废水中总氮处理方法范文1
关键字：废水处理、含氮废水、生物脱氮
中图分类号：X703文献标识码： A
含氮废水，尤其是一些高浓度的含氮废水，如果没有得到好的处理，由于废水中的氮能够消耗水中的溶解氧引起水体富营养化，导致水体中的藻类大量繁殖消耗掉溶解氧使得水体变臭，最终使得水中生物大量死亡。在我国甚至世界范围内已经爆发了很多起赤潮，污染面积以及危害非常的大。因此，含氮废水的处理在国内外都已经被广泛重视， 也发展出了很多处理新工艺。
1物化脱氮法工艺
1.1化学中和法
化学中和法主要应用于氨氮含量较高（5％以上）的废水，主要是通过在废水中加入一些酸来中和掉废水中的氨，并且可以进行回收，降低处理成本。加入的中和酸主要是硫酸、硝酸、盐酸等强酸，为了减少加酸的成本大多使用工业硫酸。一些含有二氧化硫、二氧化氮等工业废气的回收废水也可以用于中和氨，但是容易造成二次污染，使用的较少。
1.2化学沉淀法
对于高浓度的含氮废水，用生物处理方法效果较差，这时可以采用化学沉淀法。化学沉淀法是在废水中加入Mg2+和PO4-，形成了MgNH4PO4·6H2O沉淀，废水中的氮伴随着沉淀去除，沉淀物还可以作为肥料回收利用。
张向荣（1977-）唐山市规划建筑设计研究院，高级工程师，
1.3乳化液膜分离法
本工艺主要是利用膜的选择透过性，使用乳化液膜对含氮废水中的氮与水进行分离。原理是根据在水中如果是碱性条件下，氨主要以NH3形式存在，给废水表面施加压力后，水分子将会透过膜到达另外一侧，而NH3则被保留下来，可以进行回收利用。
1.4空气吹脱和蒸汽汽提法
空气吹脱和蒸汽汽提法，是根据氨氮在水中的平衡浓度与它实际存在的浓度之间存在差异。利用吹入液体中的气泡将氨氮带出，若将排出的气体进行冷却处理就可以对氮回收利用。但是本工艺对于温度过低或者浓度过高的废水适用效果不好。
1.5折点氯化法
折点氯化法是在含氮废水中加入氯气使得氨氮转化为氮气去除。在废水中加入氯气后，氮会逐渐向氮气转化当氯气达到一定浓度后氮气的生成量大大增加，这一点就是加氯的折点。该工艺除氮效果明显、速度快，但是处理后会在废水中残留有氯，对水体也会造成污染。
1.6其它物化脱氮方法
除了上述的处理方法外还有沸石除氮、离子交换法除氮、超重力脱氮法等。这些物化处理方法，对设备的要求比较高，由于处理过程中接触到的酸碱较多会对处理设备造成腐蚀，但是工艺简单、管理方便，一般应用与工业含氮废水处理。
2生物脱氮法工艺
2.1传统脱氮工艺
传统脱氮工艺即活性污泥法脱氮，它是由氨化、硝化和反硝化三个工艺组成。第一级氨化阶段，通过曝气池在去除BOD、COD的同时，将废水中的有机氮转化为NH3和NH4+。第二级硝化阶段，利用硝化曝气池将NH3和NH4+转化为氨氮，完成硝化过程。最后一级反硝化阶段是在缺氧的反硝化反应器内将氨氮最终转化为氮气。
2.2A/O工艺
A/O工艺与传统脱氮工艺的主要差别就是将反硝化反应器放置在整个反应工艺的首位，然后通过硝化反应器的废水回流补充氮源，而反硝化反应器又能为硝化反应器提供碳源。因为该工艺装置简单、容易管理，所以应用的比较广泛。
2.3AB法
对于AB处理工艺，A段主要是吸附，在厌氧条件下运行，脱氮处理主要在这一处理阶段完成。B段主要是生物氧化阶段，BOD、COD的处理主要在这一阶段完成。AB工艺法需要控制好A段和B段的水量和水质，才能保证出水的氮磷去除效果。
2.4其它生物脱氮工艺
除了上述几种比较常见的生物脱氮工艺外还有SBR法、氧化沟法、生物膜法（MBR）等工艺，主要原理和脱氮工艺流程与传统脱氮工艺类似，只是各种硝化、反硝化反应器的排列位置不同。生物脱氮工艺的处理效果比较好、处理成本低，适合处理生活废水。
3新型脱氮工艺及其发展应用
3.1ANAMMOX脱氮工艺
ANAMMOX脱氮工艺即厌氧氨氧化工艺，主要脱氮过程是在细胞内部完成，NO2-和NH4+首先要通过细胞膜进入细胞内部，NH4+再进入厌氧氨氧化体并在这一过程中变成NH3，接着与细胞质中的羟胺在细胞膜上肼水解酶的作用下生成肼，肼在细胞膜上肼氧化酶的作用下肼脱掉四个电子生成氮气，这些电子继而被亚硝酸盐还原酶在厌氧氨氧化过程中存在以下平衡关系：NH4+-N消耗量、NO2--N消耗量和NO3--N产量之间的比例为1:1.32:0.26，其包括细胞合成在内的生物反应过程可表示为下式：
NH4+ + 1.32NO2- + 0.066HCO3- + 0.13H+1.02N2 + 0.26 NO3- + 0.066CH2O0.5N0.15 +2.03H2O
通过厌氧氨氧化脱氮原理发展起来的新型脱氮工艺主要有两种：两相Sharon-Anammox工艺和限氧自养硝化,反硝化工艺（OLAND）。世界上第一座生产性Sharon反应器已于1998年10月开始在荷兰DOKHAVEN污水处理厂运行,世界上第一座Anammox反应塔也于2002年6月在该厂投入使用，主要用于处理污泥硝化液。但是在国内还没有出现这一工艺在实际生产过程中的应用实例。
3.2CANON脱氮工艺
对于CANON工艺，整个反应是短程硝化和厌氧氨氧化在一个反应器内同时完成。厌氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造厌氧氨氧化过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生厌氧氨氧化反应生成氮气。
CANON过程的化学计量方程式如下：
1NH4++1.5O21NO2-+H++H2O
1NH3+1.32NO2-+H+1.02N2+0.26NO3-+2H2O
总方程式:1NH+4+0.85O20.44N2+0.11NO-3+0.14H++1.43H2O
CANON工艺现在在实际应用中还没有出现，正处于实验室研究阶段。但是，就目前的研究结果表明其除氮效果很好，比传统的生物脱氮工艺具有明显的优势，在将来含氮废水处理方面将会有很好的发展与应用。
3.3其它脱氮新工艺
上面两种新型的脱氮工艺主要是在厌氧氨氧化技术上发展起来的新工艺，另外由于新的高级氧化技术的发展，利用高级氧化技术来处理废水的氮也在不断的研究发展中。应用一些新的高效的氧化剂来直接将废水的氮直接快速氧化、回收，这也是未来物化脱氮发展的一个方向。
4结论
由于含氮废水的危害性太大，尤其能够造成大面积的水域污染，人们对含氮废水的研究日新月异。很多新的工艺不断被发现、发展与应用，同时也对一些旧的脱氮处理方法进行改进调整。当然，每种处理方法还存在着各自的优势与缺点。对于物化脱氮工艺动力消耗过大和加药量大，是最大的问题，并且还受温度的影响较大。而生物处理方法对于高浓度的含氮废水处理效果不好，一些新型的生物处理方法处理高浓度的含氮废水效果好但是尚不成熟，工艺不容易控制。总之，发展高效、操作简单、经济实用的脱氮新工艺是以后研究的主要方向。伴随着脱氮工艺的发展，脱氮技术将会更加成熟。
参考文献
[1] 孙锦宜,含氮废水处理技术与应用[M],北京,化学工业出版社,2003.6.
[2] 杨宗政.好氧序批式MBR处理高浓氨氮废水[J].中国给水排水, 2005, 21(3): 53-56.
[3] 朱静平,胡勇有,厌氧氨氧化工艺技术研究进展[J].水处理技术,2006.8(32).
废水中总氮处理方法范文2
关键词：化学沉淀法 高浓度氨氮 磷酸氨镁 废水处理
一、引言
实验原水取自某精密合金公司的高浓度氨氮废水，氨氮的超标排放是水体富营养化的主要原因之一。目前对氨氮废水处理的技术有：化学沉淀法、生物法、折点加氯法、离子交换法、氨吹脱法等等。生物脱氮法占地面积大，合适用处理低浓度氨氮废水；吹脱法容易造成吹脱塔堵塞，并且吹脱出大量有毒有害的挥发性气体，易造成环境二次污染。化学沉淀法所需反应时间短，操作简单，并且不产生有毒气有害气体，磷酸氨镁沉淀法沉淀产物可回收用肥料、化学试剂、阻火剂及水泥黏接剂等。
磷酸氨镁化学沉淀法已日益受至重视，得至国内外学者的广泛研究。其原理是在废水中加入沉淀MgSO4和Na2HPO4·12H2O与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀（简称MAP，俗称鸟粪石），通过重力沉淀使MAP从废水中分离，从而实现去除废水中氨氮污染物。
MAP沉淀法已有对工业废水应用案例，但氨氮沉淀工艺条件，如PH值、沉淀药剂的投加比例，反应时间等，对氨氮的去除效果有很大的影响。因此，本实验针对某精密合金公司高浓度氨氮废水进行研究。
二、材料与方法
1.实验仪器及试剂
2.实验方法
3.检测分析方法
三、结果分析
1.pH值影响
2.搅拌时间影响
3.投药量的影响
原水氨氮浓度2275mg/L，原水pH为9.33时。化学沉淀法中n （Mg2+）： n （PO43+）：n（NH4+）投药量对对氨氮去除效率的影响。pH调整至9.5、搅拌时间40min的条件下，加药量按氨氮的浓度进行调整Na2HPO4·12H2O和MgSO4。研究n （Mg2+）： n （PO43+）：n（NH4+）对此种高浓度废水去除率最佳的投药比例。结果如表一所示。
从上表可以看出，原水浓度2275mg/L时最佳的去除效果的投药比例为Mg：P：N为1.4：1.3：1去除去率为94.1%。一级MAP化学沉淀处理后出水氨氮浓度为135mg/L，并未能达到排放标准（查看参考文献[6]）。一级出水浓度较高二级MAP化学沉淀处理，结果表明二级MAP化学沉淀处理的投药比例及去除效和一级相同。
原水经过二级MAP化学沉淀反应后，原水浓度从2275mg/L降至8.0mg/L，原水经过二级化学沉淀处理后能达到排放标准。
四、结论
根据以上实验结果得出最佳的工艺条件参数：反应搅拌时间为40min，pH值为9.5， Mg：P：N的投药摩尔浓度比例为1.4：1.3：1。在此条件下经过二级处理，初始浓度2275mg/L氨氮废水，反应沉淀后氨氮浓度可降至8.0mg/L，二级MAP化学反应沉淀去除率达99.65%。
MAP化学沉淀法在处理某精密合金公司高浓度氨氮废水时适应性很好，反应速度快，氨氮沉淀较好。
参考文献
[1]国家环境保护总局，水和废水监测分析方法（第四版），中国环境科学出版社？北京2002.12.
[2]文艳芬，唐建军，周康根，MAP化学沉淀法去处理氨氮废水的工艺研究，工业用水与废水，2008.
[3]高健磊，闫怡新，吴建平，王会芳，化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺条件研究，2008.
[4]闵敏，黄种买，化学沉淀法去除养猪场废水中氨氮的试验研究，化学与生物工程.
废水中总氮处理方法范文3
1．1污水的特征因子
氮肥企业的污水排放，一直都是排放高浓度氨氮含量废水，对人体和水生生物都有一定得影响。废水排放中的主要特征因子为pH、氨氮、石油类、化学需氧量、悬浮物等。其中，PH、氨氮、化学需氧量处于比较高的浓度范围内，PH和氨氮含量比较高的原因主要是由于冷凝液的跑冒滴漏造成的;化学需氧量浓度偏高主要是由于生活污水和周边商业用水造成的。本文主要讲述的污染因子为废水中的氨氮。
1．2氨氮废水的危害
低浓度的氨氮废水可以作为农业肥料使用，但是高浓度氨氮废水却是对人体和生物有危害的。高浓度氨氮会造成水体富营养化、水体溶解氧浓度降低、对下游的渔业用水以及对人体和水生生物的不利影响等。
1．3氨氮污水的来源
氨氮废水来源于生产工艺中的冷凝液废水的跑冒滴漏及设备检修排放。由于氮肥企业的工艺设备和工艺流程的不同，废水中的氨氮含量排放也不同。老的氮肥企业由于落后的工艺设备的跑冒滴漏以及停车检修时的废正常废水排放，都会造成废水中的氨氮浓度较高。因此，近年来，越来越多的氮肥企业对氨氮废水进行污染治理引起了重视，进行了不同规模不同技术方法的氨氮废水治理工程，大幅度的降低了废水中的氨氮浓度和排放量，即实现了达标排放，又实现了节能减排，实现了经济效益和环境效益双赢。
2常见的氨氮污水处理技术
随着我国经济的发展，西部大开发战略的事实，越来越多的氮肥企业在新疆新建，对新疆的环境承受力造成了一定得影响。随着这些企业的新建实施，污水排放就成为一个难题，因此污水治理工程就被得以重视。随着环保行业的不断发展，越来越多的污水处理技术得以研发并实施，如何选择适合氮肥企业的污水处理技术，这就要求氮肥企业人员随时对污水处理技术进行更新了解学习。现阶段氨氮废水处理技术主要有以下几种技术:
2．1氨吹脱(汽提)脱氮技术
氨吹脱(汽提)技术应用于各浓度的氨氮废水处理，多用于处理中、高浓度氨氮废水。主要机理就是把废水先加碱液调成碱性，然后通过吹脱塔(通入空气活蒸汽)将氨吹脱出来。主要优点为工艺流程简单，基础建设费和运行费用都较少，效果稳定，实用性强。缺点是能耗高，出水氨氮含量仍偏高，易造成二次污染，脱除效率偏低，需要加酸液进行酸碱中和后再进行生物处理方可达到理想的脱除效率和排放浓度。
2．2电渗析脱氮技术
电渗析技术应用于高浓度的氨氮废水处理。主要机理就是在直流电厂的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，把离子从一端转到另一端的物理化学过程。主要优点就是技术成熟，脱除效率高，物料消耗低，设备紧凑，占地面积小，操作简单，易于实现机械化、自动化。缺点就是废水中某些离子和污染物会污染膜，电耗高，安装复杂，在运行过程中也容易造成结垢的现象，必须通过频繁倒机运行来防止，水回收率较低。
2．3尿素深度水解技术
深度水解技术主要用于回收高浓度氨氮废水，进行综合利用，达到处理氨氮废水的目的。主要机理就是尿素合成的逆反应，既利用高温蒸汽，将废水中的尿素溶液分解成氨和二氧化碳，氨和二氧化碳再返回装置进行综合利用。主要优点是设备简单，操作简单，操作成本低，废水排放量低，排放浓度较低，脱除效率高。缺点是受操作温度、停留时间和浓度的影响较大。
2．4生物脱氮法
生物脱氮法(即短程硝化反硝化)的技术就是在好养硝化菌的作用下，将废水中的氨氮氧化成亚硝酸盐或硝酸盐，然后在厌氧硝化菌的作用下，将硝化菌硝化产物亚硝酸盐活硝酸盐还原成氮气而排出。此种技术方法的优点是效果稳定，脱除效率高，投资少，运行费用低。缺点是占地面积大，低温时效率低，易受有毒物质影响，对氨氮浓度要求较高。2．5化学沉淀法化学沉淀法处理氨氮废水，就是根据排放废水中氨氮的性质，加入某种化工原料，在一定得温度、压力、pH值等工艺条件下，进行化学反应，生成不溶于水或难溶于水的沉淀物或聚合物，从而达到水体净化的目的。此种技术方法的有点是占地面积小，投资少，运行费用低，效率稳定。缺点是脱除效率低，沉淀物较多需定期清理。
3污水处理与环境保护的联系
我国氮肥行业随着经济的不断发展，也陆续呈现不断发展壮大态势。氮肥企业由最早重油为原料，陆续发展为以煤为原料，以天然气为原料，由于能源结构的不同，造成对环境的污染也不尽相同。有的氮肥企业由于成立时间久远，工艺设备落后，设备跑冒滴漏现象很多，管理人员的疏忽等原因都会造成对环境的污染，物料的浪费。氮肥企业的废水排放中，主要的污染因子是氨氮，因此，氨氮废水的污染治理就显得尤其重要，只有把氨氮治理好了，才不会对周边的环境造成不良影响。要想达到环保要求，必须从以下几点抓起:(1)加大污染治理力度。通过对各排放口的污染因子监测数据，查找污染来源，对可以通过环保管理手段达到的，及时进行整改;对通过环保治理工程才能达到环保目标的，可以通过对同行业多个企业进行实地调研考察，了解适合企业的环保治理技术，选择适合的环保治理方案，进行分部分阶段的环保治理工程，以保证达标排放，实现节能减排。(2)加强宣传，切实做好员工的污水治理环保意识。利用广播、电视新闻媒体、板报、发宣传册等多种形式进行宣传教育，使全体员工从自身做起，提高环保治理意识。(3)通过月度奖励考核制度提升员工的环保行为主动性。通过对每月各排放口的监测数据、每月不定期巡回检查、不定期查看废水在线监测数据等方式，对各车间的污染排放等行为进行排名奖励考核，通过经济手段，调动员工的积极性，使员工的环保意识不断提高，做到及时发现问题，及时上报整改。(4)制定完善的环保管理制度。可以通过参考同行业的制度结合企业自身运行状况，制定完善的环保管理制度，做到奖有所依，罚有所依。(5)加强员工培训。定期组织员工的环保治理设施的工艺系统培训，了解环保治理设施的运行参数，废水排放指标，故障排除等要求，加强对员工的培训，使员工做到在遇到紧急情况时及时处理解决。
4结束语
废水中总氮处理方法范文4
关键词：氨氮；脱氨；污水处理；环保
中图分类号：X7文献标识码：A文章编号：1673-9671-(2012)042-0152-02
1综述
由于工业和科技的发展，目前氨氮的超标已成为水污染处理的重要课题。并且工业废水如制药、化工等废水中不仅含有氨氮，而且含有很多的难降解的物质。针对氨氮的去除，污水处理站的建设不仅考虑到初期投资，而且更重要的是日常运营管理成本的考虑，并且受到多种因素的制约和影响。其中，处理工艺的优化选择对污水处理厂的投资及运行管理的影响尤为关键。因此，须从整体优化的观点出发，综合考虑当地的客观条件、污水性质及处理出水要求，提出最佳的污水处理工艺。
2氨氮去除的原理及工艺说明
用于去除氨氮的方法有多种，也是目前常用的去除工艺，主要的方法如：生物脱氮、吹脱、离子交换、反渗透、臭氧氧化及折点加氯法等。根据不同特性和污水的污染物成分可选用不同的氨氮去除工艺。
2.1生物脱氮
生物脱氮是目前常用的脱氮方法之一，适合处理低浓度的氨氮，并且处理效果可靠稳定。生物脱氮的最大优点在于它彻底消除了水中的氮污染，没有二次污染和其它弊端，其缺点是微生物的培养及工艺条件的控制。
典型的生物脱氮工艺有A/O和SBR工艺。
A/O工艺是兼氧和好氧生物处理组合的生物技术，污水在生化系统各个不同的功能段，发生不同的生物化学反应，通过各个功能段的组合达到去除污水中的氮和磷的目的。
从目前运行的工程实例来看，传统A/O工艺通常被成功应用于低浓度含氨氮废水的处理，如生活污水、城市污水处理厂等，应用于氨氮浓度超出100 mg/L废水时的成功先例不多，且投资较高，突出的问题是氨氮去除率很难稳定达标，同时系统不太稳定，在出现硝态氮累积时易造成污泥体系各菌群的比例失调。
在A/O法相对于SBR池需要增设二沉池，污水处理设备较多，运行管理环节增多。
SBR工艺：SBR工艺为传统活性污泥的变形工艺，是近年发展起来的一种较为先进的活性污泥处理法，该处理工艺集曝气池、沉淀池为一体，间歇进水，间歇曝气，停气时污水沉淀撇除上清液，并排出剩余污泥，成为一个周期，周而复始。
在SBR处理工艺中，硝化和反硝化在同一池内进行，不需要好氧废水的回流，因此理论上脱氮效率可无限接近于100%。SBR工艺运行方式十分灵活，通过控制供氧量使运行环境在兼氧和好氧之间不断变换，这时可以将SBR工艺看成多个A/O工艺的串联组合体，所以能够保证很高的脱氮效果。实践表明，SBR工艺的脱氮效率可以达到90%以上。
2.2吹脱法
吹脱法的反应原理为：NH4++OH-NH3+H2O，投加控制pH和温度，将氨氮从水中脱除。根据反应方程式，高温和在高pH的条件下，对氨氮的吹脱有利，可以提高氨氮的去除率，反之则不利于氨氮的去除。同时废水中的氨氮浓度越高，越有利于氨氮的去除。
吹脱法有如下特点：①投资相对较少、运行成本高，酸碱投加量大，吹脱后得到的氨废水的处理也是个难题；②去除率较低，必须与其它工艺结合才能取得高品质的出水；③适用场所有限，工作环境恶劣。氨氮吹脱进入大气，必然会对环境造成二次污染；④环境温度要求高，耗能大，低温不利于吹脱，需要提高到设定的温度。
2.3折点加氯法
折点加氯法主要是在废水中投加氯气或者NaClO，利用其强氧化性去除废水中的氨氮。当投加量和废水的配比达到一定的比例时，废水中的氨氮的浓度降至最低，氨氮的去除率达到最高。
折点加氯法适用于小水量的废水，如果水量大且氨氮的浓度高，根据投加比例（具体次氯酸钠的投加量根据实验室的小试而定），日常的运行成本将会很高，并且需配置大的储罐。
2.4离子交换
离子交换不仅能去除氨氮，也能吸附水中除H+以外的其它阳离子，且对预处理的要求较高，因此其运行费用很高，其操作也较麻烦。离子交换也只是进行了污染的转移，并未消除污染，更值得指出的是离子交换采用酸碱或盐再生，加重了再生废液中氨氮去除的难度。其致命的问题也是其再生废液中的氨氮仍需处理。
2.5其他脱氮技术
2.5.1反渗透技术
最新的反渗透技术对氨氮的去除也能取得接近离子交换的效果，其对预处理的要求较高，工程投资和运行费用也较高，同时，其浓水的出路如同离子交换的再生废液，仍是有待解决的问题。
2.5.2臭氧氧化
臭氧氧化氨氮的理想条件是高碱性环境，中性环境中臭氧对氨氮的氧化能力较差，因此采用臭氧氧化氨氮不但成本会很高，且还会产生许多的后遗症。
3几种脱氮工艺的比较
对于给定浓度的废水，合理的技术方案取决于：水的性质、处理效果、经济效益。汽提为更为合理的选择，表1给出几种工艺的比较。
从表中看出，采用蒸汽汽提法为较为成熟脱氨工艺，既能回收氨用于生产，又避免了空气吹脱所导致的空气污染，是一项技术可靠，经济合理的清洁生产工艺。
4结论
综上所述，氨氮的去除办法分为多种，简单的概括为物理化学法和生物法。物理化学法多用于工艺的预处理，但是易造成二次污染，对环境造成影响。
生物法是目前应用最广泛且成熟的氨氮去除的处理方法。
但是单独纯粹的使用物理化学法或者生物法都很难使处理的污水达标排放。将以上方法结合起来，是大势所趋。根据不同工业废水的性质及特点，将物理法、化学法和生物法相结合，找到运行成本低，总投资费用低及处理效果好、避免二次污染的工艺是今后的研究重点和工艺优化的方向。
参考文献
[1]张自杰.排水工程(下)[M].中国建筑工业出版社,2000.
废水中总氮处理方法范文5
【关键词】焦化废水；A/O；A2/O2；工艺改进
1 焦化废水的简介
炼焦过程就是由原料煤制取焦炭和其他化学产品的过程，在化学产品过程中回收焦油、苯、氨、酚、氰等，在此过程中会产生大量的焦化废水，焦化生产工艺流程和废水来源见图1-1所示[1]。焦化废水中的污染物成分复杂，种类繁多，主要是酚类、多环芳香族化合物和含氮、氧、硫的杂环化合物等，其中易降解的有机物主要是酚类化合物和苯类化合物，例如砒咯、萘、呋喃、咪唑等；难降解的有机物主要有砒啶、咔唑、联苯、三联苯等，所以焦化废水是一种含有难降解有机物的工业废水。
图1 焦化生产工艺流程与废水来源
（1）原料附带水和煤中化合水在炼焦过程中产生的废水
煤在运输、洗煤、配煤过程中，通常含有水分，炼焦过程是高温干馏，水分受热挥发；煤中化合水受热裂解析出，水蒸汽伴随荒煤气的引出，途经氨水喷洒冷凝、气液分离器分离，进入机械化澄清槽，通过静置分层，依次分为焦油、剩余氨水和焦油渣；剩余氨水引入蒸氨塔进行蒸氨处理，产生大量酚氰废水，这类含有大量氨氮、酚、氰、硫化物和油类的废水，是焦化废水的主要组成部分。
（2）化产回收过程中因工艺需要而产生的废水
通过图1可以看出，化产回收过程产生的废水主要由除尘洗涤水、熄焦废水、终冷污水、洗涤废水等，这类废水含有一定浓度的酚氰和硫化物，不仅水量大而且成份复杂。
（3）其它工段产生的废水
辅助工段也会产生废水，例如煤气水封过程、加压泵轴封系统、地秤排水等， 这类废水水量小，污染物较少，一般经澄清处理后可重复使用。
2 原废水处理工艺
2.1 原工艺流程介绍
A/O工艺是一种前置反硝化工艺，属于单级污泥脱氮工艺。由图2得知，此法处理流程主要由预处理、生化处理和后处理三部分组成。预处理部分包括除油池、气浮池和调节池等；生化处理部分包括厌氧反应器、缺氧池、好氧池、中沉池和二沉池等；后处理包括混合反应池、混凝沉淀池和过滤器等。预处理的主要目的是去除废水中的油类物质和较大颗粒的悬浮物[2]，同时去除部分COD，主要有：平流隔油池、气浮装置、调节池等处理设备，预处理后废水与二沉池回流上清液一起均匀地进入生化处理工段；生化处理采用内循环工艺，主要目的是去除COD和氨氮及硫化物、氰化物、酚等有害物质，处理原理是利用微生物间的新陈代谢作用，将污水中的有害物质降解去除[3]。A/O 生化池主要有缺氧池、好氧池、二沉池、风机房、药剂制备间、回流泵房等，以及相应的监控系统和必要的检化验设施。后续深度处理主要是絮凝沉淀，进一步降低原水中生物不能降解的部分。生化池剩余污泥、混凝沉淀池底排泥浆至浓缩池经泵加压去污泥脱水间脱水[4]。
2.2 处理结果及数据分析
由表1可以看出，废水中污染物处理效果比较明显，对易降解的有机物有较好的处理效果，COD去除率达90%以上，出水中酚、氰油、氨氮等污染物指标达到国家排放标准，但是COD指标还是高于标准，而且数值不稳定，SS≥120mg/L，浊度高，氨氮特别是有机氮类污染物的降解效果不够理想，处理能力不能满足现有环保要求，有待提高。
3 改进措施
3.1 改进后工艺流程介绍
A2O2生物脱氮处理工艺，是在A/O脱氮工艺的基础上又增设了缺氧段II和好氧段II，所以该工艺又称四段强化生物脱氮工艺。原水进入厌氧池，在厌氧菌和反硝化菌的作用下，进行分解高分子有机物和苯环类污染物及反硝化反应。厌氧池出水进入好氧池I，在硝化菌的作用下，进行硝化反应，将水中的氨氮分解成硝氮、亚硝氮，从好氧池I流出的含有硝氮、亚硝氮的硝化液回流至厌氧池，在此进行反硝化脱氮。活性污泥在中间沉淀池沉淀浓缩后，回流厌氧池。部分硝化液随污水进入缺氧池II与生活污水混合，进行二次反硝化脱氮，然后再进入好氧池II去除水中残余COD。最后污水流入沉淀池进行泥水分离，上清液进入清水池，沉淀下来的污泥一部分作为回流污泥回流至缺氧池II，另一部分作为剩余污泥脱水排出。由此可见，硝化、反硝化等生化反应在该工艺流程中反复进行了二次甚至二次以上，所以该工艺的脱氮工艺好于AO、A2O等其他工艺，同时，反硝化反应需要消耗大量碳源，该工艺的多次反硝化对水中的COD、BOD的去处也优于其他工艺，并且该工艺承受负荷能力强，避免了以往工艺需要大量稀释水稀释的弊病。
3.2 部分主要设备列表（表2）
3.3 改进后处理结果及数据分析
由表3可以看出，废水处理站的调试完成后，运行一段时间后的数据显示，污水处理站出水水质均可达到国家规定的一级标准，其中出水NH3-N正常情况下在15.0 mg/L以下，COD平均小于100mg/L，酚、总氰均0.5mg/L以下，其他污染物如油、悬浮物等均达到出水标准。出水稳定，降解效果显著，废水全部回用于熄焦。工艺的耐负荷冲击能力强。在进水水质波动较大或污染物浓度较高时，均能维持正常运行，操作管理也很简单。
3.4 工艺特点
（1）污水处理厂总图布置要求紧凑、合理、管理方便、占地面积小；
（2） 运行费用低：新工艺采用：预处理（隔油+气浮）+生化处理（A2O2）+生化后处理+深度处理，该工艺整个生化系统一次提升，采用重力流，能耗低，回流系统采用气提方式，节省电耗；
（3）采用高效微生物菌种，脱色效果好；
（4）生化处理（A2O2）总生化停留时间长，出水效果好停留时间：厌氧30+好氧30+缺氧20+二级好氧25=105小时；
（5）该工艺经二次反硝化脱氮，氨氮、总氮去除率可达95%以上；
（6）深度处理达到回用水水质标准；
（7）污水处理系统采用双路设计，并联运行，便于设备维修。
4 结语
实践表明，A2O2工艺处理焦化废水，降解效果显著，在运行中需要注意以下问题：
（1）废水经过处理后，SS值还是偏高，浊度大，在后续的改进中可考虑增加超滤系统和RO反渗透系统，提高废水的出水水质；
（2）调节池对整个系统的稳定不可忽视，应在管理中加强控制出水指标；
（3）混凝沉淀池排泥要及时，防止出水悬浮物和COD超标。
【参考文献】
[1]王绍文，等.焦化废水无害化处理与回用技术[M].（下转第54页）（上接第37页）北京：冶金工业出版社，2005.
[2]姚学军.关于使用A2/O2法处理焦化废水的研究[J].科技情报开发与经济，2010，28：174-176.
废水中总氮处理方法范文6
[关键词]生物脱氮 固定化微生物 好氧反硝化菌 废水处理
对氮素引起的环境污染来说,生物脱氮具有十分重要的意义和极大的实用价值。传统生物脱氮工艺将硝化和反硝化作为两个相互独立的阶段,使二者在时间和空间上分开,即硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应发生在严格的缺氧条件下。近年来,众多专家在传统硝化反硝化脱氮理论的基础之上,又探索出了一些生物脱氮的新途径,如同时硝化反硝化(Simultaneous Nitrification and Denitrification, SND)、好氧反硝化(Aerobic Denitrification)、异养硝化(Heterotrophic Nitrification)、异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic Nitrification)等,而好氧反硝化现象的发生又离不开好氧反硝化菌的作用,好氧反硝化菌是利用好氧反硝化酶的作用,在有氧条件下进行反硝化作用的一类反硝化菌,它使得硝化反应与反硝化反应在同一个反应器中发生,从而实现真正意义上的同步硝化反硝化。
目前国外对好氧反硝化菌的研究方向概括起来主要有两个方面:
① 生理生化性质的研究:国外的Lone Frette、Shwu Ling Pai和Naoki Takaya等分离出了不同种属的好氧反硝化菌,并对细菌的生理条件(温度、pH、C/N比),总氮的去除过程等作了深入的研究。
② 工艺方法的研究:国外的研究者把得到的好氧反硝化菌用于实验阶段的工艺研究,也取得了较好的总氮去除效果。
国内传统的生物脱氮的理论知识较为成熟,不仅把工艺成功运用于实践中,而且还结合我国的特色,研发出了许多新型反应器。但好氧反硝化菌的研究才刚刚起步,做的工作还不多,很多研究基本还处于实验的探索阶段,已筛得的好氧反硝化菌大部分脱氮效率不是很高,其相关机理研究还不够深入。如何提高好氧反硝化菌在工艺研究中的脱氮效率,解决菌种流失、脱氮稳定性较差的问题仍然是一个新的研究方向。而固定化好氧反硝化菌脱氮技术在一定程度上解决好氧反硝化菌直接投放于工艺研究中存在的诸多问题,从而大大提高好氧反硝化菌的脱氮效率。
本文将从好氧反硝化菌的应用研究、固定化微生物技术应用于废水处理研究动态以及固定化好氧反硝化菌脱氮效果比对等方面综述固定化好氧反硝化菌脱氮技术的研究状况与应用展望。
1好氧反硝化菌的应用研究
与传统的生物脱氮工艺相比,好氧反硝化菌的出现可以使生物脱氮在同一反应器中完成,实现真正意义上的同步硝化反硝化。关于利用好氧反硝化菌实现的生物脱氧已经有成功应用的报道。Cupta等[1]用含有Thiosphaera pantotropha 的生物转盘处理不同浓度的生活污水时,总氮去除率达20%～68%。Kshirsagar等[2]利用两个操作条件完全相同的氧化沟来处理模拟肥料工业废水,其中一氧化沟内投加有Thiosphaera pantotropha,另一没有投加的氧化沟为对照系统。当进水TKN的质量浓度为790mg/L时,含有Thiosphaera pantotropha的氧化沟系统对TKN去除(硝化效果)和TN去除(反硝化效果)分别比对照系统高出10%和20%。丁爱中等[3]则从土壤中分离出一种兼性细菌DN11,发现其能在好氧条件下还原硝酸盐。Huang等[4]分离出好氧反硝化菌Citrobacterdiversus,发现其好氧反硝化最适碳氮比(C/N)为4~5,DO为2~6mg/L。Pai等[5]也曾将好氧反硝化菌T6和硝化污泥投加到同一个好氧反应器中,在进水NO3--N的质量浓度为250mg/L时,总氮去除负荷最大可达360mg[N]/g[MLVSS]・d。因而在单污泥系统或者生物膜系统中,可将硝化菌和好氧反硝化菌进行混合培养,只要控制好合适的运行条件,就可以在同一反应器中实现同步硝化好氧反硝化。
当前对好氧反硝化菌的应用,无论是用宏观环境理论还是微观环境理论来解释,都还是没有摆脱传统的好氧缺氧生物脱氮模式,其通常所说的反硝化,其实质仍然是缺氧微环境下的反硝化,不能称之为真正意义上的好氧反硝化,没有发挥出好氧反硝化技术的优势。好氧反硝化菌脱氮的研究虽然在国内还处于起步阶段,但是由于其比传统生物脱氮具有优势,必将成为未来废水生物脱氮的重要途径之一。
2固定化微生物技术应用于废水处理研究动态[6]
用固定化细胞处理废水前景是喜人的。Canizares等[7]比较研究了角叉莱胶聚糖固定的螺旋藻与悬浮藻处理酿酒废水,固定化藻对氮、磷的去除率在90%以上,而悬浮藻对氮、磷的去除率分别为75%和53%,而Travieso等[8]利用固定化小球藻处理下水道污染物的研究表明,固定化小球藻对污水净化7d后,可使污水中的氨氮由原来的35mg/L降低为近乎零,使磷酸盐的去除率也达71%。席淑琪等[9]采用厌氧、好氧环境交替出现的培养条件,富集培养以假单胞菌为主的除磷菌。使用PVA硼酸法固定以假单胞菌为优势微生物的活性污泥,制成的固定化污泥经过活化,可以保持细胞活性并略有提高,具有明显的除磷能力和较好的抗酸、碱冲击能力,在起始浓度为87.5mg/L时,6 h可去除49.5%的磷。在酸性条件下,菌体会释放磷,而硝氮的存在有利于提高固定化污泥的除磷效果,24h除磷率为88.2%。在好氧条件下,固定化污泥还具有明显的脱氮能力,这为采用固定化细胞法同时进行污水的脱氮、除磷处理提供了可能。用藻菌共生系统进行污水的脱氮除磷处理,藻类通过光合作用产生氧气,供给好氧菌降解有机物质,而且有机质降解产生的CO2可被藻类利用,这样就减少了曝气量,降低了能耗。Bashan等[10]将微藻类Chlorella vulgaris和藻类促进生长细菌Azospirillum brasilens共固定化的海藻酸钙包埋颗粒用在半连续合成废水的处理中。与单独微藻类的固定化相比,固定化混合微生物对铵离子和溶解性磷离子有很高的去除率。实验发现藻类促进生长细菌Abrasilense与微藻类Cvulgaris共固定在包埋颗粒中,对微藻类的生长有很大的促进作用,并且能提高微藻类Cvulgaris对铵离子和溶解性磷离子的去除率。
3固定化好氧反硝化菌脱氮技术研究进展
3.1 固定化好氧反硝化菌脱氮技术应用
由于固定化细胞技术用于废水生物处理与传统的悬浮生物处理法相比,能纯化和保持高效菌种,微生物浓度高,污泥产量少,固液分离效果好。因此,该项技术在废水生物处理,尤其是在特种水处理领域中,获得了广泛的研究。固定化细胞技术已用于BOD物质的去除、硝化-反硝化、脱磷、去酚、氰的降解、LAS降解[11-12]、重金属离子的去除与回收以及印染废水的脱色处理等。近年来,固定化硝化菌脱氮技术已经从实验室和小规模试验阶段进入大规模的生产性试验阶段。目前,固定化好氧反硝化菌脱氮技术还处于实验室和小规模试验阶段。
本人通过实验室的小试研究,从具有同时硝化反硝化(SND)现象的OGO反应器中分离出三株好氧反硝化菌,命名为T3、T6、T7,分离菌株革兰氏染色皆为阳性、形状皆为杆状。通过形态学特征、16SrDNA同源性比较对筛选菌株进行鉴定,确定T3、T7为赤红红球菌属(Rhodococcus),T6为戈登氏菌属(Gordonia)。菌株在柠檬酸钠为碳源,硝酸钾为氮源的培养基中生长良好,将其按比例混合扩大培养后以5%的接种量投放于OGO应器中,检测菌株强化后反应器的脱氮效果。结果表明:聚乙烯醇(PVA)包埋菌泥投放较菌泥直接投放的处理效果好,其强化后的OGO反应器对COD、NH4+-N、TN的平均去除率分别为98.48%、90.18%、78.92%,比强化前的处理结果分别提高了4.21%、6.43%、4.61%,且反应器出水NOx--N的量较少[13]。
此外将好氧反硝化菌T7扩大培养后对硝酸盐氮与亚硝酸盐氮为唯一氮源的模拟废水进行处理,选用聚乙烯醇(PVA)作为包埋载体,将接种菌做成固定化的小球,再将其投放于不同浓度的模拟废水中,同时与未包埋时的处理效果进行比对。试验结果表明:该菌株能在好氧的条件下代谢硝酸盐氮与亚硝酸盐氮,可以处理不同浓度的硝酸盐氮与亚硝酸盐氮的废水,但两种投放方式对这5种初始浓度(1mg/L,10 mg/L,100 mg/L,500 mg/L,1000 mg/L)的硝酸盐氮与亚硝酸盐氮模拟废水的降解率差异显著。当硝酸盐氮与亚硝酸盐氮的初始浓度都为1mg・L-1时,降解率最高,都达到85%以上。但随着硝酸盐氮与亚硝酸盐氮初始浓度的增加,两种投放方式的处理效果都下降,但菌泥直接投放时的处理效果下降速度更快,表明PVA包埋的好氧反硝化菌比直接投放的好氧反硝化菌对高浓度的含氮废水具有更强的耐受性。同时也说明单位数量的好氧反硝化菌对氮的降解是有限的,当硝酸盐氮与亚硝酸盐氮初始浓度超出好氧反硝化菌的最大承受范围时,就会对好氧反硝化菌的脱氮效果起到抑制或毒害作用[14]。
3.2 固定化好氧反硝化菌脱氮技术应用展望
通过对分离菌株的单独包埋和混合包埋来处理不同浓度的含氮废水以及对OGO反应器的强化效果来分析,好氧反硝化菌包埋投放的处理效果较菌株直接投放时的处理效果要好,菌株脱氮效率提高,脱氮的稳定性增强,耐受性也有所提高。这与固定化好氧反硝化技术的特性密切相关:
①好氧反硝化菌固定化后,利于固液分离,分离后的出水中剩余好氧反硝化菌的量很少,因此不需要大型沉淀池和固定投资;
②反应器中可达到较高的细胞浓度,通常为常规活性污泥法的7～8倍;
③通过优化载体体积特征,可达到好氧反硝化菌的最大活性;
④具有抗冲击负荷的能力,特别是采用包埋法固定化技术时,微生物被高分子化合物所覆盖,与毒性物质的接触受到限制,安全性大大增加。
综上所述,随着对好氧反硝化菌固定化技术的不断深入研究和发展,该项技术必将成为一项高效而实用的废水处理技术,在废水处理中获得广泛的应用。
4结语
固定化好氧反硝化菌脱氮技术必将以其独特的优点引起了人们的普遍关注,在污染物排放标准比较严格而单纯依靠传统处理难以达标的情况下,固定法好氧反硝化菌脱氮技术将成为有效辅助方法。为了更好地利用固定化好氧反硝化菌脱氮技术,针对不同的废水体系,应选择合适的包埋材料以提高处理能力,同时载体对细胞浓度、活性的影响及其传质阻力的研究还有待深入,在有机包埋载体中加入某些添加剂以改善其性能,有些组成的混合载体体系是很有应用前途的。开发研制性能优良的包埋载体材料仍是生物固定化技术的重要课题之一。随着好氧反硝化菌固定化技术的不断深入研究和发展,该项技术必将成为一项高效而实用的废水处理技术,在废水处理中获得广泛的应用。
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