浓度氨氮废水处理的主要应用与新进展

阅读：2805发布时间：2014-4-16

浓度氨氮废水处理的主要应用与新进展

1、废水中氨氮处理的主要应用与新进展
1.1吹脱法
吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+)，通过调节pH值转化为分子态氨，随后被通入的空气或蒸汽吹出。影响吹脱效率的主要因素有：pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。
NH4++OH-→NH3+H2O
炼钢、石油化工、化肥、有机化工等的废水，常含有浓度的氨，因此常用蒸汽吹脱法处理，回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的费用。石灰一般用来提pH值。用蒸汽比用空气易控制结垢现象，若用烧碱则可减轻结垢的程度。吹脱法一般采用填料吹脱塔，主要特征是在塔内装置一定度的填料层，利用大表面积的填充塔来达到气水充分接触，以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西、聚丙烯鲍尔、聚丙烯多面空心球等。胡允等了某厂生产乙胺碘呋酮时产生的一部分浓度氨氮废水的静态吹脱效果。结果：当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3～99.3。
氨吹脱法通常用于浓度氨氮废水的预处理，该处理点在于除氨效果稳定，操作简单，容易控制。但如何提吹脱效率、避二次污染及如何控制生产过程水垢的生成都是氨吹脱法需要考虑的问题。
1.2化学沉淀法(MAP法)
化学沉淀法是在含有NH4+离子的废水中，投加Mg2+和PO43-，使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4·6H2O(简称MAP)，通过沉淀，使MAP从废水中分离出来。化学沉淀法尤其适用于处理浓度氨氮废水，且有90以上的脱氮效率。在废水中无有毒有害物质时，磷酸氨镁是一种农作物所需的好的缓释复合肥料。
处理时，若pH值过，易造成部分NH3挥发。建议缩短沉淀时间，适当降pH值，以减少NH3挥发。沉淀剂使用MgO和H3PO4，这样不但可以避带入其他有害离子，MgO还可以起到中和H+离子的作用。赵庆等的发现：在pH=8.6时，同时投加Na2HPO4和MgCl2可将氨氮从6518mg/L降65mg/L。
化学沉淀法处理浓度氨氮废水工艺简单、效率。但是，废水中的氨氮残留浓度还是较；另外，药剂的投加量、沉淀物的出路及药剂投加引的氯离子及磷造成的污染是需要注意的问题。
1.3膜吸收
比较老的膜是液膜法，除氨机理是：NH3易溶于膜相（油相），它从膜相外浓度的外侧，通过膜相的扩散迁移，到达膜相内侧与内相界面，与膜内相中的酸发生解脱反应，生成的NH4+，利用膜两侧的NH3分压差为推动力，使NH3从废水向吸收液转移从而达到降废水中氨氮含量的目的。但如何防止液膜乳化、富集了氨氮的吸收液的去向及减少吸收液对废水的有机污染是该需要着力的内容。
目前随着膜的日臻，采用膜进行浓度氨氮废水处理成为的热点。利用一疏水性膜将含氨废水与易吸收游离氨的液相隔于膜两侧。不同的吸收液需要选用不同的膜。当采用H2SO4为吸收液时，选用耐酸疏水性固体膜，透过膜的NH3与H2SO4反应生成(NH4)2?SO4而被回收。处理后废水中氨氮的浓度理论上可达到零。该工艺的难点在于防止膜的渗漏。为了较的通量，一般的微孔膜的膜厚都比较薄，膜两侧的水相在压差的作用下容易发生渗漏。
1.4氧化
1.4.1折点加氯法
折点加氯法是通过投加足量氯气使废水中NH3-N氧化成无害氮气，反应如下：
2NH4++3HClO→N2+3H2O+5H++3Cl-
处理时所需的实际氯气量，取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每毫克氨氮一般需要6~10mg氯气。虽然氯氧化法反应迅速，所需设备较少，但液氯的使用和贮存要求，并且处理也较；若用次氯酸或二氧化氯发生装置使用液氯，安全问题和运行费用可以降，但目前内zui大的发生装置产氯量太少，并且昂贵，因此氯氧化法一般用于给水处理，将其用来作深度脱氮。对于大水量浓度氨氮废水的处理显得不太适宜。
1.4.2催化湿式氧化法
催化湿式氧化法是20世纪80起来的治理废水新。在一定温度、压力和催化剂作用下，经空气氧化，可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2、H2O等无害物质，达到净化的目的。
杜鸿章等用在270℃、9MPa条件下，利用催化湿式氧化法处理焦化废水中的氨氮，去除率达到99.6。该法具有净化效率、流程简单、占地面积少等特点。经过外应用与，在上已具有较强的力。但如何降还是应用有待的问题。
1.5离子交换
离子交换法是选用对氨离子有强选择性的沸石作为交换载体，从而达到去除氨氮的目的。根据有关资料，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的限能力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除效率可达到78.5，但操作复杂，且再生液仍为浓度氨氮废水，仍需再处理，一般适合于浓度氨氮处理。
1.6生物脱氮
1.6.1生物脱氮工艺-硝化/反硝化法
的硝化/反硝化法是废水中的氨氮在好氧菌作用下，zui终氧化生成硝酸盐，这一过程称为硝化反应。其反如下：
2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O
2NO2-+O2→2NO3-
总反应式为：
NH4++2O2→NO3-+2H++H2O
硝化过程中要耗用大量的氧，一般认为溶解氧应控制在1.2~2.0mg/L以上，于0.5mg/L则硝化作用停止。
硝化反应后有硝酸形成，使生化的酸提，因此要求废水中应有足够的碱度来平衡硝化作用中产生的酸，一般要求硝化作用zui适宜的pH值为7.5~8.5。
反硝化反应是指在无氧条件下，反硝化菌将硝酸盐氮（NO3-）还原为氮气（N2）的过程。其反应如下：
4NO3-+?5C（有机C）+H2O→2N2↑+5CO2+OH-
反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，氧存在时，它会以O2为电子受体进行好氧呼吸；在无氧而有NO3-或NO2-存在时，则以NO3-或NO2-为电子受体，以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。反硝化过程中，理论的C/N应为2.86。当废水中的C/N大于2.86时才能充分满足反硝化对碳源的要求。废水中C/N小，反硝化去除率也，工程运行中一般控制C/N在3.0以上。
生物处理对氨氮的降解、运行费用。是目前应用的脱氮。的生物脱氮工艺是由Barth基于氨化、硝化及反硝化反应过程建立的三级活性污泥工艺。该系统因细菌生长条件，能够快速地去除总氮。但该工艺流程复杂、处理设备多。上世纪80初开创的前置反硝化工艺A/O，以其流程简单、碳源和碱度需求的势迅速成为一种的生物脱氮工艺。此后随着的深入，先后出现了生物接触氧化脱氮工艺、氧化沟脱氮工艺、SBR脱氮工艺及MBR脱氮工艺等新的生物处理。
1.6.2生物脱氮新工艺——短程硝化/反硝化
生物脱氮新的主要集中在一些能耗、率、的工艺。目前是通过选择抑制性物质或限制硝化菌的活性，使氨氮氧化为亚硝酸盐并积累，然后对其进行反硝化脱氮的短程硝化/反硝化。此法所需的氧量和电子供体量将分别减少25和40。
根据，通过控制pH：7.8~8.0、DO：2.0mg/L、温度：25~30℃等条件，可促使亚硝化菌成为势菌，将大部分氨氮氧化为亚硝酸根。亚硝化菌对的变化敏感。为了能获得稳定和较的氨氮亚硝化率，适宜亚硝化菌生长的条件并限制硝化菌的活性。因此，目前亚硝化菌筛选和培育的也活跃。

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