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氨氮廢水處理技術(shù)

1、氨氮廢水的來源和危害

1.1 氨氮廢水的來源

氨氮廢水主要來源于城市生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)田排放等。隨著石油、化工、食品和制藥等工業(yè)的發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高，城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮含量急劇上升。人工合成的化學(xué)肥料也是水體中氮營(yíng)養(yǎng)元素的主要來源，大量未被農(nóng)作物利用的氮化合物絕大部分被農(nóng)田排水和地表徑流帶人地下水和地表水中。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多含氮污染物的任意排放給環(huán)境造成了極大的危害。

1.2 氨氮廢水的危害

水環(huán)境中存在過量的氨氮會(huì)造成多方面的危害：

（1）水中氮素含量太多會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而造成一系列的嚴(yán)重后果。由于氮的存在，致使水中藻類數(shù)量增加，水體溶解氧量下降，使魚類及其他生物大量死亡。水體中藻類迅速繁殖還會(huì)造成堵塞濾池，造成濾池運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短，增加了水處理的費(fèi)用。

（2）氨氮以兩種形式存在于水中，一種是氨,又叫非離子氨，脂溶性，對(duì)水生生物有毒。另一種是銨，又叫離子氨，對(duì)水生生物無毒。當(dāng)非離子氨通過鰓進(jìn)入水生生物體內(nèi)時(shí)，會(huì)直接增加水生生物氨氮排泄的負(fù)擔(dān)，氨氮在血液中的濃度升高，血液PH值隨之相應(yīng)上升，水生生物體內(nèi)的多種酶活性受到抑制，并可降低血液的輸氧能力，袋子氧氣和廢物交換不暢而窒息。

 

2、氨氮處理技術(shù)現(xiàn)狀

目前，氨氮廢水的處理技術(shù)主要有吹脫法、離子交換法、吸附法、折點(diǎn)氯化法、化學(xué)沉淀法、催化濕式氧化法和傳統(tǒng)生物脫氮法等。

2.1 傳統(tǒng)生物脫氮法

傳統(tǒng)生物脫氮法是通過硝化、硝化、反硝化以及同化作用來完成。傳統(tǒng)生物脫氮的工藝成熟、脫氮效果較好。但存在工藝流程長(zhǎng)、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺點(diǎn)。

2.2 離子交換法

離子交換法工藝簡(jiǎn)單、操作方便、成本較低。它是利用不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的其它同性離子發(fā)生交換反應(yīng)，從而將廢水中的氨離子牢固地吸附在離子交換劑表面，達(dá)到脫除氨氮的目的。但是離子交換法樹脂用量大、再生難、費(fèi)用高，對(duì)于高濃度的氨氮廢水，會(huì)使樹脂再生頻繁而造成操作困難，且再生液仍為高濃度氨氮廢水，需要再處理。

2.3 吸附法

吸附法主要是指利用固體吸附劑的物理吸附和化學(xué)吸附性能，去除或降低廢水中的多種污染物的過程。固體吸附劑能有效去除廢水中的多種氨氮有機(jī)物，使處理后的水質(zhì)得到凈化。吸附法處理氨氮廢水操作簡(jiǎn)單、易于控制，但是也要考慮吸附劑的再生和二次污染的問題。

2.4 折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中氨氮完全氧化成氮?dú)獾幕瘜W(xué)脫氮工藝。該方法的處理量可達(dá)到90%-100%。折點(diǎn)氯化法處理氨氮廢水不受水溫影響，脫氨率高，投資設(shè)備少，操作簡(jiǎn)便，并有消毒作用。但是對(duì)于高濃度氨氮廢水處理運(yùn)行成本很高，副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染，因此氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。

2.5 化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是通過向廢水中投加某種化學(xué)藥劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成難溶鹽沉淀下來，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。向含氨氮廢水中投加Mg2+和PO43-，三者反應(yīng)生成MgNH4PO4（MAP）沉淀物，從而達(dá)到除去水中氨氮的目的。

化學(xué)沉淀法處理氨氮廢水具有工藝簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)快、影響因素少的優(yōu)點(diǎn)。盡管生成的沉淀物可以作為復(fù)合肥料，一定程度上降低了處理費(fèi)用，但該方法的主要局限性在與沉淀藥劑用量較大，從而致使處理成本較高，沉淀產(chǎn)物MAP的用途有待于進(jìn)一步開發(fā)與推廣。

2.6 催化濕式氧化法

催化濕式氧化法是20世紀(jì)80年代中期開發(fā)的一種處理廢水的新技術(shù)。在一定的溫度、壓力下和催化劑的作用下，經(jīng)空氣氧化，可使污水中的有機(jī)物和氨分別氧化分解成CO2、H20及N2等無害物質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。該方法具有流程簡(jiǎn)單、凈化效率高、占地面積少等優(yōu)點(diǎn)，但是由于反應(yīng)需在高溫下進(jìn)行并考慮到對(duì)設(shè)備的腐蝕性所增加的維修費(fèi)用，因此如何降低成本還是有待研究解決的問題。

2.7 吹脫法

吹脫法是將廢水調(diào)節(jié)至堿性，然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢水溫度，從而提高一定pH值時(shí)被吹脫的氨的比率。而控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和PH。吹脫法處理氨氮廢水的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單、除氨效果穩(wěn)定、適用性強(qiáng)、投資較低。但此方法能耗偏大需考慮排放的游離氨總量是否符合氨的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機(jī)化工、有色金屬冶煉等行業(yè)的高濃度廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫。

 

3、結(jié)論

由于不同廢水性質(zhì)上的不同，氨氮廢水降解的各種技術(shù)與工藝也存在著各自的優(yōu)勢(shì)與不足。還沒有一種通用的方法能高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地處理所有的氨氮廢水。因此，我們必須針對(duì)不同的工業(yè)廢水性質(zhì)以及廢水所含的成分進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究、選擇和確定適合的處理技術(shù)及工藝，使氨氮廢水的處理成本降到最低，效果達(dá)到最好。