氨氮废水的处理技术及发展
氨氮废水的处理技术及发展
①
刘 健,李 哲
(长沙矿冶研究院,湖南长沙410012)
摘 要:综述了当前氨氮废水处理技术的原理和各自的优缺点,介绍了国内外氨氮废水处理的研究现状,同时对氨氮废水处理前景进行了展望,并提出了今后应着重考虑的几个问题。关键词:废水处理;氨氮废水;生物脱氮中图分类号:X703
文献标识码:B
文章编号:0253-6099(2007)04-0054-07
The Treat ment Technology of Ammon i a 2n itrogen
Wastewater and Its Develop ment
L I U J ian,L I Zhe
(Changsha R esarch Institute of M in ing and M etallurgy,Changsha 410012,Hunan,China )
Abstract:The p rinci p les,advantages and disadvantages on recent treat m ent technol ogy of a mmonia 2nitr ogen waste water were overvie wed .
The research status at home and abr oad was intr oduced .
The p r os pects of a mmonia 2nitr ogen
waste water treat m ent was l ooked f or ward and considerable p r oble m s f or the future were p r oposed .Key words:waste water treat m ent;a mmonia 2nitr ogen waste water;bi odenitrificati on
未经处理或处理不完全的含氮污染物的任意排放
给环境造成了极大的危害。大量氨氮的存在会消耗水体的溶解氧,引起水体的富营养化。这些水体中藻类大量繁殖,频繁进行生命活动,使水体散发恶臭,还消耗水中的溶解氧,导致鱼类大量死亡;其中一些藻类蛋白质毒素通过水产生物体富集,可经过食物链使人中毒。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量;氨氮对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性。当污水回用时,再生水中微生物可以促进输水管和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道
和用水设备,并影响换热效率[1]
。据报道,2006年我国海域发生赤潮93次,比2005年增加11次,累计发
生面积19840k m 2
,氨氮也是污染的重要原因之一。
氨氮废水,特别是高浓度的氨氮废水来源多、排放量大,如炼油、化肥、无机化工、玻璃制造、肉类加工、饲料生产、畜牧业以及垃圾填埋等生产过程均产生氨氮废水。
氨氮废水处理已引起全球环保领域的重视,近20年来,国内外在氨氮废水处理方面开展了较多的研究,并且不断出现各种新技术。
1 传统氨氮废水处理技术
国内外对氨氮废水的处理方法主要分为两类:物
理化学法和生物法。这些方法虽各有特点,但也有一定的局限性,或是不同程度的存在着设备投资大,能耗多,运行费用高,或是废水中的氨氮不能回收利用,造成二次污染等。氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求效果和经济性,国内多采用物理化学法,国外以生物法或二者联合工艺为主。1.1 物理化学法1.1.1 吹脱法 吹脱法分为空气吹脱法和蒸汽吹脱法,是将废水pH 值调节至碱性,然后在填料塔中通入空气或蒸汽,通过气液接触将废水中的游离氨吹脱至大气或蒸汽中,使氨氮从液相转移到气相。影响吹脱
效率的因素比较多。刘国文[2]
通过大量的试验发现:pH 值、温度、气液比(吹气量)和吹脱时间是影响吹脱效率的4个主要因素。在pH 值为10.5～11.0、水浴温度50～60℃、气液比为2800∶1～3200∶1和吹脱时间为2h 的试验条件下,钨冶炼萃取余液废水中的氨氮(1026.76mg/L )吹脱效率可达到98%以上。居沈贵[3]
针对吹脱法测定了废水中氨氮的脱除动力学数据,建立合适的传质动力学模型对实验数据进行模拟计算,并通过机理分析得到:增大pH 值和升高温度,促进了废水中氨氮的转化,对传质过程起到强化作用,提高过程进行的速率。
①收稿日期:2007204205
作者简介:刘 健(1954-),男,广东南海人,高级工程师,主要从事多因子工业废水处理及环保管理工作。
第27卷第4期2007年08月
矿 冶 工 程
M I N I NG AND M ETALL URG I CAL ENG I NEER I NG
Vol .27№4
August 2007
图1 氨氮脱除率与pH值的关系
低浓度氨氮废水通常在常温下用空气吹脱法,而
炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常采用蒸汽吹脱法。因为采用蒸汽可以提高废水温度,从而提高一定pH值时被吹脱氨的比例。一般情况下,如果采用吹脱法去除98%以上的氨氮,需将pH值调节至11以上(如图1)。王卓等人[4]采用汽提技术对对2硝基苯胺废水进行了处理,在pH值大于11的条件下,废水中的氨氮由3150 mg/L下降为187mg/L,去除率为93%。利用蒸汽进行吹脱的能耗较大,需要设置蒸汽锅炉,而且维护工作量大,所以空气吹脱法虽然效率比前者低,但能耗也要低,且设备简单,操作方便,在出水氨氮总量不高的情况下,采用空气吹脱比较经济。两种吹脱法一般都要采用Na OH调节废水的pH值,药剂和能源消耗比较大;用Ca(OH)
2
代替NaOH时的吹脱速率和吹脱效率要远小于Na OH,而且在汽提过程中容易结垢。蒸汽
吹脱可减少结垢,或采用石灰粉和Na
2
CO3组合投加或吹脱采用密闭循环系统都可较好解决吹脱塔结垢的问题。为了降低药剂成本,吹脱法的另一个关键在于保证填料塔内的气液充分接触,有效防止沟流、液泛等非正常操作。因此,填料的选择和填充至关重要。利用吹脱技术处理氨氮还要注意回收由液相转移至气相后的氨氮,否则会导致大气的二次污染。回收的氨水如果质量分数控制在30%以上,能产生一定的经济效益,以收回部分运行成本。也可以用硫酸来吸收吹脱的氨氮,将生成的硫酸铵制成化肥。邓斌[5]利用烟道气处理焦化剩余氨水,把生成的硫酸铵以及废水中的有机物和烟尘一起经收尘器收集后,用来制砖或作锅炉燃烧的助燃添加剂。
利用超声波净化工业废水是近年来发展起来的一种新的废水处理技术。王有乐[6]将超声波辐射和空气吹脱氨氮结合起来,对高浓度氨氮废水进行了超声吹脱处理试验研究,以吹脱过程中的压缩空气为动力产生超声波,使水分子承受交替压缩和扩张,产生空化气泡,从而加强NH
3
的挥发和传质效果,使其更容易
由液相转为气相。试验发现,在吹脱装置中加一气动超声波发生器,能降低供气量,节省动力消耗,也缩短了吹脱时间。在最佳工艺条件:pH值为11,时间为40 m in,气液比为1000∶1,电耗为0.9k W?h/m3时,对高浓度氨氮(982mg/L)废水进行处理,超声波吹脱氨氮效率为98.72%。焦纬洲[7]采用超重力技术处理某厂焦化废水,对超重力旋转床进行了中试试验,通过试验使单级氨氮脱除率达到了75%;中北大学的试验还得出以空气为气提剂,温度为40℃,转子转速为1200r/ m in,氨氮废水含量为1500～2000mg/L,氨氮废水pH 值在10.8～11.5范围内,气液比为1200的条件下,单程吹脱率可达85%,两次逆流吹脱,总吹脱率可达98%,出口氨浓度低于国家合成氨厂废水排放标准[8]。采用该方案治理氨氮废水,使设备的体积大大缩小,能耗降低,氨易于回收,并且从处理能力和处理费用上来说都优于传统吹脱技术。
废水中如含有油类物质,会阻碍挥发性物质向大气中扩散,而且会堵塞填料,影响吹脱,所以应在预处理中去除油类物质。
1.1.2 化学沉淀法 化学沉淀法的主要原理是通过向废水中投加某种化学药剂,使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应,形成难溶盐沉淀下来,从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。目前,氨氮废水研
究最多的是添加含有Mg2+和P O
4
3-的药剂,使之与废
水中的NH
4
+发生反应,生成Mg NH
4
P O4?6H2O(Mag2 nesiu m Ammonium Phos phate,简称MAP,俗名鸟粪石)沉淀。
刘小澜[9]探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH值为8.5～9.5的条件下,投加的药剂Mg2+∶NH4+∶P O43-(摩尔比)为1.4∶1∶0.8时,废水氨氮的去除率达99%以上,出水氨氮的质量浓度由2g/L降至15 mg/L。赵庆良等人[10]用化学沉淀法对香港新界的垃圾渗滤液进行了研究,结果表明,在pH值为8.6时投加Mg Cl2?6H2O和Na2HP O4?12H2O可将氨氮质量浓度由5618mg/L降至65mg/L。Schulze2Rett m er R[11]提出
使用Mg O和H
3
P O4,这样不仅可以避免带入有害离子,而且Mg O还可以中和部分H+,节约碱的用量。李晓萍[12]先后加入Mg O和磷酸处理化肥厂合成氨车间高
浓度含氨废水,通过试验得出在pH值为9.0,P O
4
3-、Mg2+、NH4+的摩尔比为1∶1.5∶1时,氨氮去除率较大并且可较好地回收氨生成鸟粪石,两步沉淀工艺氨氮去除率达99.1%,氨回收率为80.1%。
李雪峰[13]研究考查了在沉淀剂中添加聚丙烯酰胺(P AM)、聚合氯化铝(P AC)对磷酸铵镁沉淀的助凝
55
第4期刘 健等:氨氮废水的处理技术及发展
作用。结果表明,P AM和P AC的助凝作用综合比较,添加20mg/L可以使氨氮脱除率较未加入时提高5.38%,并降低了沉淀剂的使用量,使处理污水的成本降低。控制条件在pH=9.3,投加量配比为n(Mg2+)∶n(P O43-)∶n(NH4+)=1∶1∶1,反应时间为25m in处理初始浓度为1000mg/L的氨氮废水,P AM投加量为20mg/L可使氨氮去除率达到99.01%,P AC投加量为200mg/L可使氨氮去除率达到99.13%,后者虽效果比稍好,但用量较大,而且P AM能吸附重金属离子,可以减小对后续生物系统的毒害。
该法工艺简单,效率高,沉淀物MAP经进一步加工能成为性能优良的复合肥料[11,14],但由于投加药剂量较大,镁盐和磷酸盐价格较高,而产物磷酸铵镁(MAP)价格却较低,经济上难以承受,所以一直停留在实验室规模,较少用于实际氨氮废水处理。寻找一种高效价廉的药剂或助凝剂对于该法在氨氮废水处理中的广泛应用具有十分重要的意义。
1.1.3 折点加氯法 在含氨氮的废水中加入氯后,有如下反应[15]:
Cl2+H2O HOCl+H++Cl-
NH4++HOCl NH2Cl(一氯胺)+H2O+H+
NH2Cl+HOCl NHCl2(二氯胺)+H2O
NHCl2+HOCl NCl3(三氯胺)+H2O
2NH4++3HOCl N2↑+5H++3Cl-+3H2O
通常一氯胺和二氯胺称为化合余氯,次氯酸称为余氯。当投氯量达到氯与氨的摩尔比值1∶1时,化合余氯即增加,余氯下降物质的量的比达到1.5∶1时, (质量比7.6∶1时),余氯下降到最低点,即“折点”[16]。在折点处,基本上全部氧化性的氯都被还原,全部氨都被氧化,进一步加氯就会产生自由余氯。折点加氯法就是控制通入的氯气的量达到折点,使氯气与氨反应生成无害的氮气。需氯量取决于氨氮浓度,两者质量比为7.6∶1,为了保证完全反应,一般氧化1mg氨氮,需加9～10mg的氯气。pH值在6～7时为最佳反应区,接触时间为0.5～2.0h。
该方法的处理效率达到90%～100%,处理效果稳定,不受水温影响,但运行费用高,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染,以及产酸增加总溶解固体[17]。目前此方法只能作为氨氮废水的后续处理,以及给水处理或饮用水处理。
1.1.4 离子交换法 离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子(NH
4
+)发生交换反应,从而将废
水中的NH
4
+牢固地吸附在离子交换剂表面,达到脱除氨氮的目的。离子交换剂的特点是对离子的选择性吸收性强、总比表面积大和吸附能力强。常用的离子
交换剂有沸石、活性炭、膨润土等,也有研究采用合成树脂。天然离子交换剂价格便宜且再生容易;合成树脂寿命短,且预处理工序和再生系统均较复杂。
肖举强[18]通过实验证明了活化沸石去除氨氮的效果优于活性炭。魏彩春[19]研究了α改性沸石对生活小区污水中氨氮的吸附效果及影响吸附的主要因素,以及吸附饱和沸石的铵解吸效果。实验结果表明:影响改性沸石除铵的主要因素是改性沸石层的装填高度、改性沸石粒径大小、原水水质、流速等。在pH值为5～8和吸附时间为2h时,粒径为0.6～1mm的改性沸石对NH
4
+的吸附量可达12.92mg/g;高浓度的NaHCO3溶液对铵吸附饱和改性沸石具有很好的解吸作用。Konishi等人[20]介绍了利用沸石作为吸附柱填料,吸附废水中的氨氮,氨氮质量浓度为15mg/L,流量为480mL/m in,停留时间为7m in,出水中氨氮未检出。
王代芝等人[21]实验研究了经氯化钠改性的膨润土对氨氮废水的处理,发现经1%的氯化钠溶液改性的膨润土在搅拌时间为40m in,膨润土用量为5g,pH 值为8～9,室温时处理浓度为160mg/L的氨氮废水100mL效果最佳,最高去除率可达93.78%,处理后的氨氮废水可达到国家一级排放标准(15mg/L)。刘宝敏[21～22]考察了强酸性阳离子交换树脂(合成树脂)对焦化废水中氨氮的吸附行为。实验结果表明在废水流速为0.139～1.667mL/s之间时,每g树脂对氨氮的最大吸附量可大于2.5mg,氨氮吸附率大于97%,失效的树脂用0.5mol/L稀硫酸再生后,可连续使用。
离子交换法适应中低浓度(<500mg/L)[23]氨氮废水的处理或者水的深度处理,对于高浓度的氨氮废水,会因交换剂再生频繁而造成操作困难。虽然离子交换剂去除废水中的氨氮取得了一定的效果,但由于存在其交换容量有限,再生后的交换剂交换容量下降,再生液中的氨氮仍需要进行处理,导致运行费用高,所以其研究基本停留在实验室阶段。
1.1.5 膜吸收法 膜吸收过程是一种将膜分离和吸收相结合而出现的新型膜过程。膜吸收法处理含氨废水的原理为:疏水性膜(聚丙烯、聚四氟乙烯、偏聚氟乙烯和乳状液膜等)把含氨废水和吸收液分隔于膜两
侧,通过调节废水的pH值,使废水中离子态的NH
4
+
转变为分子态的挥发性NH
3
。在膜两侧NH
3
的分压
差的推动下,使NH
3
从废水中向吸收液转移来降低废水中氨氮的含量。
通常采用硫酸为吸收液,选用耐酸性疏水膜,NH
3在吸收液2微孔膜界面上为H
2
S O4吸收,生成不挥发的
65矿 冶 工 程第27卷
(NH
4)
2
S O4而被回收。由于氨在废水和吸收液中存
在形式的不同,使得废水中的氨能通过存在形式的转换不断向吸收液传递,直到吸收液饱和为止,处理后废水中的氨氮浓度理论上可达到0。郝卓莉等人[24]采用聚丙烯微孔中空纤维膜,以H
2
S O4为吸收液处理氨氮浓度为4300mg/L的焦化厂剩余氨水,取得了良好的效果,氨的去除率高达99.7%,氨回收率为99.5%,而能源费用仅为蒸氨法的4.36%。
如果采用油为吸收液时,则需选用乳状液膜,许国强等人[25]用液膜法处理氨氮废水,进水氨氮质量浓度500mg/L,出水氨氮质量浓度小于15mg/L,无二次污染。李可彬等人[26]研究了用乳状液膜法去除废水中的氨氮,考察了各种因素对氨氮去除率的影响,选用的液膜体系可使氨氮含量1000m g/L以上的废水,一级去除率达97%以上。
与吹脱(汽提)技术和生化法等其他氨氮废水处理方法比较,膜吸收法的最大特点是能耗低,可以在常温、常压的条件下浓缩并回收废水中的氨,无二次污染产生,可实现含氨废水的资源化。为了保证较高的通量,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很容易发生渗漏。因此,如何在保证氨氮传质通量的情况下有效防止膜的渗漏是膜吸收工艺研究的重要内容。有研究发现[24,27],废水中氨氮或盐量较高时,能有效抑制水的渗透蒸馏通量,减弱对吸收液的稀释作用;当废水中含有油性污染物时,会造成膜的污染,使膜的传质系数不能得到完全恢复。因此,膜吸收法较适用于处理含盐量较高、油性污染物含量低的高氨氮废水。
1.1.6 高级氧化技术 高级氧化技术(AOTs)在氨氮废水处理领域内的研究主要是催化湿式氧化、光催化氧化和电解催化(电化学氧化)。各种高级氧化技术都是在一定的温度、压力等条件下,在氧化剂和催化剂的作用下,经过各种不同的氧化途径,使污水中的氨氧
化分解为N
2或NO
2
-、NO
3
-。
催化湿式氧化技术是20世纪80年代国际上发展起来的一种处理废水技术,具有净化效率高(据报道,废水经过净化后可达到饮用水标准)、流程简单、占地面积少等特点。经多年应用与实践,这一废水处理方法的建设及运行费用仅为常规方法60%左右,因而在技术上和经济上均具有较强的竞争力。付迎春等人[28]研制出适用于催化湿式氧化法处理氨氮废水的复合催化剂———以过渡金属氧化物Cu O为主活性组分的Ce2Mn2Cu氧化物复合催化剂,并通过实验得出在适宜的工艺条件下:255℃,4.2MPa和pH=10.8,初始浓度为1023mg/L氨氮废水在150m in内去除率达到98%,经处理后的废水达到国家二级(50mg/L)
的排放标准。乔世俊[29]运用光催化氧化机理,选用Ti O2和活性组分A复合在砖块颗粒上的(Ti O2+A)催化剂对氨氮废水进行了降解实验研究。结果表明:用该(Ti O
2
+A)催化剂对某化肥厂氨氮废水降解实验,8 h内可使ρ(氨氮)从238mg/L降至8mg/L,降解率达97%。该(Ti O2+A)催化剂的光催化活性高,不流失,制作简单。
一般说来,许多工业废水含有氯离子,这些氯离
子通过电化学氧化产生活性氯(Cl
2
+HOCl+Cl O-),对氨氮的去除影响很大,间接电氧化起主要作用。李伟东等人[30]采用电解槽对垃圾渗滤液进行电解催化处理研究,结果表明,极板间距为1.0c m,电流密度为10A/dm2,氯离子质量浓度为5000mg/L时。该法对中等浓度的垃圾渗滤液中的氨氮有较好的处理效果,对氨氮的去除率能达到97.3%。但电解过程中耗费大量的电,林海波[31]的实验中,每去除1kg氨氮的能耗为55.7k W h。
鞍山焦炭耐火材料研究院和中国科学院采用自行研制的新型高效双组分催化剂处理包括焦化污水在内的含高浓度有机物和氨氮污水,效果显著。但由于设备耐高温、耐腐蚀,故投资较大。
上述高级氧化技术一个共同缺点就是氨氮被氧化
物部分生成了NO
2
-、NO
3
-,去除了氨氮,但是总氮还是没有降下来,仍然需要进一步的处理。所以,研究出
控制氨氮氧化为氮气,而不产生NO
2
-、NO
3
-的方法将对高级氧化技术在废水中氨氮处理的应用具有积极的意义。
1.2 生物脱氮法
目前,国内外对氨氮废水实际处理中应用较成熟的生物处理方法是传统的前置反硝化生物脱氮,如A/O、A2/O工艺等,都能在一定程度上去除废水中的
氨氮。其基本原理是首先将废水中的NH
32N
转化为NO2-2N和NO3-2N(即硝化),然后再将NO3-2N和NO2-2N转化为氮气(即反硝化)。在反硝化过程中,反硝化菌是利用有机碳源(如甲醇)作电子供体,利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。A/O和A2/O2种工艺都是在传统活性污泥基础上发展来的,与传统活性污泥
相比,不仅能使水中BOD
5
达标排放,而且对废水中COD和氨氮也能在一定程度上进行处理。A2/O工艺较A/O工艺一个明显的特点是增加了一个厌氧阶段,厌氧阶段主要是水解酸化过程。吴海杰[32]采用高效微生物+A/O工艺对脂肪胺类浮选剂及阳离子表面活性剂生产中产生的高COD、高氨氮废水进行试验,处理后废水中的氨氮达到了国家一级排放标准。邵林
75
第4期刘 健等:氨氮废水的处理技术及发展
广[33]对A
2
/O和A/O系统处理焦化废水进行了比较
研究,结果发现A
2
/O工艺处理焦化废水的效果优于A/O工艺。李峰[34]在序批式反应器(S BR)中运用固定化细胞技术处理氨氮废水,试验表明S BR具有良好的去除废水中氨氮的能力,氨氮去除率在99.7%以上。
同时硝化反硝化(Si m ultaneous nitrificati on and2 denitrificati on,S ND)是一种实现好氧环境与缺氧环境在一个反应器中同时存在时,硝化和反硝化在同一反应器中同时进行的工艺。它可以存在于各种不同的生物处理系统,可以发生在生物膜反应器中,如流化床、曝气生物滤池、生物转盘,也可以发生在活性污泥系统中,如曝气池、氧化沟、S BR、CAST工艺等。Hyungseok Yoo等人[35]研究了间歇式曝气反应器中的S ND现象,并确定了关键的控制参数,研究了COD/N为5∶1和10∶1的2种废水,在最佳条件下氮的去除率均高达90%以上,同时还可去除95%以上的COD。该工艺的出现使传统生物脱氮工艺流程得以简化,省去了第2阶段的厌氧反硝化池,为降低投资提供了可能。硝化过程产生的酸度可部分被反硝化过程产生的碱度中和,可以缩短水力停留时间,减少反应器体积和占地面积。吕锡武[36]研究了基于S ND各种工艺的运行情况,对以上观点进行了证实,发现S ND必须严格控制溶解氧,一般适宜的DO的质量浓度在2.5mg/L以下,另外,补充适量的碳源也能提高S ND的脱氮率。影响S ND的因素还有很多,如温度、pH值等,但DO的质量浓度是实现同时硝化反硝化的重要因素,同时硝化反硝化效果也随DO的质量浓度升高而降低。因此要合理选择影响S ND的条件,使其能够更好的提高脱氮效率。
常规生物处理高浓度氨氮废水有很大困难。一方面,由于高浓度氨氮对微生物的生长有抑制作用,为了能使微生物正常生长,必须增加回流比来稀释原废水;另一方面,不仅硝化过程需要大量氧气,而且反硝化需要大量的碳源,许多研究者认为,C与N质量比至少应大于4,这对于焦化、石化、化肥以及垃圾渗滤液等高氨氮、低碳源废水的生物脱氮处理,就必须增加较多外加碳源,使处理成本增加。传统的生物法处理含氨氮废水还存在硝化反硝化所需时间较长,硝化过程所需的氧气量大,曝气时间长,反硝化过程相当复杂,实际应用时不易控制,有时,废水中缺乏足够的COD(电子
供给体)将NO
2-、NO
3
-反硝化成N
2
排入大气,容易
造成排放水中NO
2-、NO
3
-的残留,同样对环境造成污
染,因此在一定程度上限制了它的应用。2 生物脱氮新工艺原理和特点
近年来的研究表明,生物硝化反应不仅可以由自
养菌完成,某些异养菌也可以起硝化作用;反硝化不只在缺氧条件下进行,某些细菌也可在好氧条件下进行反硝化;许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌,并能把NH
4
+氧化成NO
2
-后直接进行反硝化反应。由此发展起来的新工艺主要有:短程硝化反硝化(shortcut nitrificati on2denitrificati on)、厌氧氨氧化(Anaer obic Am2 moniu m Oxidati on,ANAMMOX)、氧限制自养硝化反硝化(Oxygen L i m ited Aut otr ophic N itrificati on Denitrifica2 ti on,OLAND)、好氧反硝化等。
短程硝化反硝化就是将硝化过程控制在亚硝化阶段而终止,然后直接进行反硝化。这主要是利用硝酸细菌与亚硝酸细菌在同样环境条件下有不同的生长速率,通过控制温度、DO、pH值、污泥龄(SRT)、游离氨
(F A)等因素将硝酸细菌自然淘汰,以阻止NO
2
-的进
一步氧化,实现NO
2
-的积累。刘吉明等人[37]通过实验研究表明,实现亚硝酸盐积累可行的条件为:温度为30～40℃;pH值为7.5～8.5;溶解氧质量浓度为0.5 mg/L左右,水力停留时间(HRT)小于3h;有机负荷为0.25kg COD/(kg MLSS?d)左右。实现短程反硝化的条件是:温度为30℃左右,pH值为7.0～8.0, C/N比为0.95～1.0。杨宗政等人[38]采用好氧序批式膜生物反应器(S MBR)处理高浓度氨氮废水实验,并
使硝化过程只进行到NO
2
-阶段,结果表明当进水氨氮高达800mg/L时出水氨氮值仍能稳定在10mg/L 以下。SHARON(Single React or f or H igh Activity Am2 monia Re moval Over N itrite)工艺是短程硝化反硝化工艺的一种。它是在同一个反应器内,先在有氧条件下,
利用氨氧化细菌将氨氧化生成NO
2
-,然后在缺氧条件下,以有机物为电子供体,将亚硝酸盐反硝化,生成氮气。SHARON工艺实现短程硝化的成功之处在于:①利用了温度这一重要因素,提高了亚硝酸细菌的竞争能力;②利用完全混合反应器在无污泥回流条件下实现了污泥龄与HRT的统一,通过控制HRT淘汰硝酸细菌;③通过间歇硝化和反硝化作用,维持了反应器中pH值的相对稳定并保持在较高值,从而有利于亚硝酸盐的积累。短程硝化反硝化工艺的优点是:可
节省反硝化过程需要的外加碳源,以甲醇为例,NO
2
-
反硝化比NO
3
-反硝化可节省碳源40%;可减少供气量25%左右,节省动力消耗;缩短了反应时间,减小了
反应器容积;具有较高的反硝化速率(NO
2
-的反应速
率通常比NO
3
-高63%左右)。该工艺最大的缺点是对温度的要求较高,仅适用于水温较高的含氨氮废水,
85矿 冶 工 程第27卷
另外,由于影响细菌生长的因素比较复杂,所以在高浓
度氨氮废水的实际处理中,积累NO
2
-一般并不容易[39]。
厌氧氨氧化工艺是在厌氧条件下,以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体,将氨氮氧化生成氮气。Straous等人[40]实验发现将ANAMMOX工艺应用于固定床反应
器处理氨氮和NO
2
-的浓度在70～840mg/L的废水,可以达到88%的去除率。但研究结果表明[41],ANA2 MMOX工艺受到基质浓度的影响,较高的氨或亚硝酸盐浓度都会对厌氧氨氧化菌的活性产生一定的抑制作
用,并测得氨的抑制常数为38.0～98.5mmol/L,NO
2
-的抑制常数为5.4～12.0mmol/L。厌氧氨氧化最适于处理富含氨氮而COD低的污水,如污泥消化液或填埋场渗滤液[40,42]。有人将短程硝化与厌氧氨氧化相结合(如SHARON2ANA MMOX组合工艺),处理含有较高浓度氨氮的废水可以达到较好的效果。通过在硝化反应
器中控制部分硝化,使出水的NH
3与NO
2
-比例接近1∶
1,从而作为厌氧氨氧化的进水,称为半硝化(短程硝化)2厌氧氨氧化工艺。它与传统的生物脱氮工艺相比,
在需氧量和外加碳源上都具有明显的优势:传统工艺每千克N的需氧量为4.65kg,而该组合工艺仅为1.7kg,不需要外加碳源,并且可使运行费用减少90%,C O
2
排放量减少88%,不产生剩余污泥[43～44]。实验中硝化反
应器总氮负荷为0.8kg/(m?d),在限制NO
2
-的厌氧
氨氧化流化床反应器中NO
2-被全部去除,NH
4
+剩余
下来,氨氮的去除率可达83%。荷兰DOKHAVE N污水处理厂[44]采用SHARON2ANAMMOX工艺对污泥消化液单独进行脱氮处理后,可使整个处理厂出水氮浓度满足未来高要求的欧洲标准。
氧限制自养硝化反硝化工艺是在氧限制条件下,先由亚硝酸细菌将氨氧化为亚硝酸盐,再利用已生成的亚硝酸盐去氧化氨,以达到脱氮的目的。OLAND工艺的技术关键在于严格控制反应器中的溶解氧浓度,其成功之处在于:①利用了硝酸细菌对氧的亲和力小于亚硝酸细菌的特性,通过将反应器中的溶解氧浓度控制在较低的水平,使硝酸细菌自然淘汰,而亚硝酸细菌不断增殖,由此实现短程硝化,以提供下一步反应所需的亚硝酸盐;②在溶解氧浓度较低的情况下,由于缺氧,亚硝酸细菌能以亚硝酸盐为电子受体去氧化氨[45]。OLAND工艺的最大优点在于反应器中的溶解氧浓度易于控制,在低氧浓度下实现了维持亚硝酸积累,因此操作较为方便。OLAND与SHARON2ANAM2 MOX反应系统相比更加节约能耗(硝化过程中溶氧消耗比SHARON2ANAMMOX结合工艺节省37.5%),而且在较低的温度下(22～30℃)仍可获得较好的脱氮效果。
研究发现许多好氧反硝化菌同时又是异养硝化菌,这类细菌可将氨在好氧条件下直接转化成气态产物N
2
,并且脱氮反应历程与缺氧反硝化菌相同。它的反硝化速率比厌氧反硝化细菌慢一些,但能较好适应厌氧、缺氧、好氧周期的变化,与S BR工艺的变化一致,所以吕锡武等人[46]研究了在序批式反应器中好氧反硝化的影响因素,试验表明DO从4mg/L到0.5 mg/L,完全硝化,没有造成不利影响,却反而提高了反硝化的效率。很显然,这类微生物需氧量少,可以节约能源。
上述新工艺如厌氧氨氧化等,大多能有效克服传统生物脱氮工艺的缺点,因此在废水生物脱氮领域具有良好的开发应用前景,但仍存在一些迫切需要解决的技术难题。首先需要解决的是接种污泥来源与缩短反应器启动时间的问题,再者就是短程硝化和厌氧氨氧化等技术用于处理实际废水的工艺参数和运行的边界条件的控制问题。
3 结 语
氨氮废水的处理技术都有各自的优势与不足:氨吹脱法,工艺成熟,吹脱效率高,运行稳定,但动力消耗大,塔壁易结垢,在寒冷季节效率会降低;化学沉淀法工艺简单,效率高,但投加药剂量大,必须找一种高效价廉无污染的药剂或助凝剂;人们已经对膜吸收法中膜的渗漏问题进行了研究,并发现较高的氨氮和盐量能有效抑制水的渗透蒸馏通量;生物法处理氨氮废水较稳定,但一般要求氨氮浓度在400mg/L以下,总氮去除率可达70%～95%。生物脱氮新工艺处理高浓度氨氮废水效率比较高,目前实际投入运行的有SHARON工艺和ANAMMOX工艺,但它们的工艺条件要求严格,特别是对溶解氧的要求更为严格,在实际应用中很难控制;其他新型脱氮技术也只是在实验研究阶段。
对于成分比较简单的氨氮废水处理,在物理化学法中,吹脱法和膜吸收法是比较经济有效的选择;如果废水成分相对复杂,比如油性污染物含量较高,则需先进行气浮等预处理。对于高浓度氨氮废水,为保证出水达标排放,笔者建议采用物化法和生物法联合工艺取代单一工艺以彻底去除废水中氨氮。
高效、经济、稳定、操作简便、能实现氨氮回收利用的处理技术是今后发展的方向。鉴于各种方法存在的问题及其开发前景,今后氨氮废水的研究应着重考虑以下几个方面:
1)开发廉价的沉淀剂,包括磷源、镁源的开发研
95
第4期刘 健等:氨氮废水的处理技术及发展
究及循环利用。
2)提高离子交换剂的吸附性能,延长其使用周期和寿命。
3)更深入地研究解决膜处理法的渗透和膜污染问题。
4)进一步扩大实验研究的工业化应用。
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06矿 冶 工 程第27卷
高氨氮废水处理方法
高氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般上ph在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。 高氨氮废水如何处理，我们着重介绍一下其处理方法： 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与湿度、PH、气液比有关。1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如：气水分离膜脱除氨氮 氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比
例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1＞20℃,PH1＞9,P1＞P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。 1.4MAP沉淀法 主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。 1.5 化学氧化法 利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。
氨氮废水处理技术研究进展_黄骏 (1)
氨氮废水处理技术研究进展 黄 骏 陈建中 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘 要 氨氮废水是造成水体富营养化的主要因素之一,本文综述了氨氮废水的几种主要处理技术,介绍了它们的处 理原理以及适用条件,指出了今后研究工作中需要解决的问题和氨氮废水处理技术今后的发展方向。 关键词 氨氮废水 处理技术 发展 Recent advances on the treatment technologies of ammonia -nitrogen wastewater Huang Jun Chen Jianzhong (College of Environmen tal Science and Engineering ,Kunming University of Science and T echnology ,Kunming 650093) A bstract The recent advances on the treatment technologies of ammonia -nitrogen wastewater were briefly review ed in this paper .In addition ,the paper reviewed mechanisms and conditions of treatment and pointed out the direction of development in the treatment technologies of ammonia -nitrogen w astew ater . Key words ammonia -nitrogen w astew ater ;treatment technologies ;development 1 前 言 氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖,形成富营养化污染,除了会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡[1]。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程中增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率[10] 。 氨氮存在于许多工业废水中。钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业,均排放高浓度的氨氮废水。某些工业自身会产生氨氮污染物,如钢铁工业(副产品焦炭、锰铁生产、高炉)以及肉类加工业等。而另一些工业将氨用作化学原料,如用氨等配成消光液以制造磨砂 玻璃。此外,皮革、孵化、动物排泄物等新鲜废水中 氨氮初始含量并不高,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水存积过程中氨氮浓度会迅速增加[2]。 不同类的工业废水中氨氮浓度千变万化,即使同类工业不同工厂的废水中其浓度也各不相同。氨氮处理技术的选择与氨氮浓度密切相关。此外,对一给定废水,氨氮处理技术的选择主要取决于水的性质、要求达到的处理效果和经济性。 2 处理方法 2.1 生物法 在废水的生物脱氮处理过程中,首先在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出[3,4]。因而,废水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。生物脱氮工艺流程见图1 。 第3卷第1期环境污染治理技术与设备 V ol .3,N o .12002年1月Techniques and Equipment for Environmental Pollution Control Jan .,2002
氨氮废水常用处理方法
氨氮废水常用处理方法 来源：作者：发布时间：2007-11-14 过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮（500 mg/L以上，甚至达到几千mg/L），以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。 王文斌等[1]对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25 ℃,气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000 mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。
王有乐等[2]采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882 mg/L）进行了处理试验。最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40 min，气水比为l000：1试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脱后氨氮在100 mg/L以内。 为了以较低的代价将pH调节至碱性，需要向废水中投加一定量的氢氧化钙，但容易生水垢。同时，为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染，需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。 Izzet等[3]在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液（2240 mg/L）时发现在pH＝11.5，反应时间为24 h，仅以120 r/min的速度梯度进行机械搅拌，氨氮去除率便可达95％。而在pH＝12时通过曝气脱氨氮，在第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85％。据此认为，吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。 1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而，蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明，每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率达到了78.5%，且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。
废水除氨氮工艺比较知识讲解
国内高浓度氨氮废水处理常见工艺 物化法 国内外处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多，主要有空气吹脱法、蒸 汽汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法和烟 道气治理法等，这些方法各有优缺点，可用于不同条件的废水处理。 1.2.1.1空气吹脱法 空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触，利用废水中组分的实际浓 度与平衡浓度之间的差异，使氨氮由液相转移至气相而去除。废水中的氨 氮通常以离子铵（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在，将废水pH值调节至碱性时，NH4+转化为NH3，然后通入空气将NH3吹脱出来。 NH4++ OH-→ NH3+ H2O 在吹脱过程中，废水pH值、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。一般来说，pH值要提高至10.8~11.5，水温一般不能低于20℃，水力 负荷为2.5~5 m3/(m2·h)，气水比为2500~5000 m3/m3，此时氨氮去除率 在80%~95%。 空气吹脱法工艺流程简单，但NH3-N仅从溶解状态转化为游离态，并没有 彻底除去，需要相应的回收装置，否则易造成二次污染；当温度低时， NH3-N吹脱效率大大低，不适合在寒冷的冬季使用。 另外，在当前越来越严格的排放要求条件下，作为一种较为简单粗糙的氨 氮废水处理工艺，空气吹脱法由于无法达到排放要求（如15 mg?L-1以下），加上氨的回收利用上受到限制，因此采用它的改良方法。
1.2.1.2蒸汽汽提法 蒸汽汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱法一样，即在高pH值时使废水与气体密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。其传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值。延长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提高NH3-N 的处理效率，用填料塔可以满足此要求。由于采用蒸汽作为工作介质，氨自废水进入蒸汽中，然后在塔顶蒸馏成浓氨水、浓氨气或者液氨回收，或是采用酸吸收成为相应的铵盐。 蒸汽汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水（浓度在1000 mg?L-1以上），操作条件易于控制。对于浓度在1000~30000 mg?L-1，甚至更高浓度的氨氮废水，采用该法可以经一次处理后，氨氮浓度达到15 mg?L-1（国家一级排放标准）以下。 蒸汽汽提脱氨技术因为是以蒸汽为脱氨介质，由于蒸汽价格较高（约200元/吨），因此蒸汽消耗就成为了该技术关键指标。传统蒸汽汽提脱氨技术蒸汽消耗达到300kg/吨废水以上，因此传统蒸汽汽提脱氨技术成本很高。随着近些年来技术的进步，一些在传统蒸汽汽提脱氨技术上研究开发的新型蒸汽汽提脱氨技术已经大大降低了蒸汽单耗，达到了30kg/吨废水，因此新型蒸汽汽提脱氨技术正在高浓度工业氨氮废水处理领域得到广泛地推广应用，为我国氨氮污染物减排起到了强有力的技术支撑作用。 1.2.1.3折点加氯法 折点加氯法是将氯气通入水中，当投入量达到某一值（点）时，水中游离氯含量最低而氨的浓度降为零，当投入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此，该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化去除氨的的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气，氮气逸入大气。
高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析
高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析 发表时间：2016-11-07T16:38:30.967Z 来源：《基层建设》2016年14期作者：丁伟文 [导读] 摘要：在氨氮工业废水的处理过程中通常都会采用厌氧氨氮氧化技术进行处理。厌氧氨氮氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，在对工业氨氮废水的处理过程中有非常好的效果。在处理过程中不需要添加任何其他的有机物质和碳源，而且反应过程中产生的污泥量非常小，所以厌氧氨氮氧化技术具有有非常实用的工艺价值。 佛山市和利环保科技有限公司广东佛山 528000 摘要：在氨氮工业废水的处理过程中通常都会采用厌氧氨氮氧化技术进行处理。厌氧氨氮氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，在对工业氨氮废水的处理过程中有非常好的效果。在处理过程中不需要添加任何其他的有机物质和碳源，而且反应过程中产生的污泥量非常小，所以厌氧氨氮氧化技术具有有非常实用的工艺价值。近年来，这种工艺技术的应用已经也来越广泛。本文对于这种处理技术的当前发展现状进行了介绍，并结合工作经验对于处理过程中的一些处理的原理及可行性进行了分析，希望能对工业氨氮废水的处理有所帮助。 关键词：工业废水；高浓度氨氮废水；废水处理；可行性分析 随着当前环境污染问题的加剧，对于工业废水的处理问题已经成为社会关注的焦点。在对工业废水的处理过程中氨氮的含量是处理结果的一个重要观察指标。这也是我国环境保护所面临的一个挑战，如何有效的减少工业废水的氨氮含量。目前在工业废水的处理过程中，主要是应用硝化/反硝生物脱氮技术进行处理的。应用这种处理方法虽然与传统的物理或者化学方法相比具有一定的优势，但是由于在反应过程中需要的能量较高造成能耗严重，而且处理效率低，产生的污泥量大。厌氧氨氮氧化技术的出现对于这些问题的解决提供了一种良好的途径。该技术在上个世纪90年代开始在工业废水的处理中应用的[1]，主要是针对高浓度的工业废水进行处理应用。本文对于工业废水中常见的氨氮、有机物等物质对氨氮厌氧菌的影响进行了分析，并推应用氨氮氧化技术在工业废水处理中应用的可行性进行了探讨。 1、厌氧氨氮氧化技术的概念及应用现状 厌氧氨氮氧化技术（anaerobic ammonium oxidation，Anammox）是一种新兴的工业废水处理技术。这以技术在反应过程中主要是指在反映环境厌氧或者缺氧的状况下，经过厌氧氨氮氧化的微生物以溶液中的NO2—N作为直接的受体，将周围的NH4+-N直接氧化为氮气的生物化学过程。在工业废水的处理过程中，通过厌氧氨氮氧化技术处理，与传统的处理工艺相比，在曝气量以及有机碳源和所需要的运行费用方面都有很大幅度的降低，而且在反应过程中产生的污泥的数量很少。所以这种处理技术为我国的氨氮废水中低碳氮难处理、而且耗能较高、污泥产生量大等问题的解决带来了新的希望[2]。 目前相关的研究表明，在应用厌氧氨氮氧化技术进行工业废水的处理过程中，利用酵母对废水进性流化床处理后NH4+-N和NO3—N的浓度以及氮气的产生率都明显的得到提高。在应用厌氧氨氮氧化对工业废水进行处理时，常选用的厌氧氨氮菌大多都属于浮霉菌科目，这一种类的菌类大多存在于海洋中，部分也存在于实验室的器皿中。在厌氧反应中，主要是以NH4+-N和NO2—N作为反应的底物进行。不过由于废水中的NO2—N含量并不是很高，所以在进行厌氧氨氮氧化反应前需要通过硝化来实现对于NO2—N的积累，以达到厌氧反应所需的要求。在当前的应用反应中，对于厌氧氨氮氧化反应主要有两方面的问题还需要进行解决，第一个问题是在反应过程中，厌氧菌自身的增殖速率非常低；第二个问题是在反应过程中，高浓度的氨氮废水C/N比较低。这两方面的问题制约了厌氧氨氮氧化技术在工业废水处理过程中的进一步应用。 二、高浓度氨氮工业废水的特征分析 根据我国的相关数据统计，在2011年我国所排放的工业废水中含有的氨氮含量为29万吨，这一数字相当庞大。在这些工业废水的排放中，氨氮的含量排放量较多的几个行业分别是石化行业、焦化行业、化工行业以及制革行业等，如图1所示：图1：我国不同行业的工业废水水质情况 从图中我们可以看出，不同行业的的废水排放情况大不相同，其中焦化和石化行业所排放的工业废水中所含有的氨氮含量较高。不过由于一些制药企业所排放的工业废水中所含有的大量的COD以及重金属物质，所以无法直接通过厌氧氨氮氧化技术进行处理。一般在处理过程中需要首先对高浓度的氨氮工业废水进行厌氧消化处理，然后再进行厌氧氨氮氧化处理。 3.工业废水的水质对厌氧氨氮氧化的影响 厌氧氨氮氧化技术主要的处理对象就是工业废水，尤其是针对污泥水。这类废水中除了含有较高浓度的氨氮以外，还含有一些有机物质以及一些有毒的物质。这些有毒的物质对于厌氧氨氮氧化技术的应用形成了限制。相关研究表明，在工业废水中随着氯霉素物质浓度不断提高，厌氧氨氮菌的活性受到的抑制作用不断加强，不过在这一领域的研究结论上，不同研究者所得出的结论差别较大。比如Mora等人的研究表明当氯霉素的浓度小于1000mg·L-1时根本不会对厌氧氨氮菌的活性产生任何影响。但是Graaf等人的研究则表明当氯霉素的浓度大于20mg·L-1时就已经对厌氧氨氮菌的活性产生严重影响了，实验表明，其活性至少下降了40%[4]。 另外，工业废水中的污泥浓度、底物浓度以及一些其他类型的物质的浓度都会对厌氧氨氮菌的活性产生重要影响。虽然微生物菌类经过训话对于这些有毒有害的物质具有一定的扛耐性，但是由于许多有毒物质的浓度较高，对于厌氧氨氮菌的活性影响是非常大的。尤其是
稀土氨氮废水处理技术研究进展
目前我国已探明稀土工业储量为５３７０万ｔ，占全世界约５３％，占全国稀土储量８１．２％的包头白云鄂博稀土工业储量为４３６０万ｔ，约占全球稀土储量的４３％。稀土产业为内蒙古自治区、包头尤其我国带来巨大的资源效益，但同时也引发了严重的环境问题。 包头市稀土精矿冶炼中年排放污水达２５０万ｔ，其中大部分废水经过简单处理或未经处理直接排入尾矿库。目前国内外开发稀土后处理氨氮废水技术尚未成熟，大量含氨氮废水未经处理直接排放，对当地生态环境构成了严重威胁，同时也造成了水资源和氨盐的流失和严重浪费。 目前，稀土氨氮废水污染问题已成为制约包头市稀土行业发展的重要问题。笔者对稀土氨氮废水处理技术进行了综述。 １稀土氨氮废水的来源 在我国，稀土初级产品加工及稀土冶炼主要在包头地区。其生产过程：浓硫酸与白云鄂博稀土精矿混合并在焙烧窑中焙烧使精矿分解，然后通过加碳酸氢铵、水浸，生产出混合碳酸稀土，通过对碳酸稀土的萃取分离生产单一稀土元素及其氧化物。 在稀土产品加工过程中，使用大量的化学试剂，由于白云鄂博矿具有放射性针和高氟元素的特点，导致在稀土生产过程中产生大量成分复杂的污染物。 稀土冶炼过程中产生的氨氮废水主要有２种：①硫铵废水：主要来源于生产碳酸稀土及稀土分离氨皂化过程，主要污染物为硫酸铵，氨氮浓度约在８０００ｍｇ／Ｌ，还含有大量的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－等杂质，废水的成分较复杂；②氯铵废水：主要来源于稀土萃取的分离生产过程，主要污染物为氯化铵，氨氮的浓度达１００００￣１５０００ｍｇ／Ｌ，由于在生产过程中所用的水为纯净水，因此废水中其他杂质很少。 ２稀土氨氮废水的处理方法 ２．１直接蒸发结晶法 直接加热蒸发处理，将水以蒸馏水或热水的方式循环使用，铵盐以结晶铵的方式回收，直接蒸发结晶法只适用于铵盐含量高的废水，且废水中杂质较少，便于回收铵盐产品［１］。目前，工业上主要采用此方法。如包头和发稀土公司采用的三效蒸发处理氨氮废水装置，除节约蒸汽成本，还实现了一定的经济效益。２．２吹脱法 吹脱法主要基于气液传质的原理，通过调节氨氮废水的ｐＨ使ＮＨ４＋转化为气态ＮＨ３，然后通过大量曝气使水中ＮＨ３向大气中转移，以达到去除氨氮的目的。氨吹脱主要受气液比、ｐＨ、温度等因素影响。 研究表明，气液比、ｐＨ和温度对氨氮去除率都有显著的效果。最优吹脱工艺参数为气液比３０００～４０００，ｐＨ１２，温度３５～４５℃， 此条件下，经吹脱处理后出水氨氮浓度可控制在１００ｍｇ／Ｌ以下；采用Ｃａ（ＯＨ）２来调ｐＨ进行吹脱，虽然能获得相同的去除效果，但易造成结垢，影响操作，因此不宜采用Ｃａ（ＯＨ）２；不同浓度的氨氮废水及水质特点对氨氮吹脱效果影响较小［２］。２．３沸石选择性离子交换法 天然沸石种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石，利用斜发沸石对ＮＨ４＋的强选择性，可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。影响斜发沸石处理效果的因素有进水氨氮浓 稀土氨氮废水处理技术研究进展 窦艳铭，陈莉荣 内蒙古科技大学能源与环境学院，内蒙古包头 ０１４０１０ 摘 要：介绍了稀土氨氮废水的来源，综述了稀土氨氮废水的处理方法，包括直接蒸发结晶法、吹脱法、化学沉淀法等，并对 各处理方法进行了比较。关键词：稀土；氨氮；废水；处理中图分类号：Ｘ７０３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－２０４Ｘ（２０１２）０４－００９０－０２ ＳｔｕｄｙＡｄｖａｎｃｅｓｉｎＲａｒｅＥａｒｔｈＡｍｍｏｎｉａＮｉｔｒｏｇｅｎＷａｓｔｅｗａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＤＯＵＹａｎ－ｍｉｎｇｅｔａｌ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｍｅｎｔ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂａｏｔｏｕ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ０１４０１０） ＡｂａｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｏｕｒｃｅｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓｏｆｒａｒｅｅａｒｔｈａｍｍｏｎｉａｎｉｔｒｏｇｅｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｗｅｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｄｉｒｅｃｔｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ，ｂｌｏｗ－ｏｆｆｍｅｔｈｏｄ，ｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｓｅｖｅｒａｌｏｆｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｓ，ｅｔｃ．ｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＲａｒｅｅａｒｔｈｓ；Ａｍｍｏｎｉａ；Ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ；Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 基金项目：内蒙古自然科学基金项目（２０１０ＭＳ０６０９）。 作者简介：窦艳铭（１９８５－），男，山西阳泉人，硕士研究生，研究方向：稀土氨氮废水。收稿日期：２０１２－０３－２７ 宁夏农林科技，ＮｉｎｇｘｉａＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｇｒｉ．ａｎｄＦｏｒｅｓ．Ｓｃｉ．＆Ｔｅｃｈ．２０１２，５３（０４）：９０－９１，９３ 90
氨氮废水处理方法
高氨氮废水处理技术 介绍各类氨氮废水处理技术及其原理，包括各种方法的优缺点、适用范围、高浓度氨氮废水处理技术的研究进展。通过对比分析，明确不同类型高氨氮废水处理的选择方法，为治理高氨氮废水提供一条便捷的选择方法。 近年来，随着环境保护工作的日益加强，水体中有机物的代表指标-COD基本上得到有效控制，但是，含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制，未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害，如易导致湖泊富营养化，海洋赤潮等。本文总结了国内外高氨氮废水处理技术及其优缺点、适用范围等。 1、废水中氨氮处理的主要技术应用与新进展 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、有机化工等行业的废水，常含有很高浓度的氨，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高费用。石灰一般用来提高pH值。用蒸汽比用空气更易控制结垢现象，若用烧碱则可大大减轻结垢的程度。吹脱法一般采用填料吹脱塔，主要特征是在塔内装置一定高度的填料层，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。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。胡允良等人研究了某制药厂生产乙胺碘呋酮时产生的一部分高浓度氨氮废水的静态吹脱效果。结果表明：当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。 氨吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理，该处理技术优点在于除氨效果稳定，操作简单，容易控制。但如何提高吹脱效率、避免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)
吹脱法处理高浓度氨氮废水
吹脱法处理高浓度氨氮废水 作者：周明罗陈建中刘志勇 简介：对垃圾渗滤液处理难点进行了分析，阐述了垃圾渗滤液国内外处理现状、处理工艺对比、以及存在弊端，概述OFR新型专利技术处理垃圾渗滤液的原理、使用范围、技术优势及其推广方向，提出OFR 技术在高浓度有机废水处理有特殊的效果，已成功使用于国内外多家企业，尤其在垃圾渗滤液前预处理和经膜技术处理后的浓液处理方面有广阔的使用前景。 关键字：垃圾渗滤液浓缩液氨氮 高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20 年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现，在处理氨氮废水的使用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究使用。 1 吹脱技术 吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。 水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下： NH4++OH-NH3+H2O （1） 氨和氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算： Ka=Kw /K b=（C NH3·C H+）/C NH4+（2） 式中：Ka———氨离子的电离常数；
氨氮废水处理技术综述
第33卷第5期 2013年10月 山 西 化 工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Vol.33 No.5 Oct.2013 环境保护 [3]随着工业的发展，产生的废弃物越来越多，大量未处理氨氮废水方面，吕锡武等用序批式反应器对氨氮废经处理或处理不完全的含氮污染物的任意排放，给环境水进行处理，实验中好氧阶段的总氮损失验证了好氧反造成了巨大的污染。由于氨氮的存在会消耗水体的溶解硝化的存在，并从生物化学和生物学角度阐释了好氧反氧，导致水体富营养化，进而影响水中生物生长，鱼类硝化的机理。实验结果表明，随着混合液溶解氧浓度的中毒、死亡，甚至会进一步导致食用了中毒鱼类的人类提高，好氧反硝化脱氮的能力逐渐降低，当溶解氧质量中毒，其危害不容小觑。在工业上，氨氮的存在会增加浓度为0.5mg/L时，总氮去除率可达到66.0%；张小玲等 [4] 循环水杀菌处理的过程及污水回收利用用氯量，且其对研究了在低溶解氧下，SBR反应器的短程硝化特征和控 铜等金属具有一定的腐蚀性，在污水回收利用时还会增制条件。实验结果表明，实现短程硝化的关键是保持大用氯量；同时能形成生物垢，堵塞管道和用水设备，高、低溶解氧交替的环境，一定条件下，用半连续碳源[5]影响换热效率。 投加方式可保证总同步脱氯效率达到80%；邹小玲采用相对于生活中的洗涤用水和农业灌溉废水，氨氮废SBBR工艺处理ADC发泡剂废水，以达到脱除氨氮的目水更广泛的来源是肥料生产、炼焦、煤气、合成橡胶、的。同时，考察了影响去除率的各个因素，确定了最佳染料、烧碱、电镀及石油开采等工业过程。工业过程中操作参数，保证了COD和氨氮的去除率分别为95.4%和氨氮废水排放量大、浓度高，危害也最大。 93.5%。并且，作者采用Monod模型对硝化反应阶段进行了动力学分析，得到了氨氮去除动力学模型。另外，叶[6][7]1 氨氮废水处理技术的国内外研究状况 建峰等、杨洋等研究了厌氧氨氧化工艺及其影响因素，确定了反应的最佳条件。在物理化学法处理氨氮废[9]1.1 国内研究状况 水方面，胡允良等用吹脱法处理高浓度制药氨氮废水，[10]国内在处理氨氮废水方面做了大量工作。在生物法 达到96%的吹脱效率。李可彬等对乳状液膜去除氨氮进行了研究，由合适的表面活性剂和膜增强剂等组成的液膜，在合适条件下的一级去除率可以达到97%。曲久 [11]辉等利用高铁酸盐对氨氮的氧化能力进行了研究，强化其氧化和絮凝的协同效果。实验结果表明，少量的三价铁在高铁氧化絮凝法去除氨氮过程中，具有一定的催 氨氮废水处理技术综述 李广慧 中北大学化工与环境学院，山西 太原 030051综述了氨氮废水处理技术的国内外研究现状，阐述了生物硝化反硝化法、反渗透法、氨吹脱法、化学沉淀法、离子交换法、电化学氧化法、折点氯化法去除氨氮的原理和影响因素，指出了各种方法的优、缺点及工艺技术的选择原则。 氨氮废水；研究状况；处理技术 X703.1 ---（） [关键词] [摘要][中图分类号] [文献标识码] A [文章编号] 10047050(2013)05006669 收稿时间:20130921 作者介绍:李广慧，男，1983年出生，中北大学在读工程硕士。研究方向:化工废水处理。 --DOI:10.16525/https://www.wendangku.net/doc/d714368306.html,14-1109/tq.2013.05.021
高浓度氨氮废水处理工艺
高浓度氨氮废水处理工艺 目前，工业废水、垃圾渗滤液、城市污水等高浓度氨氮废水对水体造成的危害已成为全世界关注的环境问题。绝大部分含氨氮的废水在未经任何处理或处理不达标的情况下直接排入水体，导致水体污染及富营养化，进而影响土壤、空气等。常见的含氮化合物主要包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮以及硝酸盐氮。其中氨氮是导致水体富营养化的主要污染物，其排放控制已成为目前水处理领域的重点和难点。 氨氮废水的处理方法有很多种，国内外学者针对该问题开展了大量研究。其中吹脱法是传统的高浓度氨氮废水处理方法，其设备占地面积小，操作灵活便捷，但也存在耗能大、处理成本高等缺点。成泽伟等采用超声波强化吹脱去除氨氮，去除率明显高于一般吹脱技术，且升幅超过50%。彭人勇等的研究也显示，超声波对吹脱的强化作用可以让氨氮去除率提升30%~40%。 沸石是含水多孔铝硅酸盐的总称，其晶体构造主要由(SiO)四面体组成，其中的部分Si4+为Al3+取代，导致负电荷过剩，故其结构中有碱金属(碱土金属)等平衡电荷的离子，同时沸石构架中存在较多的空腔和孔道。上述结构决定了沸石具有吸附、离子交换等性质，因此其对氨氮具有很强的选择性吸附能力。 本研究在超声吹脱工艺的基础上，利用改性沸石对超声吹脱后的高浓度氨氮废水进行超声强化吸附处理，考察了沸石粒度、吸附时间、沸石投加量、吸附温度、吸附超声功率等因素对处理效果的影响，以期为高浓度氨氮废水的处理提供参考。 一、实验部分 1.1材料和仪器 实验所处理废水为模拟高浓度氨氮废水，为NH4Cl和超纯水配制的NH4Cl溶液，氨氮质量浓度约为1200mg/L的，实验中以实测浓度为准。 吸附剂选用浙江省缙云县产天然沸石经复合改性后得到的改性沸石，密度2.16g/cm3，硬度3~4，硅铝比4.25~5.25，孔隙率30%~40%。 D-51型pH计：日本HORIBA有限公司;UV765型紫外-可见分光光度计：上海精密化学仪器有限公司;JJ50型精密电子天平：美国双杰兄弟(集团)有限公司;EVOMA15/LS15型扫描电子显微镜：北京欧波同有限公司。 1.2实验方法 1.2.1超声吹脱 实验装置如图1所示。超声波发生器通过将工频电转变为20kHz以上(一般为
氨氮废水处理技术
氨氮废水处理技术 氨氮废水的形成一般是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。氨氮废水主要来自化工、冶金、化肥、煤气、炼焦、鞣革、味精、肉类加工和养殖等行业。排放的废水以及垃圾渗滤液等。氨氮废水对鱼类及某些生物也有毒害作用。 另外，当含少量氨氮的废水回用于工业中时，对某些金属，特别是铜具有腐蚀作用，还可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和设备。 处理氨氮废水的方法有很多，目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。 本文对氨氮废水处理方法作一综述并对各种方法的优缺点进行分析汇总。 化学沉淀法 化学沉淀法又称为MAP沉淀法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水中的NH4﹢与Mg2﹢、PO43﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀，分子式为MgNH4P04.6H20，从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石，可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下: Mg2﹢+NH4﹢+PO43﹣=MgNH4P04
影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg2﹢):n(NH4﹢):n(P043-))等。 以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂对氨氮废水进行处理，结果表明当pH值为10，镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1.2时，处理效果较好。 以氯化镁和磷酸氢二钠为沉淀剂进行研究，结果表明当pH值为9.5，镁、氮、磷的摩尔比为1.2:1:1时，处理效果较好。 对新出现的高浓度氨氮有机废水一生物质煤气废水进行研究，结果表明，MgC12+Na3PO4.12H20明显优于其他沉淀剂组合。当pH值为10.0，温度为30℃，n(Mg2﹢):n(NH4+):n(P043-)=1:1:1时搅拌30min废水中氨氮质量浓度从处理前的222mg/L降到17mg/L，去除率为92.3%。 将化学沉淀法和液膜法相结合用于高浓度工业氨氮废水的处理。在对沉淀法工艺进行优化的条件下，使氨氮去除率达到98.1%，然后联用液膜法进一步处理使其氨氮浓度降低到0.005g/L，达到国家一级排放标准。 对化学沉淀法进行改进研究，考察Mg2﹢以外的二价金属离子(Ni2﹢，Mn2﹢，Zn2﹢，Cu2﹢，Fe2﹢)在磷酸根作用下对氨氮的去除效果。对硫酸铵废水体系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工艺。结果表明，可以实现以石灰取代传统的NaOH调节剂。 化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时，应用其它方法受到限制，如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等，此时可先采用化学沉淀法进行预处理;化学沉淀法去除效率较好，且不受温度限制，操作简单;形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料，实现废物利用，从而抵消一部分成本；如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合，可节约药剂费用，利于大规模应用。 化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投人药剂量，则去除效果不明显，且使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。 吹脱法吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在，再通过载气将游离氨从废水中带出，从而达到
氨氮废水处理技术现状及发展
氨氮废水处理技术现状及发展 /# 前言 近年来，随着城市人口的日益膨胀和工农业的不断发展，水环境污染事故屡屡发生，对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水库因氮、磷的排放造成水体富营养化，严重威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是引起水体富营养化的主要因素之一，为满足公众对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订了越来越严格的排放标准，研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。本文系统地阐述了氨氮废水处理现状和发展。 ! 处理技术现状 氨氮存在于许多工业废水中，特别是钢铁、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料等生产过程，均排放氨氮废水，其浓度取决于原料性质、工艺流程、水的耗量及水的复用等。对一给定废 水，选择技术方案主要取决于：（#）水的性质；（!）处理效果；（,）经济效益。以及处理后出水的最后处置方法等。 虽然有许多方法都能有效地去除氨，如物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电渗析、电化学处理、催化裂解；生物方法有硝化及藻类养殖，但其应用于工业废水的处理，必须具有应用方便、处理性能稳定、适应于废水水质及比较经济等优点，因此，目前氨氮处理实用性较好的技术为：（#）生物脱氮法；（!）氨吹脱、汽提法；（,）折点氯化法；（%）离子交换 法; # < , =。!$ # 生物脱氮法 生物脱氮通常包括生物硝化和生物反硝化。 生物硝化是在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。如果反应完全，氨氧化成硝酸盐分两阶段完成：开始，在亚硝酸菌的作用下使氨氧化成亚硝酸盐，亚硝酸菌属于强好氧性自养细菌，利用氨作为其唯一能源，方程式（#）为这个反应关系式。第二阶段，在硝酸菌的作用下，使亚硝酸盐转化为硝酸盐，硝酸菌是以亚硝酸作为唯一能源的特种自养细菌，方程式（!）为这个反应的关系式。整个硝化反应可以用总方程式（,）来表示。从此关系式中可看到要达到完全硝化，#$ & >? >?@1/, 1 A B 9（以氮计）就需要%$ C >? B 9的溶解氧。 !虽然有些异养生物也能进行硝化，但硝化中最主要的生物是亚硝酸菌属和硝酸菌属。硝化最佳E/值为’$ %，当E/ 在+$ ’< ’$ " 范围时，为最佳速度的"&F。当温度从( G提高到,& G时，硝化速度也随之不断增加，而剩余溶解氧大于#$ & >? B 9 就足以维持这一反应。反硝化就是在缺氧条件下，由于反硝化菌的作用，将和 . 还原为的过程。其过程的电子供体是各种碳源，若以甲醇作碳源为例，其反应式为： 对于硝化反应，温度对其影响比其它生物处理过程要大些，一般温度应维持在为宜。 用生物法处理含氨氮废水时，有机碳的相对浓度是考虑的主要因素，维持最佳碳氮比也是生物处理法成功的关键之一。若废水性质不宜直接进行生物处理，则采用物化法或物化. 生物联合法达到排放要求较为经济。 生物脱氮可去除多种含氮化合物，其处理效果稳定，不产生二次污染，而且比较经济，但有占地面积大、低温时效率低、易受有毒物质影响且运行管理比较麻烦等缺点。 氨吹脱、汽提法 吹脱、汽提法用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。即将气体通入水中，使气水相互充分接触，使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为吹脱，后者称为汽提。氨吹脱、汽提是一个传质
高低浓度氨氮废水处理工艺的对比
高低浓度氨氮废水处理工艺的对比 导读：污水中因氨氮浓度不同分为高低浓度氨氮废水，在实际应用中氨氮浓度大于500PPM的废水需要预处理(称为高氨氮废水 )，然后配合低氨氮废水的处理工艺进行最后的脱氮，因高氨氮废水与低氨氮废水采用的工艺不同，本文大体介绍一下。 污水中因氨氮浓度不同分为高低浓度氨氮废水，在实际应用中氨氮浓度大于500PPM的废水需要预处理(称为高氨氮废水)，然后配合低氨氮废水的处理工艺进行最后的脱氮，因高氨氮废水与低氨氮废水采用的工艺不同，本文大体介绍一下！ 1、高浓度氨氮废水处理技术 （1）吹脱法 将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图1。 吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。将氨氮废水pH 调节至碱性，此时，铵离子转化为氨分子，再向水中通入气体，使其与液体充分接触，废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面，转至气相，从而达到去除氨氮的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。 蒸汽吹脱法效率较高，氨氮去除率能达到90%以上，但能耗较大，一般应用在炼钢、化肥、石油化工等行业，其优点是可回收利用氨，经过吹脱处理后可回收到氨质量分数达30%以上的氨水。空气吹脱法的效率虽比蒸汽法的低，但能耗低、设备简单、操作方便。在氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱法比较经济，同时可用硫酸作吸收剂吸收吹脱出的氨氮，生成的硫酸铵可制成化肥。 但是在大规模的氨吹脱-汽提塔生产过程中，产生水垢是较棘手的问题。通过安装喷淋水系统可有效解决软质水垢问题，可是对于硬质水垢，喷淋装置也无法消除。此外，低温时氨氮去除率低，吹脱的气体形成二次污染。因此，吹脱法一般与其他氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理。
高氨氮废水处理技术及其发展趋势
高氨氮废水处理技术及其发展趋势 （能源与环境学院，环境工程072班，学号：200701144210） 摘要：经济有效地控制氨氮废水污染是当前面临的重大课题。本文简述了高浓度氨氮废水的危害, 介绍了对高浓度氨氮废水处理的处理方法, 并对这些方法工艺的优缺点做出了分析，对今后高氨氮废水的处理技术作出了展望。 关键词：脱氨氮废水处理技术发展 一、引言 随着人们生活水平的提高和对环境要求的加强、环境污染治理的加强和环保技术的发展，水体中有机物的代表指标——COD 基本上得到有效控制，但是，含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制，未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害，如易导致湖泊富营养化，海洋赤潮等。 随着社会经济的发展,来源广泛的高氨氮废水处理越来越受到重视,像传统领域的化工、制革、屠宰等行业废水的预处理主要采用物化的吹脱工艺或投加氯系氧化剂的化学处理工艺,在市政污水处理方面,随着排放标准的提高,A /O或A /A /O的生化处理工艺得到了越来越广泛的应用。本文总结了高氨氮废水处理技术、现状及其发展趋势等。 二、技术简介 许多方法都能够有效的处理氨氮，如物理化学法有吹脱、气提、折点加氯、离子交换、混凝沉淀、反渗透、电渗析及各种高级氧化技术（AOTs）等多种方法；生物方法有硝化及水藻等水生植物养殖。但具有应用方便，处理效果稳定、适应废水水质及比较经济等优点，并且目前实用性较好、研究较多、具有良好发展用前景的有：氨吹脱、化学沉淀法、高效生物脱氮法和高级氧化技术。 1. 吹脱法 吹脱法是目前处理氨氮废水最普遍应用的方法之一。研究主要集中在：吹脱设备（吹脱池、吹脱塔）、吹脱形式（自然吹脱、鼓风吹脱）、填料形式（规整填料、拉西环、聚丙烯鲍尔环等）吹脱参数（pH 值、气水比、吹脱温度等）。 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。。研究结果表明：当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。 炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水，常含有很高浓度的氨，因此常用蒸汽吹脱法处理。 吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理，该处理技术优点在于除氨效果稳定，操作简单，容易控制。但如何提高吹脱效率、避免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。 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)结晶，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高浓度氨氮废水，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良好的缓释复合肥料。处理时，若pH 值过高，易造成部分NH3 挥发。建议缩短沉淀时间，适当降低