| 该工艺将硝酸盐的去除过程统一于一个封闭循环的系统中，与传统的离子交换工艺相比，该组合工艺可使废盐水产生量减少95%。
3.1.2 氨氮的去除
水源水中的氨氮,是水的感官水质指标不良的原因之一。当水中氨氮浓度较高时,水中的有机物也相应增加,水的化学需氧量也同样增加,水的臭阀值的表达式为：
此处: T-为水温℃
当I≤8水质为一般景观用水
I～15 灰褐微臭
I 15～35 黑臭
I ≥35 深黑恶臭
由此可见水中氨氮与水的臭、色密切相关,1993年颁布的世界卫生组织将氨氮作为用户是否接受的水质指标列入“生活饮用水水质准则”,要求其浓度不超过1.5mg/L[10]。
⑴.吸附法
目前主要有沸石吸附法和电吸附法。
沸石是一种含水架状结构硅酸铝盐矿物,对水中的氨氮具有良好的吸附作用和交换能力。改性过的沸石对低浓度氨氮进行处理时,最高去除率可以达到90%以上。沸石去除氨氮的性能稳定可靠,处理效果良好,且沸石资源丰富,价格低廉,失效后容易再生,设备操作简单,运转管理方便,特别适用于中小型水厂[10]。
电吸附利用带电电极表面吸附水中离子,使水中的氨离子在电极表面富集浓缩,从而达到去除氨氮的目的。原水从一端进入由阴、阳电极形成的通道,最终从另一端流出。在此过程中,由于受到电场作用,水中带正电的氨离子向负极迁移,被电极吸附储存在电极表面所形成的电层中。电吸附具有运行成本低,操作使用方便可靠,维护工作量小,不会产生导致环境污染的二次排放物等特点。实验显示当氨氮进水浓度在0.18～0.4mg/L时,其去除率最低为72%,最高为95%[11]。
⑵.生物处理法
生物处理技术的本质是水体天然净化的人工化,通过微生物的降解作用将氨氮去除。主要有生物滤池，生物接触氧化工艺，臭氧--生物活性碳工艺等。
目前生物法处理是祛除原水氨氮最有效、最经济的方法。另外对某些氨氮含量较高地表水，传统的饮用水处理工艺对氨氮去除能力较低,使得出厂水中仍保持较高浓度的氨氮。经同济大学刘文君[13]等人实验发现可采用生物陶粒滤池预处理，可有效降低NH4+-N浓度，去除率在稳定运行时可达90%以上（水力停留时间33～20min，水气比1：1，温度5～31℃）。下向流与上向流生物陶粒滤池中，前者对NH4+-N祛除效果要优于后者，同时，温度对NH4+-N的祛除有一定影响，但影响不大。
3.2 有机氮的祛除：
有机氮的祛除主要借助有机物的祛除而祛除。水体中非溶解性有机物在重力下或者截留作用下与水分离而祛除；溶解性有机物颗粒分子吸附在胶体颗粒表面形成有机涂层(organic coating)，这样随胶体的凝聚祛除而部分祛除。
3.2.1 前期预处理
对含无机氮（主要是硝酸盐）的饮用水，在祛除有机氮前，先要对其进行预处理。根据Bronk[14]的实验：在含氨水与氨基酸配制的标准溶液中进行，用Pd（5%）-Sn（1.75%）/Al2O3、Pd(5%)-In(1.75%)/Al2O3和Pd(5%)/SnO2作为催化剂。Pd（5%）-Sn（1.75%）/Al2O3和Pd(5%)/SnO2是由Pd和Sn氯化盐制备，Pd(5%)-In(1.75%)/Al2O3是由沉淀积淀而成。其中仿照天然水的组分，在溶解的有机物质中，氨基酸主要以联合氨基酸存在同时占DON比例很小(7.2±4.3%)（Bronk,2002）。因此，游离氨基酸不一定代表大部分DON。
实验显示，由于催化剂本身较低的吸附性，大部分的氨基酸表现出不到15%的祛除率。因为Pd-Sn/Al2O3和Pd-In/Al2O3，组氨酸和含硫氨基酸（半胱氨酸和蛋氨酸）均显着减少，而丙氨酸反应增加。在使用Pd-In/Al2O3作为催化剂，其含量减少的同时氨氮的浓度也随之升高，但基本上与Pd-Sn/Al2O3、Pd/SnO2做催化剂保持一致。另外，在分别使用不同的催化剂Pd-Sn/Al2O3、Pd-In/Al2O3、Pd/SnO2时，TDN(total digestible nutrients)会分别有不同程度的增加。这种现象可以由铵离子的释放以及源自催化剂自身的硝酸根离子来解释，这些催化剂是由铵离子和硝酸盐类制成的。这种离子的释放导致了在进行氧化还原的准备过程中盐类祛除的不彻底。
所以，最常用的方式是，当采用催化剂对饮用水进行处理时应该选择含氮低的地下水或经过预处理的水，否则即使是氮的残留量为1mg/l的水，也会导致催化剂中毒使活性降低，甚至会将硝酸盐转化为铵离子，产生附加的副产物。
3.2.2 生物处理技术
饮用水生物处理技术借助微生物群体的新陈代谢活动，有效祛除或减少可能在加氯后生成致突变物质前体，一些可生物降解的有机物、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐。
生物脱氮技术是生物处理法的具体应用，有原位生物脱氮、反应器脱氮（多为生物模型）两种，具有高效、低耗的特点。
原位生物脱氮是一种投资少操作简便的水处理工艺,但存在诸如蓄水层中生物脱氮反应较慢，脱氮基质很难均匀分布,注射井易堵塞等各种难以控制的问题,从而限制了这种方法在生产上的应用。Braester[15]等进行过这方面的研究,并开发了Nitredox原位生物脱氮工艺。该工艺是以取水井为中心,沿不同直径的圆周挖两圈注射井,外圈为还原井,内圈为氧化井,在向还原井投加基质时,用泵使相邻两眼还原井中的地下水发生循环,以促使均质。补加基质的地下水在从还原井流至氧化井的过程中完成脱氮。据报道,此工艺的运行效果较好,在奥地利Bisamberg已有处理能力为200m3/h(0.056m3/s),处理效果达75%的实例。
另外,从前述的报道来看,异养生物脱氮的效果(可达0.4-24kgNO-3-N/m3·d)往往要优于自养菌脱氮(可达0.5-1.3kgNO-3-N/m3·d)[16]。自养脱氮由于自养菌生长繁殖较慢,脱氮速率低，所需的反应器容积要求也比较大,成本也较高。
3.2.3 膜分离技术
主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几种压力驱动膜工艺。
与微滤和超滤相比,纳滤和反渗透则能去除更广泛的给水污染物,如消毒副产物(DBPs),合成有机物(SOCs)等。反渗透对水中有机物的去除率达90%以上,但对不同分子量的有机物去除程度是不同的；反渗透技术目前己被大量用于制造纯水、浓缩和富集水中有机物质；但在有效去除水中各种污染物的同时也将去除对人体有益的微量元素和矿物质,长期饮用会引起人体新的“营养”失衡[17]。纳滤介于反渗透和超滤之间,是在反渗透膜的基础上发展起来的。纳滤所需的操作压力要比反渗透低得多,因此,可比反渗透节约能耗40%～50%[18]。纳滤出水在保留水中对人体有益的某些小分子物质的同时,还能有效去除天然有机物、合成有机物(如表面活性剂、农药等)、三致物质、消毒副产物(三卤甲烷和卤甲烷)及其前提物和挥发性有机物,保证出水的生物稳定性[19]。 2/4 首页 上一页 1 2 3 4 下一页 尾页 |
