硝酸廢水處理有哪些途徑?

【專家解說(shuō)】：摘要:生物技術(shù)可以用來(lái)維持生態(tài)系統(tǒng)的良好狀態(tài)，它可以將污染物轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，利用可再生的能源創(chuàng)造出可生物降解的材料，開發(fā)出對(duì)環(huán)境安全的生產(chǎn)制造工藝及處理處置方法本論文利用生物反應(yīng)器研究了能同時(shí)去除硫化物及亞硝酸鹽的新型廢水處理工藝實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的缺氧硫化物氧化反應(yīng)器ArlOXic Sulfide-oxidizing Reactor，ASOR共計(jì)運(yùn)行了135天，用于研究容積負(fù)荷，水力停留時(shí)間Hydr.aulic Retention Time，HRT以及基質(zhì)濃度對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行效能的影響硫化物和亞硝酸的最高容積負(fù)荷分別達(dá)到了13.82 Kgm<'3>·d和16.31 Kgm<'3>·d，HRT為0.10天缺氧硫化物氧化工藝能夠耐受進(jìn)水中較高的硫化物濃度，在進(jìn)水中硫化物濃度達(dá)到1920 mgL的條件下，硫化物的去除率始終能夠保持在88.97%以上反應(yīng)過(guò)程中，消耗的亞硝酸鹽和硫化物的量的比值為0.93，硫化物的氧化并不完全該工藝同時(shí)也能夠耐受較高的亞硝酸鹽濃度，最高可達(dá)2265.25mgL在反應(yīng)器潛能研究中，分別采取了固定進(jìn)水濃度，縮短HRT以及固定HRT，增加進(jìn)水基質(zhì)濃度兩種提升負(fù)荷的方式對(duì)比發(fā)現(xiàn)，前者能夠獲得更高的容積負(fù)荷如果操作得當(dāng)，HRT可以被縮短至0.10天當(dāng)HRT從1.50天縮短至0.08天期間，相對(duì)于硫化物的轉(zhuǎn)化效率，亞硝酸的轉(zhuǎn)化效率對(duì)HRT的變化更為敏感根據(jù)化學(xué)計(jì)量平衡以及分批實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以推算出，大部分硫化物89%~90%是被亞硝酸鹽氧化的，其余部分10%~11%由進(jìn)水中少量的溶解氧氧化當(dāng)進(jìn)水中亞硝酸鹽濃度達(dá)到2265.25 mgL以上時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)氨的濃度可以累計(jì)到可觀的濃度200~550mgL，這會(huì)對(duì)整個(gè)過(guò)程產(chǎn)牛抑制作用該研究表明，在處理含有高濃度亞硝酸鹽和硫化物的廢水時(shí)，ASO工藝具有較高的實(shí)用價(jià)值，它可以在較短的HRT下，取得較高的轉(zhuǎn)化效率 本研究比較了兩個(gè)采用不同電子受體的缺氧硫化物氧化反應(yīng)器AsOR的運(yùn)行性能，用于考察其在處理模擬廢水時(shí)，所能達(dá)到的負(fù)荷水平與采用硝酸鹽作為電予受體的反應(yīng)器相比，采用亞硝酸鹽的反應(yīng)器能夠承受更高的進(jìn)水基質(zhì)負(fù)荷，并且在HRT同為2天或更短時(shí)，表現(xiàn)出更高運(yùn)行效能在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，其最大的硫化物及亞硝酸鹽的容積玄除率分別可以達(dá)到13.53 Kgm<'3>·d和16.31 Kgm<'3>.d，而以硝酸鹽為電了受體的反應(yīng)器，其最大的硫化物及亞硝酸鹽的容積去除率分別為4.18 Kgm<'3>·d和1.73 Kgm<'3>·d以亞硝酸鹽為電了受體的反應(yīng)器，能夠耐受高達(dá)1920 mgL的硫化物濃度和2265.25 mgL的亞硝酸鹽濃度而以硝酸鹽為電予受體的反應(yīng)器，其最高耐受的硫化物和硝酸鹽的濃度分別為580 mgL和110 mgL在以亞硝酸鹽為電了受體的情況下，反應(yīng)器所能耐受的水力負(fù)荷也越高，能夠適應(yīng)更短的HRT實(shí)驗(yàn)證明，以亞硝酸鹽為電子受體的反應(yīng)器的運(yùn)行效能整體優(yōu)于以硝酸鹽為電子受體的反應(yīng)器這可能歸因于亞硝酸鹽具有更高的反應(yīng)活性亞硝酸鹽可能誘導(dǎo)產(chǎn)生了細(xì)胞色素，能夠高效的接受來(lái)自硫化物的電子，從而消除了亞硝酸鹽對(duì)反硝化菌的毒性在處理含有硫化物的廢水過(guò)程中，亞硝酸是優(yōu)于硝酸鹽的電子受體 運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Back Propagation Neural Network系統(tǒng)對(duì)缺氧硫化物氧化反應(yīng)器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用以預(yù)測(cè)反應(yīng)器后續(xù)的運(yùn)行性能本研究選用了表征反應(yīng)器進(jìn)水性狀的五個(gè)互不相關(guān)的因素作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)Artificial NeuralNetwork模型的輸入神經(jīng)元，采用反向傳播和通用回歸算法來(lái)預(yù)測(cè)出水的性狀人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)運(yùn)試條件下硫化物及亞硝酸鹽的去除效率有較好的預(yù)測(cè)結(jié)果，但是對(duì)硫酸鹽牛成過(guò)程的預(yù)測(cè)結(jié)果不太理想人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)除了能夠?qū)?shí)驗(yàn)方法的設(shè)計(jì)有所幫助，還能較為有效的用于模擬預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而能優(yōu)化基于缺氧硫化物氧化的反硝化過(guò)程對(duì)廢水處理廠而言，通過(guò)收集出水，采用改進(jìn)的處理系統(tǒng)以及新的處理技術(shù)，可以不斷調(diào)整及優(yōu)化操作，從而獲得更好的出水水質(zhì) 本文還通過(guò)運(yùn)行缺氧硫化物氧化反應(yīng)器研究了進(jìn)水中不同的亞硝酸鹽和硫化物的比例對(duì)硫化物及亞硝酸鹽去除效率的影響在所運(yùn)試的條件下，亞硝酸鹽利硫化物比例不同的模擬進(jìn)水0.58，1.45和1.75均取得了較高的硫化物去除效率>99%通過(guò)對(duì)硫化物和亞硝酸鹽的物料平衡可以推算出硫化物的氧化并不完全，硫酸鹽的形成量隨著進(jìn)水硫化物濃度的升高而降低當(dāng)硫酸鹽的生成量高于250 mgL，以及隨之形成的高pH環(huán)境可能會(huì)對(duì)硫化物的氧化過(guò)程產(chǎn)生抑制產(chǎn)物抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在進(jìn)水亞硝酸鹽和硫化物比例較高的條件下，反應(yīng)器會(huì)獲得較高的運(yùn)行效能當(dāng)進(jìn)水中亞硝酸鹽和硫化物的比例為1.75，缺氧硫化物氧化反應(yīng)器能夠獲得較高的亞硝酸鹽及硫化物去除效率 本文還研究了pH對(duì)缺氧硫化物氧化過(guò)程的影響在反應(yīng)器潛能實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，即通過(guò)保持HRT，提升進(jìn)水基質(zhì)濃度，以及保持進(jìn)水基質(zhì)濃度，縮短HRT的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)水的pH維持在7~7.5之間，而其他運(yùn)行期間，進(jìn)水pH在4~11之間波動(dòng)在進(jìn)水pH保持在7~7.5之間的潛能實(shí)驗(yàn)中，硫化物不完全氧化總體而言，硫酸鹽的生成量隨著進(jìn)水硫化物負(fù)荷的提高而降低缺氧硫化物氧化反應(yīng)器內(nèi)的微生物對(duì)酸性環(huán)境更為敏感，在pH為3的情況下，亞硝酸鹽和硫化物的去除率都急劇下降在較強(qiáng)的酸性及堿性環(huán)境中，水中二價(jià)硫離子，亞硝酸鹽以及過(guò)量的硫酸鹽>300 mgL都有可能抑制硫化物的氧化過(guò)程基于以上的研究，缺氧硫化物氧化反應(yīng)器能夠在較廣的pH條件pH 5~11下良好的運(yùn)行