给水氨氮“RD吸附氧化”降解法

李云才
河南城建高等专科学校
北京源维持水处理技术有限责任公司

一、前言：

　　 目前，在中国的长江以南，由于工农业生产的快速发展，由此产生的大量污水有许多未经处理就排入到天然水体，形成氨氮逐年升高。例如珠江，源水中的氨氮几乎每年以0.5—1.0mg/L的速度在增 加。而且其势头有增无减。截止2000年，在枯水期，珠江一些支流水中氨氮己达4—5mg/L。
　　地面水环境质量标准中，对氨氮未作要求，但规定作生活饮用水源的Ⅲ地面水，其凯氏氮≤1.0mgL。地下水分类指标规定可作为生 活饮用水的Ⅲ级标准，规定氨氮≤2.0mg/L。而地面水中凯氏氮略大 于氨氮。由此可以看出，地面水的源水其氨氮己远远超出地面水Ⅲ级质量标准，这给自来水厂的生产带来了很大困难。
　　为了解决自来水源水氨氮高的问题。我们研究出了“RD吸附氧化”降低氨氮的方法。该方法在源水氨氮11mg/L的情况下，可降低到0.5mg/L以下，并且能使亚硝酸盐同步降解保持在0.1mg/L以下。 该方法在研究应用中，得到了海宁自来水公司和广州市番禺东乡水厂的大力支持。在海宁完成了第二水厂的生产应用，在广东番禺东乡水厂完成了75吨/d的中试。同时在东莞农业公司进行了高浓度有机废水的降氨氮试验，氨氮在高达850mg/L情况下，可以在2个小时内降低到1—2mg/L。
　　“RD吸附氧化法”的研究开始于1992年中国淮河严重污染时期，历时八年之久，这期间得到了清华大学、国家水中心、中国市政工程中南设计院、国家环保局华南科研所等教授和专家的关注和大力支持。今天己通过反复的研究—应用——再研究——再应用的反复实践。使这一方法不断完善和提高。现已达到了能快速、高效、低耗的降解源水氨氮的实用阶段。为源水预处理增加了一个已有给排水设计和文献中没有的新方法。

二、“RD吸附氧化”工艺流程

　　“RD吸附氧化法”是一种新的吸附剂——以蒙脱石为主要成分的新型吸附剂和优化工边界条件相结合诞生的微污染水处理新工艺。 目前己开发出两种药剂，即1号RD及2号RD。两种应用工艺，即再生回流工艺和直流工艺，现介绍如下：
1、RD吸附氧化再生回流工程
　　 该工艺适用于以地表水为水源的自来水公司。其工艺流程如下：

2、RD吸附氧化直流工艺
　　 该工艺适用于以地表水为水源的源水供应公司，其工艺流程如下：

三、RD药剂

　　 RD药剂是以蒙脱石为主要成分的药剂。其中l号RD药剂，表面积350m²/g以上，入水溶胀性好。能高度分散在水中，对于色、嗅味类物质，有良好的吸附性能。同时对铁、锰等重金离子吸附性能更好，而且是微生物的很好附聚体。也称天然宿主，能将分散于水中 的细菌附聚在其上，其吸附效果达92％。
　　 前苏联学者Muber和Hickisch研究了9个属12个菌株在不同吸附剂上的吸附作用。其细菌被吸附的百分比如下：蒙脱石92％＞沃发基特(一种阳离子交换剂)EZ90％＞斑脱土87％＞黄土82％＞高岭土75％＞石英44％。由于蒙脱石对有机物和细菌都有良好的吸附作用。这样微生物就能很好的降解污染物。为了恢复吸附性能，我们设置了一个再生池，使污染物很好继续分解再生，同时，使微生物浓度进一步提高，这样回流到曝气池后，其效果更好。
　　 2号RD药剂，其溶胀性比1号RD药剂小的多，或者是基本不溶胀，而且密度也较小。加入到待处理水中，在曝气作用下，即能很好悬浮在水中，又能不被水冲走，成为一种永久性的载体保存在水中。这就为一些源水供应公司的预处理提供了方便。

四、降氨氮机理

　　“RD吸附氧化”降氨氮的机理正在深入的探研之中。由于实践应用中的良好效果，也就只有先实践后理论了。
　　有学者测定，蒙脱石在水中溶胀后，其最小颗粒直径为0.4mm，其硝化菌在如此小的颗粒上附聚形成微型生物膜。由于生物膜甚微，不会出现普通生物膜的外层好氧和内层厌氧状态，而是一直处于高度 的好氧状态，使得对氨氮的降解速度加快。
　　众所周知，微生物在水中，一般呈负电性，因此易为阳离子树脂所附聚，而蒙脱石对微生物的吸附性又远大于阳离子交换剂。且比阳离子树脂粉末的粒径小的多。
　　 因此，在单位容积水中，其微生物的浓度大于活性污泥法及传统生物膜法。这是硝化速度快的又一个原因。从理论上探讨，“RD吸附氧化法”是有别于活性污泥及传统生物膜法的一种新方法。

五、成果介绍

1.浙江省海宁市第二水厂
　　 浙江省海宁市第二水厂，采用“RD吸附氧化法”之后，自1999年7月1日投产以来，运行情况良好。成功的解决了由上游的污染废水产生的色度问题。同时CoDmn的去除率和NH₃-N的硝化率均达到50％以上。
2、广州番禺东乡水厂
　　 广州番禺东乡水厂，源水NH3-N在枯水期达4—5mg/L。采用“RD吸附氧化法”进行中试，出水氨氮在0.1mg/L左右。在试验期间加药使NH3-N升到11mg/L时，出水氨氮仍能达到0.1mg/L左右。而且CoDmn的去除率达75％左右。
3、东莞农业公司塘厦猪场
　　东莞农业公司塘厦猪场采用“RD吸附氧化法”实验，氨氮在850mg/l左右，能降到1--2mg/L。

六、结束语

　　“RD吸附氧化法”是不见经卷的一种新型微污染水的净化方法。经过近八年的生产实践应用和不断研究改进。目前达到的工艺水平，可使NH3-N完全硝化，CoDmn降低75％。且能除铁、锰、除色度和嗅味，更能很好的除磷。过去不少人认为“RD吸附氧化法”是污水活性污泥法在给水中应用。特别是担心污泥回流，形成二次污染。实际上此顾虑大为不必。因为“RD吸附氧化法”回流污泥必须经过再生池充分再生后才能回流。回流的是RD药剂和微生物，而不是污染物回流。
　　 在广州番禺东乡水厂中试结束时，分别取源水、沉淀出水和出厂水，水样三个。委托上海医科大学进行了AmeS试验、UDS试验和微核试验，从基因水平、DNA水平和染色体水平对水中有机物提取物的致突变性进行检验，结果均表现为阴性。证明“RD吸附氧化法”的卫生安全性很好。
　　近来研究发现，“RD吸附氧化法”不仅适用于微染水，而且适用于城市污水处理。因此，该方法就不是将污水活性污泥法移植到给水预处理。而是一种全新的污染水处理方法。其主要功能是氨氮的硝化和除磷。这引起了城市污水处理的关注。因为除磷脱氮一直是活性污泥法的一个难题。近来我们开始对城市活性污泥污水厂进行实验，不仅硝化效果好，而且除磷效果特别好。在磷含量3mg/L条件下，能很快降至0.07mg/L。更重要的是能将污水处理厂的负荷翻翻。这引起了污水处理厂的极大兴趣。他们讲：这是将给水处理方法向污水处理厂推广应用。
　　 总之，我们认为，“RD吸附氧化法”既不是活性污泥法在给水厂 应用，也不是给水微污染处理法在污水厂应用。它是一种全新的污染水处理方法，既可应用于微污染城市给水处理，也可应用于城市污水处理，而且正在不断发展中。