水中硝酸根離子、氨氮的去除

1、水中氨氮的去除方法廢水中的氮常以合氮有機(jī)物、氨、硝酸鹽及亞硝酸鹽等形式存在。生物處理把大多數(shù)有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨，然后可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。水中氨氮的去除方法有多種，但目前常見(jiàn)的除氮工藝有生物硝化與反硝化、沸石選擇性交換吸附、空氣吹脫及折點(diǎn)氯化等。下面我們具體介紹一下這幾種水中氨氮的去除方法：一、生物硝化與反硝化(生物陳氮法)(一) 生物硝化在好氧條件下，通過(guò)亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過(guò)程，稱為生物硝化作用。生物硝化的反應(yīng)過(guò)程為：由上式可知：(1)在硝化過(guò)程中，1g氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮時(shí)需氧4.57g；(2)硝化過(guò)程中釋放出H+，將消耗廢水中的堿度，每氧化lg氨氮，

2、將消耗堿度(以CaCO3計(jì)) 7.lg。影響硝化過(guò)程的主要因素有：(1)pH值   當(dāng)pH值為8.08.4時(shí)(20)，硝化作用速度最快。由于硝化過(guò)程中pH將下降，當(dāng)廢水堿度不足時(shí)，即需投加石灰，維持pH值在7.5以上；(2)溫度   溫度高時(shí)，硝化速度快。亞硝酸鹽菌的最適宜水溫為35，在15以下其活性急劇降低，故水溫以不低于15為宜；(3)污泥停留時(shí)間   硝化菌的增殖速度很小，其最大比生長(zhǎng)速率為 0.30.5d-1(溫度20，pH8.08.4)。為了維持池內(nèi)肯定量的硝化菌群，污泥停留時(shí)間 必需大于硝化菌的最小世代時(shí)間 。在實(shí)際運(yùn)行中

3、，一般應(yīng)取 2 ,或 2 ；(4)溶解氧   氧是生物硝化作用中的電子受體，其濃度太低將不利于硝化反應(yīng)的進(jìn)行。一般，在活性污泥法曝氣池中進(jìn)行硝化，溶解氧應(yīng)保持在23mg/L以上；(5)BOD負(fù)荷   硝化菌是一類(lèi)自養(yǎng)型菌，而B(niǎo)OD氧化菌是異養(yǎng)型菌。若BOD5負(fù)荷過(guò)高，會(huì)使生長(zhǎng)速率較高的異養(yǎng)型菌快速繁殖，從而佼白養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì)，結(jié)果降低了硝化速率。所以為要充分進(jìn)行硝化，BOD5負(fù)荷應(yīng)維持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。(二) 生物反硝化在缺氧條件下，由于兼性脫氮菌(反硝化菌)的作用，將NO2-N和NO3-N還原成N2的過(guò)程，稱為反硝

4、化。反硝化過(guò)程中的電子供體(氫供體)是各種各樣的有機(jī)底物(碳源)。以甲醇作碳源為例，其反應(yīng)式為：6NO3-十2CH3OH6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十3CH3OH3N2十3CO2十3H2O十60H- 由上可見(jiàn)，在生物反硝化過(guò)程中，不僅可使NO3-N、NO2-N被還原，而且還可位有機(jī)物氧化分解。影響反硝化的主要因素：(1)溫度  溫度對(duì)反硝化的影響比對(duì)其它廢水生物處理過(guò)程要大些。一般，以維持2040為宜。苦在氣溫過(guò)低的冬季，可實(shí)行增加污泥停留時(shí)間、降低負(fù)荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值  反硝化過(guò)程的pH值把握在7.08.0；(3)溶解氧 

5、; 氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用。一般在反硝化反應(yīng)器內(nèi)溶解氧應(yīng)把握在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有機(jī)碳源  當(dāng)廢水中含足夠的有機(jī)碳源，BOD5/TN(35)時(shí)，可無(wú)需外加碳源。當(dāng)廢水所含的碳、氮比低于這個(gè)比值時(shí)，就需另外投加有機(jī)碳。外加有機(jī)碳多接受甲醇?？紤]到甲醇對(duì)溶解氧的額外消耗，甲醇投量一般為NO3-N的3倍。此外，還可利用微生物死亡；自溶后釋放出來(lái)的那部分有機(jī)碳，即"內(nèi)碳源"，但這要求污泥停留時(shí)間長(zhǎng)或負(fù)荷率低，使微生物處于生長(zhǎng)曲線的靜止期或衰亡期，因此池容相應(yīng)增大。二、沸石選擇性交換吸附 沸石是一種硅鋁酸鹽，其化學(xué)組成可表

6、示為(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2nH2O (m210，n09)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二價(jià)陽(yáng)離子，M+代表Na+、K+等一價(jià)陽(yáng)離子，為一種弱酸型陽(yáng)離子交換劑。在沸石的三維空間結(jié)構(gòu)中，具有規(guī)章的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，使其具有篩分效應(yīng)，交換吸附選擇性、熱穩(wěn)定性及形穩(wěn)定性等優(yōu)良性能。自然沸石的種類(lèi)很多，用于去除氨氮的主要為斜發(fā)沸石。斜發(fā)沸石對(duì)某些陽(yáng)離子的交換選擇性次序?yàn)椋篕+，NH4+Na+Ba2+Ca2+Mg2+。利用斜發(fā)沸石對(duì)NH4+的強(qiáng)選擇性，可接受交換吸附工藝去除水中氨氮。交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用。溶液pH值對(duì)沸石除氨影響很大。當(dāng)pH過(guò)高，NH4+向NH3轉(zhuǎn)化

7、，交換吸附作用減弱；當(dāng)pH過(guò)低，H+的競(jìng)爭(zhēng)吸附作用增加，不利于NH4+的去除。通常，進(jìn)水pH值以68為災(zāi)。當(dāng)處理合氨氮1020mg/L的城市嚴(yán)水時(shí)，出水濃度可達(dá)lmg/L以下。穿透時(shí)通水容積約100150床容。沸石的工作交換容量約0.4×10-3n-1mol/g左右。吸附銨達(dá)到飽和的沸石可用5g/L的石灰乳或飽和石灰水再生。再生液用量約為處理水量的35%。爭(zhēng)辯表明，石灰再生液中加入0.1mol的NaCl，可提高再生效率。針對(duì)石灰再生的結(jié)垢問(wèn)題，亦有接受2的氯化鈉溶液作再生液的，此時(shí)再生液用量較大。再生時(shí)排出的高濃度合氨廢液必需進(jìn)行處理，其處理方法有：(1)空氣吹脫 吹脫的NH3或者排

8、空，或者由量H2S04吸取作肥料；(2)蒸氣吹脫 冷凝液為1%的氨溶液，可用作肥料；(3)電解氧化(電氯化) 將氨氧化分解為N2。三、空氣吹脫 在堿性條件下(pH10.5)，廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在(圖20-2)。讓廢水與空氣充分接觸，則水中揮發(fā)性的NH3將由液相向氣相轉(zhuǎn)移，從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內(nèi)裝填木質(zhì)或塑料板條填料，空氣流由塔的下部進(jìn)入，而廢水則由塔頂落至塔底集水池。具體參見(jiàn)更多相關(guān)技術(shù)文檔。影響氨吹脫效果的主要因素有：(1)pH值  一般將pH值提高至10.811.5；(2)溫度  水溫降低時(shí)氨的溶解度增加，吹脫效率降低。例如，20時(shí)氨去除率為9095

9、，而10時(shí)降至約75%，這為吹脫塔在冬季運(yùn)行帶來(lái)困難；(3)水力負(fù)荷  水力負(fù)荷(m3/m2h)過(guò)大，將破壞高效吹脫所需的水流狀態(tài)，而形成水幕；水力負(fù)荷過(guò)小，填料可能沒(méi)有適當(dāng)潮濕，致使運(yùn)行不良，形成干塔。一般水力負(fù)荷為2.55m3/m2h；(4)氣水比  對(duì)于肯定塔高，增加空氣流量，可提高氨去除率；但隨著空氣流量增加，壓降也增加，所以空氣流量有一限值。一般，氣/水比可取25005000(m3/m2)；(5)填料構(gòu)型與高度  由于反復(fù)濺水和形成水滴是氨吹脫的關(guān)鍵，因此填料的外形、尺寸、間距、排列方式夠都對(duì)吹脫效果有影響。一般，填料間距4050mm，填料高度為67.5

10、m。若增加填料間距，則需更大的填料高度；(6)結(jié)垢把握  填料結(jié)垢(CaCO3)特降低吹脫塔的處理效率。把握結(jié)垢的措施有：用高壓水沖洗垢層；在進(jìn)水中投加阻垢劑：接受不合或少含CO2的空氣吹脫(如尾氣吸取除氨循環(huán)使用)；接受不易結(jié)垢的塑料填料代替木材等?？諝獯得摲ǔ保コ士蛇_(dá)6095%，流程簡(jiǎn)潔，處理效果穩(wěn)定，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低，可處理高濃度合氨廢水。但氣溫低時(shí)吹脫效率低，填科結(jié)垢往往嚴(yán)峻干擾運(yùn)行，且吹脫出的氨對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。四、折點(diǎn)氯化投加過(guò)量氯或次氯酸鈉，使廢水中氨完全氧化為N2的方法，稱為折點(diǎn)氯化法，其反應(yīng)可表示為： NH4+十1.5HOCl0.5N2十1.5H2O十2.

11、5H+十1.5Cl- 由反應(yīng)式可知，到達(dá)折點(diǎn)的理論需氯(C12)量為7.6kg/kg(NH3-N)，而實(shí)際需氯量在810kg/kg(NH3-N)。在pH67進(jìn)行反應(yīng)，則投藥量可最小。接觸時(shí)間一般為0.52h。嚴(yán)格把握pH值和投氯量，可削減反應(yīng)中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有機(jī)物。折點(diǎn)氯化法對(duì)氨氮的去除率達(dá)90100%，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，基建費(fèi)用也不高。但其運(yùn)行費(fèi)用高；殘余氯及氯代有機(jī)物須進(jìn)行后處理。在目前接受的四種脫氮工藝中，物理化學(xué)法由于存在運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境造成二次污染等問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用受到-定限制。而生物脫氮法能餃為有效和徹底地除氮，且比較經(jīng)濟(jì)，因而得到較多應(yīng)用。水中硝酸鹽

12、的脫除1 物理化學(xué)法(1) 膜分別法膜分別法包括反滲透和電滲析兩種。反滲透膜對(duì)硝酸根無(wú)選擇性,但各種離子的脫除率與其價(jià)數(shù)成正比。常用的反滲透膜主要是醋酸酯膜,也可使用聚胺酯膜和其它復(fù)合膜。反滲透在除去硝酸鹽的同時(shí)也將除去其它的無(wú)機(jī)鹽,因此反滲透法將降低出水的礦化度。為延長(zhǎng)反滲透膜的使用壽命,反滲透法須對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理以削減礦物質(zhì)、有機(jī)物、水中其它懸浮物在膜上的沉積結(jié)垢以及污染物、pH 值波動(dòng)對(duì)膜的損害。電滲析使用半透膜可選擇性地脫除離子。與傳統(tǒng)的電滲析相比,可逆電極的電滲析工藝削減了膜上的結(jié)垢及化學(xué)藥劑的用量,可用于從苦水和海水中生產(chǎn)飲用水。電滲析和反滲透的脫硝效率差不多。電滲透脫硝法只適用于

13、軟水。一種被稱為NitRem 的新型電滲裝置可選擇性地脫除硝酸鹽,能將硝酸根濃度從50 mg/ L以上降低到25 mg/ L以下。該裝置的另一優(yōu)點(diǎn)是無(wú)須使用任何化學(xué)藥劑。膜分別法適于小型供水設(shè)施,其缺點(diǎn)是費(fèi)用高(尤其是電滲透法) ,產(chǎn)生濃縮廢鹽水,存在著廢水排放問(wèn)題17。(2) 離子交換法離子交換是讓要處理的水通過(guò)一強(qiáng)堿性樹(shù)脂床,水中的硝酸根與氯離子或重碳酸根換,直到樹(shù)脂的交換容量耗盡。用過(guò)的樹(shù)脂用氯化鈉或重碳酸鈉濃溶液再生,也可以用海水再生。離子交換工藝的進(jìn)展比較成熟,但由于擔(dān)憂樹(shù)脂中有機(jī)物的滲出對(duì)水的污染,影響了該工藝在飲用水處理中的應(yīng)用。經(jīng)爭(zhēng)辯,樹(shù)脂不但不會(huì)向被處理水中釋放有毒物質(zhì),還能

14、吸附水中的微污染物20。目前,離子交換工藝已成為飲用水脫硝的主要手段之一。1985 年,法國(guó)有6 套處理力量為60 m3/ h 的離子交換裝置用于飲用水的脫硝處理。1992 年美國(guó)已建成15個(gè)離子交換脫硝廠。一般的陰離子交換樹(shù)脂對(duì)離子的選擇性是:SO2 -4 > NO -3 > HCO -3 > Cl - ,因此應(yīng)用離子交換脫硝法,樹(shù)脂中的氯離子將水中全部的硫酸根離子、硝酸根離子和約一半的重碳酸根離子交換掉。其缺點(diǎn)是使出水中氯離子濃度增加,并且再生劑用量也比較大。爭(zhēng)辯表明部分再生(60 %) 比完全再生(95 %) 更為經(jīng)濟(jì) 。對(duì)一般的離子交換工藝的改進(jìn)之一是CARIX 離子

15、交換工藝21 此工藝將弱酸樹(shù)脂和重碳酸鹽形式的弱堿樹(shù)脂結(jié)合,將兩種樹(shù)脂放在混合床中,用二氧碳再生樹(shù)脂。由于無(wú)須用鹽再生樹(shù)脂,因而削減了廢水中鹽的含量,所用的二氧化碳也可重復(fù)使用。但CARIX的工藝簡(jiǎn)單,管理困難,并且由于碳酸是弱酸,樹(shù)脂再生后只恢復(fù)5%10 %的總交換容量。離子交換法的另一種改進(jìn)工藝是硝酸根選擇性樹(shù)脂,該工藝可以不受被處理水中硫酸鹽的影響,從而降低了樹(shù)脂再生的頻度,同時(shí)也削減了高含鹽廢水的排放量。但這種樹(shù)脂的交換容量較低22 。離子交換工藝適合于中小城市使用,目前國(guó)外已有多座離子交換脫氮廠投入運(yùn)行。離子交換工藝對(duì)原水中的硫酸根離子、氯離子以及水中的有機(jī)物比較敏感,同時(shí)使出水中氯

16、離子濃度上升、pH 值降低,對(duì)管道有腐蝕作用,因而要對(duì)出水進(jìn)行后續(xù)處理。離子交換工藝的最大缺點(diǎn)是產(chǎn)生濃縮廢鹽水。在沿海城市廢水可直接排入大海17。2 生物反硝化法在缺氧的狀況下,兼性厭氧菌首選硝酸根進(jìn)行其呼吸作用,將NO-3 還原為N2 :NO -3 + 6H+ + 5e - = 1/ 2 N2 (g) + 3H2O異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌可分別通過(guò)上述過(guò)程將有機(jī)物和無(wú)機(jī)物氧化,從而獲得所需的能量。可用作異氧菌反硝化的有機(jī)物種類(lèi)很多,在飲用水處理中常用的有甲醇、乙醇、醋酸、蔗糖等,其中尤以前三者為多。完成反硝化所需的碳氮比(mg/ mg) :甲醇0.93 、乙醇1.05 、醋酸1.32，但在實(shí)際應(yīng)用中都

17、要求基質(zhì)過(guò)量。硝酸鹽氮還原為氮?dú)獾倪^(guò)程包括以下幾個(gè)步驟:NO-3NO-2 NON2ON2 。很多細(xì)菌只能進(jìn)行以上過(guò)程的一步或兩步反應(yīng),這意味著完整的反硝化過(guò)程可能是由一組互補(bǔ)的微生物群完成。反硝化菌以假單胞菌屬最為常見(jiàn),該菌屬可能是自然界最活躍的反硝化菌。其他比較重要的反硝化菌有產(chǎn)堿菌屬和黃桿菌屬。硫桿菌是典型的自養(yǎng)反硝化菌。微球菌屬反硝化菌既能進(jìn)行異養(yǎng)反硝化,在缺少有機(jī)碳源時(shí)也能利用氫進(jìn)行自養(yǎng)反硝化。影響生物反硝化的因素主要有氧氣含量、養(yǎng)分物的供應(yīng)、pH 值、溫度等。當(dāng)氧含量較高時(shí)會(huì)抑制反硝化過(guò)程的部分步驟或全部,有證據(jù)表明當(dāng)氧氣濃度大于0.2mg/ L 時(shí)硝酸鹽氮的還原即無(wú)法進(jìn)行7 。足夠

18、的養(yǎng)分物質(zhì)是保證細(xì)菌正常生長(zhǎng)的基本條件,C、H、O、N、S、P 是細(xì)胞合成所需基本養(yǎng)分元素,另外微量的礦物質(zhì)元素如K、Na 、Mg、Ca 、Fe 以及痕量的Mn、Zn、Cu、Co 、Mo 也是必不行少的細(xì)菌生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分元素的最佳比例(CNPS) 為1002041 (不包括異養(yǎng)菌所需的能源物質(zhì)) 。大多數(shù)地下水中含有足夠的礦物質(zhì)和痕量元素。反硝化的最佳pH 值為7. 08. 0 ,過(guò)低會(huì)使產(chǎn)甲烷菌成為優(yōu)勢(shì)菌屬,過(guò)高則會(huì)消滅亞硝酸鹽的積累。溫度對(duì)反硝化的影響顯著,低溫下(05 ) 反硝化的速度緩慢(某些嗜冷菌例外23) ,一般地,溫度每提高10 ,反硝化速度提高一倍。在生物反硝化中常會(huì)消滅亞硝酸

19、鹽氮的累積現(xiàn)象,這主要是由硝酸鹽氮抑制NO向N2O的還原導(dǎo)致。對(duì)于地下水脫硝,生物反硝化有地下式和地上式兩種方式。地下生物反硝化地下生物反硝化又稱原位生物反硝化,是向地下水體注入基質(zhì)和養(yǎng)分物質(zhì),在地下水體中完成反硝化及二次處理的過(guò)程。最簡(jiǎn)潔的地下反硝化工藝由一個(gè)加藥井和一個(gè)取水井組成。1985 年在荷蘭以甲醇為基質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn)。初期脫氮率為30 %50 % ,以后有所下降。試驗(yàn)中消滅了兩個(gè)難克服的問(wèn)題,一是地下水中的亞硝酸鹽的濃度從0 上升到0. 17 mg/ L ,二是消滅了堵塞的現(xiàn)象,后者尤為麻煩。試驗(yàn)者的最終結(jié)論是地下生物反硝化有肯定的潛力,但實(shí)際應(yīng)用的前景打算于如何克服水井堵塞的問(wèn)題。同

20、年在前捷克進(jìn)行的砂礫水體的試驗(yàn)則沒(méi)有消滅堵塞的現(xiàn)象,所用基質(zhì)為乙醇,硝酸鹽的脫除率平均達(dá)到97 %。出水中亞硝酸鹽氮的濃度介于0. 020. 3 mg/ L 。在加藥期間,出水中反硝化菌的數(shù)目從原先的1. 3E + 3 個(gè)/ L 增加到1. 8E + 5 個(gè)/ L。一種更為簡(jiǎn)單的“雛菊”式系統(tǒng)名為Nit redox ,由外圈井和內(nèi)圈井組成,以甲醇為基質(zhì),在外圈井中進(jìn)行反硝化,而在內(nèi)圈井中進(jìn)行脫氣(氮?dú)? 和復(fù)氧。通過(guò)氧化還原電位把握內(nèi)外圈水井的運(yùn)行。這項(xiàng)技術(shù)在澳地利一砂礫層水體的應(yīng)用取得了成功。系統(tǒng)中包括16個(gè)外圈井和8個(gè)內(nèi)圈井,出水量為215 m3/ h ,硝酸鹽氮從22. 6 g/ L 降

21、低到5. 7 g/L ,亞硝酸鹽氮的含量低于0. 01 mg/ L 。在正確操作時(shí),沒(méi)有消滅堵塞現(xiàn)象。一種將地面生物反硝化與原位生物反硝化的結(jié)合起來(lái)的試驗(yàn)頗有新意。該工藝包括地面堆式反應(yīng)器和地下系統(tǒng)兩部分。地面堆式反應(yīng)器內(nèi)充填以切碎的麥桔桿、磷酸鈣、灰沙,以麥桔桿為反硝化的基質(zhì)。當(dāng)停留時(shí)間為2h 時(shí),脫氮率達(dá)到100 %。地面反應(yīng)器的出水通過(guò)圍繞中心取水井布置的滲濾坑進(jìn)入地下,利用其中的殘留有機(jī)物連續(xù)進(jìn)行地下反硝化,同時(shí)進(jìn)行二次處理。經(jīng)過(guò)一個(gè)多月的運(yùn)行,中心取水井中的硝酸鹽氮從14mg/ L降低到12 mg/ L ,亞硝酸鹽氮從0 上升到0. 02 mg/ L ,出水中沒(méi)有有機(jī)物殘留。運(yùn)行中消

22、滅兩個(gè)問(wèn)題,一是堆式反應(yīng)器變形,二是由于反應(yīng)器中的氣體排出不暢導(dǎo)致管流現(xiàn)象。但地下水層中未消滅堵塞現(xiàn)象17 。飲用水脫硝是一個(gè)世界性的難題。由于生物脫硝可將水中的硝酸鹽氮徹底脫除,因此對(duì)飲用水生物脫硝的爭(zhēng)辯較多,最新?tīng)?zhēng)辯主要集中在地面脫硝工藝的爭(zhēng)辯方面。針對(duì)異養(yǎng)反硝化過(guò)程使出水中細(xì)菌含量增加和殘留有機(jī)物污染的問(wèn)題, Nilsson 等人開(kāi)頭進(jìn)行將反硝化菌包藏在藻酸鈉等介質(zhì)的顆粒中的固定化生物反硝化的爭(zhēng)辯,Lemoine 等人則開(kāi)展了將固定化生物夾在兩層微孔膜之間或用膜將固定化生物與被處理水分開(kāi)的反硝化爭(zhēng)辯。通過(guò)這些措施, 細(xì)菌和有機(jī)物對(duì)出水的污染大大降低。McCleaf 和Schroeder

23、等人對(duì)該工藝進(jìn)行了進(jìn)一步的爭(zhēng)辯。證明,在該工藝中懸浮生物比生物膜的脫氮速度更高;懸浮生長(zhǎng)的生物不能透過(guò)0. 02m 分隔膜。相比于異養(yǎng)生物反硝化,以氫氣為基質(zhì)的自養(yǎng)生物反硝化工藝有兩個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)：(1) 氫氣對(duì)水不會(huì)產(chǎn)生污染; (2) 反硝化菌生長(zhǎng)較緩慢,出水可無(wú)須滅菌處理。但如前所述,外源供氫亦有缺點(diǎn)。1992 年Robert 等人首次進(jìn)行了將電解供氫與生物反硝化集成在一起的工藝爭(zhēng)辯。其原理是將提純的反硝化酶和可傳遞電子的染料混合,共同固定在聚合物基體上,并使之以一薄層附著在電化學(xué)反應(yīng)器的陰極上。在低壓直流電作用下,陰極產(chǎn)生氫(試驗(yàn)中發(fā)覺(jué),氫在被利用前以原子形式存在) ,并在酶的催化作用下使

24、硝酸鹽氮還原。試驗(yàn)系統(tǒng)主要由兩個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)組成。在第一個(gè)反應(yīng)器中,硝酸鹽氮被還原為亞硝酸鹽氮,在其次個(gè)反應(yīng)器中亞硝酸鹽氮再被還原為氮?dú)?。試?yàn)中的脫氮率為100 %。依據(jù)作者的推算,每立方米固定有反硝化酶的聚合物基體每天可處理560 kg NO3 -24 。另一種電化同學(xué)物反應(yīng)器工藝的基本原理是:通過(guò)一段時(shí)間的培育,使反硝化菌在反應(yīng)器的陰極上生長(zhǎng);陽(yáng)極使用碳材料;在直流電的作用下,陰極產(chǎn)生氫為細(xì)菌利用,使水中的硝酸鹽氮還原;陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),碳被氧化成二氧化碳,既可供細(xì)菌作合成生物質(zhì)的碳源,又可緩沖體系的pH 值。該裝置在長(zhǎng)期運(yùn)行中,硝酸鹽氮的脫除率大于98%17。3 化學(xué)反硝化利用化學(xué)反硝化也能脫氮。在堿性條件下可以發(fā)生下列還原反應(yīng)：NO3 + 8Fe (OH) 2 + 6H2O NH3 + 8Fe (OH) 3 + OH-試驗(yàn)結(jié)果表明,在銅催化下,FeNO -3 為151 。該工藝產(chǎn)生大量的含鐵污泥,并且需要通過(guò)充氣來(lái)去除產(chǎn)生的氨氮,但費(fèi)用太高。1991 年Murphy 描述了使用鋁粉的化學(xué)反硝化25。氨氮是