水污染控制工程
第10章城市污水的深度处理
武汉理工大学环境工程教研室
城市污水经传统的二级处理以后,虽然绝大部分悬浮固体和有机物被去除了,但还残留微量的悬浮固体和溶解的有害物,如氮和磷等化合物。氮磷为植物营养物质,能助长藻类和水生生物,引起水体的富营养化,影响饮用水水源。
如二级污水处理厂出水进一步处理,当出流标准是某种特定的污染物时,则处理工艺称为深度处理。若是全面提高出水水质,则称为三级处理。
第一节氮、磷的去除
一、氮的去除
废水中的氮以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮四种形式存在。生活污水中有机氮约占60%,氨氮约占40%,硝态氮含量极低。
氮的去除方法有化学法和生物法,其中化学法主要有吹脱法、折点加氯法、离子交换法。
1. 化学法除氮
(1)吹脱法
废水中,NH3与NH4以如下的平衡状态共存:
这一平衡受pH值的影响,~,因废水中的氮呈饱和状态而逸出,所以吹脱法常需加石灰。~,然后曝气,这一过程在吹脱塔中进行。
(2)折点加氯法
含氨氮的水加氯时,有下列反应:
通过适当的控制,可完全去除水中的氨氮。为减少氯的投量,常与生物硝化联用,先硝化再除微量的残留氨氮。
(3) 离子交换法
常用天然的离子交换剂,如沸石等。与合成树脂相比,天然离子交换剂价格便宜且可用石灰再生。
2、生物除氮
(1) 生物脱氮机理
生物脱氮是在微生物的作用下,将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
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新鲜污水中,含氮化合物主要是以有机氮,如蛋白质、尿素、胺类化合物、硝基化合物以及氨基酸等形式存在的,此外也含有少数的氨态氮如NH3及NH4+等。
微生物分解有机氮化合物产生氨的过程称为氨化作用,很多细菌、真菌和放线菌都能分解蛋白质及其含氮衍生物,其中分解能力强,并释放出氨的微生物称为氨化微生物,在氨化微生物的作用下,有机氮化合物分解、转化为氨态氮,以氨基酸为例:
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