1、氨氮的來源及危害

今天漓源環(huán)保給大家介紹一下高濃度氨氮廢水處理技術(shù)，水中氨氮的來源主要為生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水，如焦化廢水和合成氨、化肥廠廢水、農(nóng)田排水、養(yǎng)殖水中過剩飼料及過度施肥等。大量的氨氮廢水直接排入水體會造成水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水草、藍(lán)藻等生物大量繁殖，破壞生態(tài)平衡，引發(fā)系列環(huán)境問題，嚴(yán)重危害生態(tài)安全。在好氧條件下，亞硝化菌、硝化菌會將水體中的氨氮氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，對飲用水和水產(chǎn)生物產(chǎn)生很大危害。

2、氨氮處理技術(shù)

由于氨氮廢水難于處理，對環(huán)境危害大，因此氨氮廢水處理技術(shù)一直是國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。目前，國內(nèi)外高濃度氨氮廢水處理技術(shù)按處理方式和原理不同，主要可以分為生物法、物理化學(xué)法和多種技術(shù)聯(lián)合使用。

2.1生物法

生物法是利用微生物的生命活動，通過氨化、硝化、反硝化等一系列反應(yīng)使廢水中的氨氮終轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的氮?dú)馀欧拧Ｖ饕▊鹘y(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)、同步硝化反硝化技術(shù)、短程硝化反硝化技術(shù)、厭氧氨氧化技術(shù)等。

2.1.1傳統(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)

傳統(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)包括硝化和反硝化兩個階段。硝化過程是指硝酸鹽和亞硝酸鹽菌在好氧條件下，將氨氮氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮；反硝化過程是指在缺氧條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到去除氨氮的目的。由于硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌對生長環(huán)境需求不同，因此在生物法處理工藝中，硝化和反硝化過程往往在兩個不同的反應(yīng)器內(nèi)或同一反應(yīng)器的不同階段進(jìn)行。傳統(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)中較為成熟的工藝有A/O法、A2/O法、接觸氧化法、SBR序批式活性污泥法等。它們具有出水水質(zhì)穩(wěn)定，操作簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)。但也存在一些弊端，比如對于低碳氮比廢水，需要外加碳源，使運(yùn)行費(fèi)用增加；而在處理高濃度氨氮廢水時，高游離氨對硝化細(xì)菌有抑制作用，從而導(dǎo)致出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)，此外，傳統(tǒng)的生物硝化反硝化技術(shù)還存在能耗大、處理周期長、易引起二次污染等缺點(diǎn)。

2.1.2同步硝化反硝化技術(shù)

同步硝化反硝化(SND)技術(shù)是指硝化與反硝化過程在同一個反應(yīng)器中同時進(jìn)行。廢水中溶解氧受擴(kuò)散速率的限制，在微生物絮體或生物膜表面濃度較高，好氧硝化細(xì)菌和氨化細(xì)菌占優(yōu)勢，越深入微生物絮體或生物膜內(nèi)部，溶解氧濃度就越低，形成缺氧區(qū)，利于反硝化細(xì)菌的生長繁殖，從而為實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化提供了條件。

2.1.3短程硝化反硝化技術(shù)

短程硝化反硝化技術(shù)是指在同一個反應(yīng)器中，氨氧化細(xì)菌先在有氧的條件下將氨氧化成亞硝酸鹽，然后在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌以有機(jī)物或外加碳源作為電子供體，將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)狻７睹懒氐葘⒍坛滔趸?xì)菌接種到生物膜反應(yīng)器(MBR)上，將反硝化細(xì)菌接種到上流式厭氧生物濾池(AF)中，構(gòu)建了生物強(qiáng)化的MBR-AF短程硝化反硝化工藝，研究發(fā)現(xiàn)，在30℃下，隨運(yùn)行時間增加，總氮去除率也隨著升高，高可達(dá)90%以上。

2.1.4厭氧氨氧化技術(shù)

厭氧氨氧化技術(shù)是指在缺氧或厭氧條件下，微生物以氨氮為電子受體，以亞硝酸鹽或硝酸鹽為電子供體，將NH+4、NO-2或NO-3轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾倪^程。

2.2物理化學(xué)法

物理化學(xué)法是利用物理和化學(xué)的綜合作用使氨氮廢水得以凈化。主要包括吹脫法、折點(diǎn)氯化法、離子交換法、磷酸銨鎂沉淀法等處理技術(shù)。

2.2.1吹脫法

吹脫法是通過加入堿調(diào)節(jié)pH值，使離子氨(NH+4)轉(zhuǎn)為游離氨，再通入蒸汽或空氣進(jìn)行解吸，將氨從水相轉(zhuǎn)入氣相，從而達(dá)到去除氨氮的目的。低濃度氨氮廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而高濃度氨氮廢水，如：化肥、石油化工、煉鋼、有色金屬冶煉、有機(jī)化工等行業(yè)廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫。吹脫法處理氨氮廢水的優(yōu)點(diǎn)在于氨氮去除效果穩(wěn)定，操作過程簡單，但也存在吹脫效率有限，受環(huán)境因素影響大，動力消耗大，運(yùn)行成本高，塔板易堵塞以及調(diào)整pH時藥劑消耗量大等缺點(diǎn)，還需考慮氨氮排放帶來的二次污染問題。

2.2.2折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法是向廢水中通入足量氯氣或投加次氯酸鈉，將氨氮氧化成無害氮?dú)狻．?dāng)氯氣通入量達(dá)到某一點(diǎn)時，水中游離氯含量低，氨的濃度降為零。若繼續(xù)通入氯氣，水中的游離氯就會增多。因此，將該點(diǎn)稱之為折點(diǎn)，該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。

折點(diǎn)氯化法氨氮去除率高，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，但存在加氯量大，處理費(fèi)用高、副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會造成二次污染等缺點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，后續(xù)還需要消耗大量堿試劑來中和產(chǎn)生的酸，從而增加了出水中總?cè)芙庑怨腆w的含量，因此折點(diǎn)氯化法一般適用于給水或飲用水深度脫氮處理，不適合處理大量高濃度氨氮廢水。

2.2.3離子交換法

離子交換法是利用離子交換劑(不溶性離子化合物)內(nèi)的可交換離子與溶液中的同性陽離子(NH+4)進(jìn)行交換反應(yīng)，把大量的NH+4都吸附到不溶性離子化合物表面，從而實(shí)現(xiàn)氨氮的去除。常用的離子交換劑有沸石、膨潤土和活性炭等。

2.2.4磷酸銨鎂沉淀法

磷酸銨鎂沉淀法(MAP法)是通過向廢水中投加鎂鹽和磷酸鹽，在堿性條件下生成磷酸銨鎂結(jié)晶沉淀，從而去除水中的NH+4-N。反應(yīng)化學(xué)方程式如下：Mg2++NH+4+PO3-4+6H2O→MgNH4PO4.6H2O↓將所得的磷酸銨鎂固體進(jìn)行酸溶、熱解等處理，可以將MAP轉(zhuǎn)變MgHPO4(MHP)，制得的MgHPO4可以用來重復(fù)吸附氨氮，從而實(shí)現(xiàn)“吸附-解吸再生-再吸附"的循環(huán)過程。

磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水具有反應(yīng)迅速、工藝簡單、不受溫度和水中毒素影響、去除率高的優(yōu)點(diǎn)，適合高濃度廢水的處理。但該方法需要投加大量的磷酸鹽和鎂鹽藥劑，還需要添加氫氧化鈉來調(diào)節(jié)pH，成本較高，生成的MAP再生手段較為苛刻，不適合工業(yè)應(yīng)用，因此尋求廉價的沉淀劑、優(yōu)化再生手段一直都是磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水需要解決的關(guān)鍵問題。

2.3多種技術(shù)聯(lián)用

單一的氨氮處理技術(shù)往往達(dá)不到理想的效果，采用兩種或兩種以上的處理技術(shù)可以彌補(bǔ)單一方法的不足。

3.結(jié)語與展望

總體而言，氨氮廢水處理的各種工藝技術(shù)，都有各自的優(yōu)勢與不足。生物法出水水質(zhì)較穩(wěn)定，運(yùn)行成本低，便于管理，但運(yùn)行周期長，脫氮效率低，易受進(jìn)水水質(zhì)和環(huán)境因素影響，還易造成二次污染，適用于大規(guī)模的低氨氮廢水處理工程。物化法脫氮速率快，氨氮去除率高，但投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，一般適用于高濃度氨氮廢水的預(yù)處理。

高濃度氨氮廢水，比如垃圾滲濾液、焦化廢水、稀土冶煉廢水等，成分復(fù)雜，廢水性質(zhì)差異較大，高濃度氨氮廢水處理技術(shù)直接采用單一的生物處理技術(shù)或物理化學(xué)技術(shù)都難以取得良好的氨氮去除效果，水質(zhì)排放難以達(dá)標(biāo)。因此，多種脫氮技術(shù)聯(lián)用將是高濃度氨氮廢水處理研究的一個發(fā)展趨勢，而多種技術(shù)聯(lián)用需要充分考慮多種技術(shù)的銜接，必須對進(jìn)水水質(zhì)、各工藝流程處理后的出水水質(zhì)以及各工藝流程對進(jìn)水水質(zhì)要求進(jìn)行深入的系統(tǒng)分析，以便實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的銜接，達(dá)到理想的氨氮去除效果。

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