解的有机物浓度很低,使聚磷菌没有合适的基质可利用;此外,泥龄愈短,除磷效果愈好,而DAT一IAT工艺属于长泥龄工艺,故而除磷效果差。

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ICEAS工艺

ICEAS工艺,全称为间歇式循环延时曝气活性污泥法最大的特点就是在反应器的进水端增加了一个预反应区,运行方式为连续进水(沉淀期、排水期仍连续进水),间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段。污水从预反应区以很低的流速进入主反应区,对主反应区的泥水分离不会产生明显影响。

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工艺机理:

前部为预反应区,后部为主反应区。预反应区可起调节水流的作用,主反应区是曝气、沉淀的主体。ICEAS是连续进水工艺,不但在反应阶段进水,在沉淀和滗水阶段也进水。污水进入预反应区后,通过隔墙底部的连接口以平流流态进入主反应池,在主反应池中进行间歇曝气和沉淀滗水,成为连续进水、间歇出水的SBR反应池,使配水大大简化,运行也更加灵活。

工艺流程:

(1)曝气阶段 由曝气系统向反应池内间歇供氧,此时有机物经微生物作用被生物氧化,同时污水中的氨氮经微生物硝化反硝化作用,达到脱氮的效果。

(2)沉淀阶段 此时停止向反应池内供氧,活性污泥在静止状态下降,实现泥水分离。

(3)滗水阶段 在污泥沉淀到一定深度后,滗水器系统开始工作,排出反应池内上清液。在滗水过程中,由于污泥沉降于池底,浓度较大,可根据需要启动污泥泵将剩余污泥排至污泥池中,以保持反应器内一定的活性污泥浓度。滗水结束后,又进入下一个新的周期,开始曝气,周而复始,完成对污水的处理。

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零价铁运用于污水脱氮除磷

铁是活泼金属,电极电位为-0.440 V 具有强还原能力因此具有一定氧化性的污染物在理论上都 能被还原降解。 Fe2+也具有还原性 E0 Fe3+/Fe2+ 为 -0.771 V ,因而当水中有氧化剂存在时 Fe2+可进一 步氧化成 Fe3+ 。 液相中 Fe0 的化学还原是一个多步骤的化学腐蚀过程。 在 Fe0-H2O 体系中零价铁为电子供体污染物为电子受体金属被腐蚀,提供电子,污染物被还原。

工艺机理:

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脱氮文献综述:

零价铁脱氮过程多符合准一级动力学模型也有的过程既不符合一级动力学也不符合二级动力学模型。 在反应产物的探讨中大部分学者认为零价铁脱氮反应的产物为氨氮也有根据氮素平衡推测生成了少量氮气。根据 J. F. Devlin 等的研究 2 个反应的吉布斯自由能不同证明在单纯的零价铁脱氮反应中氨氮的生成反应比氮气更容易发生。

学者普遍认为反应过程为耗氢过程 pH 会升高。混合强度、酸度、零价铁浓度、初始硝氮浓度等通过对表面反应的质量速率转移限制而影响脱氮效率。表面吸附和氧化还原反应是零价铁去除NO3–N的主要机理。

除磷文献综述:

T. Almeelbi等的研究表明 400 mg/L纳米铁可在30 min去除96%~100%的磷1、5、10 mg/L比相同质量浓度的微米铁高出 13.9 倍。离子强度、硫酸盐、硝酸盐和腐植质的存在会影响除磷效果低 pH 促进磷的吸附而高pH会促进磷的解析。

张颖纯等研究表明酸性环境pH为3.0~ 7.0有利于零价铁除磷但更低的pH会阻碍除磷,碱性条件会使磷解析而增加溶液中磷的浓度。零价铁除磷的主要机理是 零价铁对磷酸根的吸附作用、零价铁在水中腐蚀产生Fe2+对磷酸根的化学沉淀作用以及铁氢氧化物与磷酸根的共沉淀作用。

Yan Liu 等探究了零价铁纳米颗粒对 副球菌属生物脱氮的影响。投加 50 mg/L纳米铁会增加硝氮的去除率但纳米铁浓度较高时纳米铁的还原产物二价铁离子的生物毒性会降低生物去除 率 但仍然比单纯的细菌的去除率高。

K. H. Shin 等探究了纳米铁存在下微生物的脱氮还原效果结果表明铁-生物系统中 3 d 就可以全部脱氮而单独的生物系统7 d也只能脱氮 50% 且铁-生物系统不受大量硫存在的影响。纳米铁的还原产物二价铁离子可在体系中扮演电子供体的角色。这样纳米铁既弥补了生物脱氮的缺点又保留了生物脱氮的优点。

V. Ivanov 等探究了不同粒径铁矿石对污水厂污泥脱水回流水的生物除磷效果结果表明铁矿石还原菌可将铁还原成二价铁并促进磷的去除 最终磷的去除率可达到90%以上。

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铝盐除磷机理

污水处理中常用的铝盐包括聚合氯化铝( PAC)、聚合硫酸( PAS)、聚合氯化铝铁( PAFC)和硫酸铝钾等。协同除磷的过程中,Al发生水 解聚合系列的化学反应形成多种羟基多核聚合物,从而对污染物有强烈吸附作用

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改性沸石脱氮除磷工艺

脱氮除磷机理:

沸石骨架主要由氧硅(SiO4)四面体和氧铝(AlO4)四面体通过顶点的氧原子相互联接而成。由于AlO4产生的过量负电荷,需要由阳离子来中和,因此沸石内部通道和空隙中存在可交换的阳离子,且与沸石骨架联系较弱。天然沸石孔径一般在0.4nm左右,大于这个孔径的分子和离子将不能进入。NH4+ 的离子半径为 0.286 nm可以进入沸石的内部孔道进行离子交换,因此天然沸石对氨氮有较强的选择吸附性。

因为沸石孔道不够均匀且相互连通的程度也较差,孔道因含杂质而阻塞。为提高天然沸石的吸 附、离子交换等性能,必须对天然沸石进行改性处 理。另外水中的磷主要以磷酸盐的形式存在,沸石中硅铝结构带负电荷,对磷酸盐的吸附性差。可以通过对沸石改性来提高对磷的去除。达到脱氮除磷的目的。改性包括(盐性改性/酸性改性/碱性改性/物理改性/稀土改性/有机阳离子表面活性剂改性等)。

改性沸石脱氮除磷文献综述:

段金明等以氯化铝、硫酸镁为活性剂,采取高温活化,对天然沸石进行改性,以模拟二级出水为研究对象,实验结果表明 15 min 后改性沸石脱氮除磷过程基本完成,其 pH 值范围与实际污水相符,最佳 pH 值为 8;当投加质量浓度为 0.8 g/L 时,出水中氨氮浓度和总磷浓度均达到景观环境用水水质标准(GB T 18921—2002)。

李彬等采用氧化镧改性沸石用于同步脱氮除磷实验。在镧离子质量浓度为0.5%/PH为10的条件下浸渍16h以上,于110干燥陈化24h后,再于温度450~500下煅烧1h,冷却后过筛取筛下粒径120目以上的改性沸石为最佳稀土吸附剂,结果表明对磷酸盐和氨氮的进水最佳PH为4,此时最大静态吸附分别达到25.50mg/g,当进水PH为4~8时,氨氮浓度为10mg/L 磷浓度为5mg/L时出水PH为6~9,对二者的去除率分别达到80%/90%,吸附剂再生7次后对氮磷的去除率仍然保持在80%以上

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工艺特点:

(1)成本高昂。每吨沸石的市场售价在 200元左右,假设污水厂的进水氨氮值为20 mg L、出水浓度为 2 mg L、改性沸石的吸附量为13.5 mg/g,则处理1吨污水的价格为 0.27 元。如果加上改性成本,费用更高。

(2)回收再生困难,回收成本高,回收效果一般。

(3)脱氮除磷处理效果好,去除率高,普遍达到85%以上。

来源:水处理部落

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