去除制革废水氨氮的工艺改造（共4篇）（共4篇）
1.去除制革废水氨氮的工艺改造 篇一
电解法去除高浓度氨氮废水工艺研究
本文采用电解技术对高浓度氨氮废水进行处理研究,考察电化学方法对废水中高浓度氨氮的去除效果,并优化其工艺参数.结果表明,电流密度、Cl-1浓度、极板对数等均对高浓度氨氮的.电解处理效率有直接影响;综合考虑电耗、投加Cl-1量等经济因素和处理效果,其优化工艺参数为8A电流、NH+4与Cl-1的摩尔比为1:4、2对极板;此条件下氨氮的90min去除率为81.5%,电耗为63.6度.
作 者：贾建丽 何绪文 车冉 刘通 陈昊然 JIA Jian-li HE Xu-wen CHE Ran LIU Tong CHEN Hao-ran 作者单位：中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京,100083刊 名：九江学院学报英文刊名：JOURNAL OF JIUJIANG UNIVERSITY年，卷(期)：28(6)分类号：X703关键词：电解法 高浓度氨氮 电流密度 氯离子浓度
2.去除制革废水氨氮的工艺改造 篇二
1 制革生产废水简介
1.1 主要污染物排放情况
制革生产工艺是以各种动物原皮为原料, 经过准备、鞣制、整饰三个阶段, 生产轻革、重革。由于在生产工艺中使用大量的食盐、纯碱、石灰、硫化碱、铬粉、氨盐、酸及染料等各种化工原料, 因此废水中污染物种类繁多。制革废水主要污染物排放情况如表1所示[1]。
1.2 废水主要特性
制革废水是一种高浓度有机废水, 成分复杂, 其废水特性是色度高、臭味重、耗氧物质高、悬浮物多, 含有重金属铬、硫化物等有毒有害物质, 特别是氨氮含量较高。水量水质波动大, 各工序废水中的污染物浓度相差较大, 如表1中脱灰废水氨氮浓度为3000～7000 mg/L, 而浸灰脱毛废水氨氮浓度仅为50～100 mg/L。
2 制革废水氨氮处理
2.1 废水氨氮特性
制革废水中的氨氮含量较高, 主要原因一方面是制革脱灰和软化过程中要用到无机铵盐, 脱灰、软化工序产生的高浓度氨氮废水是制革废水氨氮的主要来源, 目前从成本和使用效果来看, 还没有可以全部替代无机铵盐的脱灰剂;另一方面, 制革是以加工胶原纤维——蛋白质为主要原料的过程, 大量的皮蛋白被水解到废水中, 随着废水中蛋白质的氨化, 废水氨氮浓度迅速升高, 这使得废水中氨氮浓度很高, 达到300～600 mg/L, 有时候甚至出现废水越处理氨氮浓度越高的现象。因此, 进行废水处理工程设计时, 在考虑对有机污染物去除的同时, 特别要考虑氨氮的去除。
2.2 氨氮处理技术的选择
用于去除氨氮的方法有多种, 主要有物理化学法和生物法两大类。物理化学法主要有:吹脱法、化学沉淀法、氧化剂氧化、催化氧化、电解法、离子交换和臭氧氧化等[1]。由于建设、运行费用相对较高, 氨氮去除不彻底, 易产生二次污染等缺点, 从经济、技术等综合因素考虑, 对于水量较大、氨氮浓度较高的制革废水, 其处理技术都是首选生物法。生物法脱氮是最经济有效的治理技术, 它工艺技术成熟、运行稳定、处理费用较低。
生物法脱氮的原理和特点如下:生物法脱氮是利用自然界氮的循环原理, 通过人工方法予以控制。首先, 污水中的含氮有机物转化成氨氮, 而后在好氧条件下通过硝化菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐氮 (NOX-N) , 这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下, 通过反硝化菌, 利用外碳源将硝酸盐氮还原为氮气从水中逸出从而达到脱氮的目的, 这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应过程。在生物脱氮过程中, 要将硝酸盐氮还原为氮气, 除了必须具备适当的环境条件外, 还必须有外碳源充当还原剂。一般认为, 污水的硝化过程总是在碳化过程之后进行的, 因此在采用生物脱氮时可采用两种方式提供碳源:其一是利用原水中的有机物作碳源脱氮, 通过回流硝化液脱氮, 此法必须付出大比例回流的经济代价, A/O工艺是其典型代表;其二是利用生物污泥作碳源脱氮, SBR法是其典型代表。生物脱氮虽然工艺成熟、运行费用较低, 且能彻底地消除氮污染, 但生物脱氮对水中的碳氮比例、碱度等都有一定的要求。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后遗症, 其缺点是微生物对生存环境有一定的要求。
3 制革废水氨氮处理典型生化技术实例
国内制革业现有的废水处理设施, 可以做到氨氮达标的为数不多。常规生物处理法如氧化沟法、A/O法、SBR法等, 这些生化处理法只要生化处理设计参数选择合理, COD的控制指标都能实现, 但氨氮的控制指标 (二级标准为25 mg/L、一级标准为15 mg/L) 大多都不能达到, 现在国内绝大部分制革厂废水处理工程氨氮的处理水平在50～250 mg/L范围内[2]。常规生物法去除氨氮, 需要有亚硝化细菌和硝化细菌的参与, 亚硝化细菌和硝化细菌属于自养型好氧细菌, 增殖速率缓慢, 无法与异氧菌竞争。在氧化沟、SBR等工艺中, 硝化菌数量占到活性污泥微生物量的0.5%以下, 在制革废水处理中, 由于活性污泥铬、钙累积, 硝化菌在活性污泥中的含量将更低。因此, 应用于制革废水处理的氧化沟、SBR等工艺基本上没有脱氮功能, 只适合于低浓度氨氮废水的处理, 用来处理氨氮浓度较高的制革废水, 是无法实现达标排放的。下面以全国最大的猪皮革生产基地——平阳县水头制革基地污水处理厂氨氮达标改造工程为例进行具体分析。
3.1 多级A/O (硝化/反硝化) 活性污泥工艺
水头制革基地蓝天、绿地两个污水处理厂采用上海同济建设科技有限公司设计的多级A/O工艺。以蓝天污水处理厂为例 (日处理制革废水6500吨) , 由于原有的生化处理系统设计停留时间较短, 有机氮 (蛋白质) 的氧化过程仅进行到氨氮阶段, 生化处理系统的供氧不足等原因导致出水的CODCr和氨氮浓度仍然很高, 特别是氨氮几乎未去除。改造后的废水处理工艺流程如图1所示。
该工艺特点是通过多级A/O工艺的串联、并联使用, 经内回流和污泥回流, 多次硝化与反硝化确保废水中的氨氮达标排放, 实现单级A/O工艺无法达到的去除效果。为使氨氮硝化和反硝化反应彻底, 设计停留时间较长。进水采用中间进水, 这样可以充分利用污水中的碳源, 进行氨氮的硝化和反硝化, 避免外加碳源, 节约运行费用。硝化阶段消耗碱度, 反硝化阶段又能回收部分碱度, 反应过程总体上需要补充一定量的碱剂。运行管理的关键是调整控制各级A/O之间水量的分配、内回流和污泥回流比。作为传统单级A/O工艺的改建, 该工艺对运行控制的管理技术水平相对较高。
3.2 悬浮生物滤池工艺
悬浮生物滤池是一种生物滤池工艺, 采用了一种质轻、多孔的高分子材料作为载体, 微生物可固定在载体上。该载体比表面积大, 对微生物的吸附、截留能力强, 持水后载体密度在0.9～1.0 g/cm3, 故在曝气池中呈悬浮态, 在空气作用下, 呈流化态。悬浮生物滤池不需要布水系统和填料支撑层, 不会堵塞, 不需要反冲洗。与曝气生物滤池相比, 有很大优势。
水头制革基地侨信、河头两个污水处理厂采用浙江省环境保护科学设计研究院研究开发的悬浮生物滤池工艺。以侨信污水处理厂为例 (日处理制革废水1300吨) , 在充分利用原有设施和设备基础上, 将原有一座SBR池改造成为悬浮生物滤池, 在该池投加高效硝化菌种用于生物硝化, 悬浮生物滤池部分出水回流至SBR池进行反硝化, 部分出水达标排放。简要处理工艺流程如图2。
该工艺具有以下特点:一是有机物去除与生物硝化过程分开, 解决铬、钙等有毒有害物质积累与生物硝化需要长污泥龄的矛盾。二是采用生物强化技术与微生物固定化技术解决氨氮生物硝化问题。高效硝化菌种能适应制革废水水质, 能够自我繁殖。固定化载体比表面积大, 生物亲和性强, 适宜硝化菌生长, 不易流失。三是运行管理简单, 硝化容积负荷高, 可提高废水处理效果, 降低工程造价和运行费用, 固定硝化菌能力强, 硝化速率快, 处理氨氮负荷高, 出水水质好。四是利用SBR池中局部缺氧环境进行反硝化, 通过反硝化降低总氮, 同时又可去除部分有机物, 以降低运行电费, 还可提供硝化所需的部分碱度。作为传统生物滤池的改进工艺, 该工艺对微生物的载体 (填料) 要求较高, 要有特别制作的填料和培养的特种硝化菌。
3.3 氨氮处理效果及影响因素
蓝天、绿地、侨信、河头四个污水处理厂设计进水CODCr≤6000 mg/L、氨氮≤350 mg/L, 出水CODCr≤250 mg/L、氨氮≤25 mg/L, 采用上述工艺改造后, 氨氮处理效果明显, 运行较为稳定, 能够做到稳定达标排放。自2007年7月进水调试, 同年9月初基本实现达标排放, 长期监督性监测和污水处理厂自行监测数据显示, 总体运行状况良好, 出水CODCr、氨氮等指标浓度都远低于排放标准, 一段时间氨氮排放浓度低于10 mg/L, 甚至在1 mg/L以下, 处理效率达到90%以上, 效果非常显著。在实际进水水质超过设计进水指标的情况下 (有时进水CODCr 7000～8000 mg/L、氨氮500～600 mg/L) , CODCr、氨氮等指标的出水浓度仍能达到排放标准。
影响制革废水氨氮处理效果的因素很多, 如进水水质水量的变化, 废水中重金属离子铬等有毒有害物质对硝化反应的抑制作用, 特别是环境因素 (包括温度、pH值、溶解氧等) 对生物硝化、反硝化的影响。由于硝化菌对温度较为敏感, 适宜的温度为20～30 ℃, 水温低于5 ℃时硝化菌几乎停止生长[3]。试验表明, 当生物反应池温度在15 ℃以下, 氨氮处理效果明显下降, 当温度低于12 ℃时, 氨氮处理效果已经很弱。2007年、2008年冬季气温较低时, 上述几个污水处理厂都曾出现氨氮处理效果显著下降现象, 悬浮生物滤池受温度影响相对较小, A/O活性污泥工艺影响更明显。因此, 在处理工艺设计时要通过工艺参数的适当选取来满足不同温度变化的处理要求, 努力克服外界因素对生物硝化、反硝化的影响, 使其能持续稳定地发挥作用, 以达到处理目标。另外, 由于硝化菌对pH值的变化非常敏感, 为控制最佳的pH值条件 (8.0左右) , 多级A/O活性污泥工艺的O池和悬浮生物滤池都需要及时投加一定量的碱剂以保持足够的碱度, 如不投加或投加量不足, 硝化效果将会受到较大影响, 特别是多级A/O活性污泥工艺的O池, 调节控制好碱度尤为重要, 否则对氨氮去除效果的影响更显著。
两种方法在工艺技术上已较为成熟, 尽管还存在一些设计和运行管理等方面的不足, 需结合实际情况做进一步的调整和完善, 但总体上已达到了设计的要求和目标, 高浓度的氨氮基本被去除并达标排放, 相比而言, 其它普通的生化处理技术根本无法达到如此好的去除效果。
4 结语
选择高效成功的制革废水氨氮处理技术工艺, 是一件较难的事情, 目前的各种生化处理工艺, 都各有优缺点, 只有最适合某个工程的工艺, 并不存在最先进的工艺。我们应该根据进出水水质、污水处理厂的规模、当地的经济条件、气候情况、厂址情况等综合因素, 选择最适宜的氨氮处理工艺, 努力达到投资少, 运行费用低, 运行管理简单。在这些因素难以平衡的条件下, 应该优选运行费用低, 运行简单的工艺, 同时可以大胆地尝试一些虽然在国内目前应用较少, 但比较适合处理制革废水氨氮且较为成功的典型处理技术工艺。
参考文献
[1]王欣, 黄瑞敏, 陈克复.制革废水氨氮处理的研究进展[J].皮革化工, 2004, 21 (2) :9-12.
[2]陈学群, 姚丹, 孔了一.制革废水氨氮达标和脱氮处理技术分析[J].西部皮革, 2008, 30 (4) :27-32.
3.生物接触氧化工艺处理制革废水 篇三
生物接触氧化工艺处理制革废水
介绍用生物接触氧化工艺处理制革废水的技术特点、工艺流程和应用实践,制革废水经该工艺处理后,出水水质达到<污水综合排放标准>(GB 8978-)二级标准.运行结果表明,该工艺处理效果稳定,耐冲击负荷强,工艺组合合理,在制革废水处理中具有实用性.
作 者：吕波 作者单位：宿州市桥区环境科学研究所,安徽,宿州,234000刊 名：工业水处理 ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT年，卷(期)：25(1)分类号：X703.1关键词：制革废水 生物接触氧化法 废水处理
4.去除制革废水氨氮的工艺改造 篇四
1 实验
1.1 仪器
温控仪,TDW型,青岛崂山电子有限公司;实验电炉,8×2-4-10型,青岛崂山电子有限公司;电热鼓风干燥箱,HG101-3AD型,上海医疗器械厂;可见分光光度计,722N型,上海精密仪器厂;生化培养箱,TF-IA型,湖南湘潭科学仪器厂。
1.2 原料与试剂
凹凸棒土,由江苏淮源矿业有限公司提供,凹凸棒土含量≥80%,其主要化学成份MgO占10.09%,Al2O3占5.12%,SiO2占58.78%,K2O占1.29%,CaO占7.26%,TiO2占1.49%,Fe2O3占4.97%,均为质量百分比;添加剂,稻壳,粉碎至100目;氢氧化钠,AR,淮安市化学试剂供应站;碘化钾,AR,淮安市化学试剂供应站;碘化汞,AR,淮安市化学试剂供应站;酒石酸钾钠,AR,淮安市化学试剂供应站;氯化铵,AR,淮安市化学试剂供应站;硫酸锌,AR,淮安市化学试剂供应站。
1.3 凹凸棒土复合吸附剂的制备
按凹凸棒土:稻壳为9:1的比例称取原料,加水成型,静置24小时,放入110℃干燥箱内干燥24h,然后放入实验电炉内在500℃的温度下焙烧1h,最后出炉放在干燥器中冷却备用。
1.4 实验设计
每次取模拟废水量100mL,测定模拟废水中氨氮的含量,然后加入所制备的凹凸棒土复合吸附剂处理水样并置于培养箱中,分别考察吸附剂添加比例、处理时间、pH和处理温度四个因素,再测定处理后模拟废水中氨氮的含量。通过比较对于氨氮去除率的影响,分析得出各因素的最佳处理条件。对于实际采集的养殖废水,则需进行预处理,随后与模拟废水的处理步骤一样。
1.5 废水中氨氮的测定
纳氏试剂分光光度法[6]。
2 结果与分析
2.1 吸附剂添加量对氨氮去除率的影响
采用处理水量为100mL,处理时间为2小时,处理温度为25℃, pH为7.0,改变凹凸棒土复合吸附剂的添加量,考察其对于氨氮去除率的影响。吸附剂添加量对于氨氮去除率的影响见图1。
由图1可见,随着吸附剂用量的增加,水中氨氮的含量逐渐减少,去除率逐渐提高。当添加量达到5g时,氨氮的去除率可达80.21%, 再增加其影响效果并不显著。
2.2 处理时间对氨氮去除率的影响
采用处理水量为100mL,吸附剂添加量为5g,处理温度为25℃,pH为7.0,改变凹凸棒土复合吸附剂的处理时间,考察处理时间对于氨氮去除率的影响。处理时间对于氨氮去除率的影响见图2。
由图2可见,随着处理时间的增加,氨氮去除率呈现递增趋势。处理时间达到90min之后,氨氮去除率几乎不再提高。
2.3 pH值对氨氮去除率的影响
在吸附过程中,pH值是最重要的因素之一,它影响粘土矿物的吸附位、重金属的形态以及它们之间的结合反应。采用处理水量为100mL,吸附剂投加量为5g,处理时间为90min,处理温度为25℃,通过改变废水的pH值,考察pH值对于氨氮去除率的影响。pH值对于氨氮去除率的影响见图3。
如图3所示,氨氮去除率随pH值变化较大。这是因为pH值太小,水样中氢离子增多,与氨根离子形成对凹凸棒土的竞争性吸附,不利于凹土吸附剂吸附水中氨氮离子;pH值太大时,水样中碱过量,则会造成凹凸吸附剂表面堵塞,也影响吸附效果;当pH值在8~9时,由于凹凸棒土对pH有一定缓冲能力,氨氮主要以氨根离子存在,有利于凹凸棒土对其的吸附[7]。当pH值为8.39时,可达到最大氨氮去除率。
2.4 处理温度对氨氮去除率的影响
采用处理水量为100mL,吸附剂投加量为5g,处理时间为90min,pH为8.39,通过改变处理温度,考察温度对于氨氮去除率的影响。处理温度对于氨氮去除率的影响见图4。
由图4可知,在实验温度范围内,随着处理温度的升高,氨氮的去除率略有增大;但总的来说,温度对于废水中氨氮的去除率的影响并不明显,故处理温度控制在常温即可。
2.5 凹凸棒土复合吸附剂处理养殖废水的效果
在淮安市某养殖厂污水排水口,取3份水样,在最佳的处理条件下进行处理。由表1可知,处理前水样污染较为严重,经凹凸棒土复合吸附剂处理后氨氮去除率最高可达将近87%。
3 结 论
(1)该凹凸棒土复合吸附剂的添加量、处理时间、pH对养殖废水中的氨氮的吸附影响较大,处理温度则影响较小。
(2)在吸附剂添加量为5%、处理时间为90min、处理pH为8.39、处理温度为常温的条件下该凹凸棒土复合吸附剂可有效去除养殖废水中的氨氮。
摘要：以凹凸棒土为主要原料,制备新型废水氨氮吸附剂。考察了吸附剂添加比例、处理时间、pH和处理温度等因素对该新型吸附剂去除废水中氨氮的影响。研究结果表明:当吸附剂添加比例为5%、处理时间为90min、pH为8.39、处理温度为常温时,所制备的新型吸附剂吸附效果最好,对废水中氨氮有良好的去除率。
关键词：凹凸棒土,吸附剂,氨氮处理
参考文献
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