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    傳統(tǒng)污水處理的脫氮工藝基于微生物作用,在去除有機(jī)污染物的同時(shí),通過硝化-反硝化耦合過程將氨氮氧化為硝酸根,再還原為氮?dú)馊コ?河南樂邦聚合氯化鋁廠家覺得該工藝過程雖然可以滿足污水的脫氮要求,但一方面面臨消耗有機(jī)碳源、工藝能耗較高、污泥產(chǎn)生量大、停留時(shí)間長、構(gòu)筑物占地面積大、受溫度波動(dòng)限制等缺點(diǎn),另一方面,其技術(shù)原理的本質(zhì)是氮元素的去除、而非資源化回收利用。近年來,以污水資源化為核心的新型水處理概念和工藝被不斷提出。
    一種潛在的可持續(xù)的“上游濃縮”污水處理思路是用膜將污水中有機(jī)物分離濃縮,高 COD 濃縮液進(jìn)行厭氧消化回收能源,另一端含氨氮的出水利用離子交換過程實(shí)現(xiàn)氮素的富集回收。 由于膜組件的預(yù)處理可以避免固體懸浮物、有機(jī)物等造成的堵塞等問題,因此該資源化處理思路可以*限度的發(fā)揮離子交換柱的吸收能力,實(shí)現(xiàn)氮素的回收利用。
    前期研究表明,生活污水經(jīng)過超濾膜濃縮處理后,出水氨氮相對(duì)較低、存在雜質(zhì)離子,是限制氮素回收利用的主要因素。 為了盡可能回收利用污水中蘊(yùn)含的資源(氮素) ,本研究探索基于離子交換法去除、回收利用生活污水中的氨氮,旨在促進(jìn)水回用同時(shí)實(shí)現(xiàn)氨氮的富集回收,通過對(duì)離子交換富集回收氨氮方法的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行初步分析,為新的污水處理方式選擇提供參考。
    沸石和陽離子交換樹脂是常見的氨氮吸收劑(考慮到本研究過程同時(shí)發(fā)生物理吸附和化學(xué)離子交換,本文統(tǒng)一使用吸收) 。研究表明,氨氮吸收的影響因素包括 pH、初始濃度、其他陽離子及吸收劑用量等。針對(duì)吸收飽和后吸收劑的再生回用,有研究者通過動(dòng)態(tài)吸收柱實(shí)驗(yàn)研究氨氮穿透曲線和吸收性能,并探究其解吸特性。相關(guān)研究表明,不同解吸液、物料流速等因素會(huì)對(duì)再生液中氨氮的富集效果產(chǎn)生影響。
    本研究首先通過靜態(tài)批式實(shí)驗(yàn)篩選較優(yōu)離子吸收劑,并分析 pH 波動(dòng)等因素對(duì)氨氮回收利用的影響。之后,通過動(dòng)態(tài)吸收柱實(shí)驗(yàn)研究水中鈣和鎂離子對(duì)離子交換吸收過程、以及解吸后富集效果的影響,探索討論超濾膜濃縮后出水中低濃度氨氮回收利用的技術(shù)路線。
結(jié)論
    1、在低氨氮濃度(5 ~ 50 mg·L - 1)下,吸收容量隨著氨氮濃度增大而增大,且主要與離子交換劑的類型有關(guān),其中強(qiáng)酸樹脂、改性沸石和天然沸石的去除率均能達(dá)到 90%左右。
    2、隨著 pH 的變化(2 ~ 12) ,強(qiáng)酸樹脂、改性沸石和天然沸石的吸收容量均先增大后減小,pH 為 6 ~ 8時(shí)*,適用于生活污水的一般 pH 條件 。
    3、鈣、鎂的存在對(duì)天然沸石吸收的抑制小于強(qiáng)酸樹脂和改性沸石,即天然沸石對(duì)氨氮有更好的吸收選擇性。 動(dòng)態(tài)吸收實(shí)驗(yàn)中 3 種吸收劑的穿透體積分別由 128 BV 升到 160 BV,352 BV 降到 200 BV,368 BV降到 110 BV。
    4、強(qiáng)酸樹脂的解吸比沸石容易,改性沸石和天然沸石很難完全解吸。 為了實(shí)現(xiàn)氨氮的富集回收,需要找到一種有高氨氮選擇性同時(shí)易于再生的離子交換劑,或者研發(fā)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)消除雜質(zhì)陽離子的干擾。
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