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2018
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水处理中的脱氮原理是什么

 1. 氮污染概况

我国水资源总量较为丰富,总量28124亿m3,位居世界第六,然而人均占有水资源量仅2340 m3,约为世界人均占有量的1/4。并且我国水资源主要来源于降水,受大气环流、海陆位置、地形及地势等因素影响严重,在地域及时间上分布都极不均匀。尤其近年来水资源短缺危机日益严重,如何合理配置现有水资源、在最大程度上避免水资源的浪费成为亟待解决的重大问题。与此同时,全国年排污水量为350亿m3,城市污水集中处理率仅为百分之七,百分之八十的污水未经有效处理就排入江河湖海,使我国的水污染状况和水质富营养化十分严重,并进一步加剧了水资源的短缺。可以说水资源短缺和水污染严重已经成为严重制约我国社会经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题,迫切需要加以解决。(加药装置

我国缺水的东北、华北和沿海地区,每年可回收污水量约五十多亿立方米,通过污水回用可以在相当程度上缓解全国的水资源紧缺状况,成为江,河,湖,地下水之外的新水源,从而促进工农业产值的大幅度提高。

污水的再生利用往往离不开脱氮除磷技术,这是因为传统的污水二级生物处理技术氮磷去除能力低,氮磷含量较高的再生污水回用于城市水体、工业冷却水、工业生产用水或者市政杂用水时将造成危害。因此,当利用城市污水处理厂作为第二水源开发时,在污水再生利用过程中,对于某些回用对象,必须对氮和磷的含量加以控制。

近年来,由于过量的植物性营养元素氮、磷大量排入水体,水体的富营养化速度大大加快。富营养化水指的是富含磷酸盐和某些形式氮素的水。在光照和其它环境条件适宜的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被耗尽,造成水体质量恶化和水生生态环境结构破坏,这就是所谓的水体富营养化现象。藻类生长的限制性因素是氮和磷,其含量通常决定着藻类的收获量,所以水体中的氮和磷营养盐类的增长就成为藻类生长的主要原因。

近20年来,我国水环境污染和水体富营养化状况越来越严重。在许多地区,防止饮用水源污染和水体富营养化己成为防止水污染的重要问题,在缺水地区实现污水资源化也已提到议事日程。

进入水体的氮磷营养来源是多方面的,其中人类活动造成的氮磷来源主要有以下几方面:

①工业和生活污水未经处理直接进入河道和水体;

②污水处理厂出水;

③面源性的农业污染物:包括肥料农药和动物粪便;

④城市来源:除了上面已提到的人粪便、工业污水外,目前仍然在大量使用的高磷洗涤剂是城市社会进入天然水体磷素的重要来源。

2. 脱氮工艺原理

废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等4种形态存在,生活污水中氮的存在形式是以有机氮和氨氮为主的,其中有机氮大约占到40%~50%,氨氮占50%~60%,一般情况下,生活污水中的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮含量很低,不超过氨氮总量的1%。

氮的去除方法主要有生物法和化学法两大类。生物法不但能去除有机物,还能将污水中的有机氮和氨氮通过生物硝化和反硝化作用转化为氮气,最终从污水中去除;而化学法通常只能去除氨氮,且存在处理费用高,可能对环境造成负面影响以及再生方法(指离子交换脱氮的饱和离子交换剂)尚未确定等问题,故目前仍以生物法较为实用。下面是生物脱氮的工艺原理。

废水的生物脱氮是在传统的二级生物处理将有机氮转化为氨氮的基础上,通过硝化及反硝化细菌的作用,将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮并最终转化为氮气,从而达到脱氮的目的的过程。

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