沸石的两种再生方法
利用沸石的离子交换性能去除废水中氨氮并进行生物再生不仅具有处理效率高、节省再生药剂等优点,而且可以回收氮,在废水处理领域有着广泛的应用前景。沸石的生物再生实质上是化学和生物再生的结合,每一步都需优化。目前,沸石的生物再生还处于研究阶段,而运用于工程实际还需进一步研究:
①进一步优化沸石的生物再生工艺。克服由于溶解氧浓度较低而限制了硝化速率及污水中竞争性阳离子对沸石去除NH4+的干扰等问题。
②在长期运行中,生物膜的存在是否会影响沸石的离子交换能力还需进一步考察。 一、沸石的化学再生
目前多采用湿法进行沸石的再生。研究后认为pH=12.5时的再生效果最好。推荐采用NaCl和NaOH的混合物作为再生盐,比单独使用NaCl可以减少90%的再生盐用量。而使用腐蚀性的再生液会对沸石造成一定的磨损。发现再生流速在4~20BV(bedvolume)/h时再生效果与流速无关。得出类似结果。发现采用0.34mol/L的NaCl再生液,再生流速为5BV/h,需再生4h;但流速提高到7BV/h时,只需1.4h。采用的负荷为150~180BV,再生间隔为12h。采用的方法为3h再生一次,负荷为80BV。推荐使用Ca(OH)2做为再生液,但认为钠离子比钙离子再生沸石更快,更有效。
二、生物再生 1、原理
所谓生物再生,实际上是化学再生和硝化菌硝化作用的结合。其优点是可以降低盐的消耗。实验结果表明,硝化速率和水中的NH4+浓度有关,而与沸石表面吸附的NH4+量无关,
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同时水中NH4+浓度又会影响沸石表面NH4+的离子交换过程。其反应过程可用下式表示:[Z]NH4++NaHCO3←→[Z]Na++NH4++HCO3-(离子交换)NH4++2O2→NO3-+2H++H2O(总硝化反应)两个反应结合如下式:
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[Z]NH4++2O2+2NaHCO3→[Z]Na++NO3-+Na++3H2O+2CO2(离子交换和硝化反应) 2、生物再生工艺发展
①利用硝化污泥对沸石进行生物再生,其工艺流程见图1。
图1硝化污泥对沸石生物再生流程
将沸石放于实验柱中去除NH4+,当吸附饱和后用泵把曝气槽中的硝化污泥由底部抽入实验柱中,保持一定的流速使沸石处于流化状态。硝化污泥中含有0.3mol/L的NaNO3,再生后硝化污泥回流入曝气槽使NH4+硝化。硝化过程中投加Na2CO3补充碱度。沸石再生后反冲洗去除污泥。
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