分段进水脱氮工艺试验研究-环境工程专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 PAGE PAGE 6 PAGE PAGE 11 谢物及人类和牲畜的排泄物等. 3. 雨水径流。农田施用化学肥料和农家肥料，也是引起水环境氮污染的主要 人为因素之一。农田中施用的化学肥料和农家肥料，除 一部分真正被农作物吸收 利用外，其余的被 土壤吸附、残留或溶于水中，有相当 一部分通过雨水径流进入 江阿湖泊。近年来，由于化肥的大量使 用以及可耕地土壤质量的降低 ，肥料成分 流失严重，导致大量的氮流入水体。 4. 二级污水处理厂的出水 。采用常规二级处理工艺的污水处理厂，其排放水 中含有相当数量的氨.这是因为污水中有机氨被微生物氧化分解产生的氨氨和硝 酸盐，除少部分构成微生物细胞的组分外，绝大部分则随出水排入受纳水体，成 为适合藻类生长的营养物质. (二〉氮的主要危害 含氮的化合物进入水体后，会造成多种危害问: 1.氨氨消耗水体中的溶解氧.氨氨随污水排入水体中，会在硝化菌的作用下， 消耗水中的溶解氧，转化为硝酸盐.水体中的氨氮越多，消耗的潜解氧也越多， 严重时会使鱼类等水生动物窒息死亡，导致水环境生态系统恶化，破坏水环境的 生态平衡。在氨氮氧化过程中，每氧化 lmg的氨氨需要消耗4.57mg的溶解氧。当水 中的溶解氧被消耗尽后，引起水体黑臭，最终导致水质恶化。 2. 当含有较高浓度氨氮的水体作为水源，或对含氮氧较高的污水广出水采用 氯进行消毒时，氯与水中的氨作用生成氯氨等，增大氯的消耗量，从而增加运行 费用. 3. 水体 中的氨氮对水生生物有毒性影响 ，对多数鱼类的致毒剂量为 x 1O.2mg/L 每 致死剂量为 lmgILo 对人体也有一定的危害，进入体 内可转化为含 有亚硝基化合物 ，诱发癌变.硝酸盐和亚硝酸盐有可能转化为亚硝肢，亚 硝眩是 致癌、致变和致畸物质，对人体健康有潜在的危害. 4. 造成水体富营养化。水体富营养化是指在人类活动的影响下 ，生物所需的 氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游 生物迅速繁殖的现象。据资料显 示，当水体中氮含量超过0.2 0.3ppm ，生化需氧 量大于 1Oppm，磷含量大于0.01 0.02ppm，pH值为79的泼水中细菌总数每毫升 超过 10万个，表征藻类数量的叶绿素 -a含量大于 IOmgIL时，即可认为水体已经富 营养化.目前水环境的富营养型污染相当普遍，已成为当今世界普遍关注的环境 问题之一。 由于氨元素进入受纳水体后对环境的以上种种危害，世界各国在污水排放标 准中对氮的浓度进行了严格的限定，如我国 1996 年颁布井执行的污水综合排放标 准 GB8978-1996 中对排入 III 类以上水域执行的 一级标准中 ，氨氨的浓度为 15mgIL，对总氮未作规定[41; 而 2002 年开始执行的城镇污水处理厂污染物排放标 准 GB18918-2002 中一级标准中的 B 标准氨氨的排放浓度则减小为 8mglL，总氮浓 度则必须小于 2伽19/L(4)。这表明国家相关部门对含氮污染物的排放，尤其是总氮 的排放标准做了更加严格的要求。 1.2 生物脱氮原理及工艺简介 1.2.1 生物脱氮原理 城市污水中的氮主要包括有机氨和无机氮(主要是氨氨〉两部分，在生物脱 氮方面，国内外都做了大量的研究。目前，把各种形态的氨转化为气体形态井排 入大气是污水处理中生物脱氮的主要途径。通常需要涉及以下儿个过程: 有机氮一旦ι NH; -N一主堕鱼→ NO;-N 一重鱼→NO;-N 一主笠且→ N 2 ，NxOy ↑ 生物脱氮的基本原理是先将废水中的有机氮转化为氨氨，然后通过硝化过程 将氨氮转化为硝态氮，再通过反硝化过程将硝态氮还原成气态氮从水中逸出，从 而达到从废水中脱氮的目的 (3). (1)氨化反应 废水中有机氮化合物在微生物(氨化细菌〉的作用下，分解产生氨的过程称 脱氨基作用，常称为氨化反应.主要发生的反应如下: H H I + HOH R→C-COOH . .._.. I R- R- + NH3  (1-1) 山H2 OH H R-CI -COOH +. 0_.5. 0-2- R-C 一-COOH + NH3 NHZA  (1-2) 在好氧和厌，氧环境中，很多细菌、真菌和放线菌等都能分解蛋白质及其含氨 衍生物，有机氮经细菌分解后大部分转化为氨氮，极少部分用于细菌生长。在脱 氨工艺中，氨化阶段生化效率高，通常不作为控制步骤。但当水环境中存在一定 浓度的酷或木质素一蛋白质复合物(类似腐殖质的物质〉时，会阻滞氨化作用的 进行(3)。 (2)硝化反应 硝化反应包括两个步骤，第一步由亚硝酸细菌