簡(jiǎn)述氨氮廢水處理技術(shù)方法

    氨氮廢水處理技術(shù)方法主要有折點(diǎn)、化學(xué)沉淀、離子交換、吹脫和生物脫氨。

    一是生物脫氮。

    細(xì)菌脫氨處理需要兩個(gè)階段。在有氧條件下，將亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌轉(zhuǎn)化為亞硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌。第二，反硝化過(guò)程，在無(wú)氧或低氧條件下，污水中的硝化氮和亞硝化氮(異養(yǎng)和自養(yǎng)微生物發(fā)現(xiàn)，種類(lèi)繁多)還原為氮。電子通過(guò)有機(jī)化合物氧化(甲醇、乙酸、葡萄糖等)提供能量。目前常用的生物脫氮過(guò)程主要有三種，即多級(jí)污泥法、單級(jí)污泥法和生物膜法。

    1、多級(jí)污泥系統(tǒng)。

該工藝去除BOD5和脫氮效果好，缺點(diǎn)是工藝流程長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)多，基礎(chǔ)設(shè)施成本高，需要添加碳源，運(yùn)行成本高，出水中殘留甲醇等。

    2、單級(jí)污泥系統(tǒng)。

一級(jí)污泥系統(tǒng)包括前脫硝系統(tǒng)統(tǒng)、后脫硝系統(tǒng)和交替運(yùn)行系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的生物脫氮方法相比，A/O法具有工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)少、基礎(chǔ)設(shè)施成本低、不添加碳源、出水水質(zhì)高的優(yōu)點(diǎn)，一般稱(chēng)為A/O法。在后脫硝系統(tǒng)中，由于混合液缺乏有機(jī)物，一般需要人工添加碳源，但脫氮效果高于前者。生物脫氮過(guò)程主要由兩個(gè)串聯(lián)池組成，交替缺氧和好氧操作。系統(tǒng)還是A/O系統(tǒng)，但是A/O過(guò)程交替使用，避免了混合液的回流，所以除氮效果優(yōu)于普通A/O過(guò)程。缺點(diǎn)是運(yùn)行管理成本高，一般需要配置計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)操作系統(tǒng)。

    3、生物膜系統(tǒng)。

利用固定生物膜反應(yīng)器，將A/O系統(tǒng)中的氧氣和好氧池改造成生物膜脫氮系統(tǒng)。該系統(tǒng)不需要污泥回流就能保證混合液的回流。該反應(yīng)器分為反硝化、好氧氧氧化和硝化兩種污泥系統(tǒng)。

第二，物化脫氮。

常見(jiàn)的物理除氮方法有折點(diǎn)氯、化學(xué)沉淀、離子交換、吹脫、液膜、電滲析、催化濕氧化等。

    1、氯化折點(diǎn)法

斷點(diǎn)氯化是氨氮廢水氧化處理中的一種，是利用氨水與氯的反應(yīng)產(chǎn)生氮去除水中氨的化學(xué)處理方法。還可起到殺菌作用，同時(shí)使某些有機(jī)物無(wú)機(jī)化，但經(jīng)氯化處理后仍有余氯，應(yīng)進(jìn)一步脫氯。

當(dāng)氯投入率與氨氮之比(簡(jiǎn)稱(chēng)Cl/N)低于5.07時(shí)，進(jìn)行①反應(yīng)產(chǎn)生一氯胺(NH2Cl)，提高水中余氯濃度；然后，隨著次氯酸投入量的增加，一氯胺按照第二步反應(yīng)產(chǎn)生二氯胺(NHCl2)，同時(shí)進(jìn)行三氯胺(NHCl2)，同時(shí)進(jìn)行③反應(yīng)去除水中的N。

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著Cl/N含量的增加，水中的余氯濃度也隨之下降，當(dāng)Cl/N含量較大時(shí)，由于殘留次氯酸(即游離余氯)含量的增加，水中的余氯濃度也隨之上升，這種較小值被稱(chēng)為間斷點(diǎn)(通常稱(chēng)為折點(diǎn))。根據(jù)現(xiàn)有理論，Cl/N比為7.6，在處理廢水時(shí)，由于氯與廢水中有機(jī)物的反應(yīng)，C1/N比為7.6，通常為10。當(dāng)酸度不在中性范圍內(nèi)時(shí)，三氯胺產(chǎn)生量大，脫氮效率降低。

當(dāng)酸堿度為6~7mg/mg或0.5~2.0小時(shí)時(shí)時(shí)，酸堿度為6~7%，酸堿度為6~7。適用于低濃度氨氮廢水的處理。

氯氣的實(shí)際需求與溫度、酸堿和氨氮濃度有關(guān)。有時(shí)候氧化劑需要9~10mg/mg的氯點(diǎn)，而用氯化法處理的出水通常需要活性炭或SO2反氯化去除水中殘留的氯。氯化反應(yīng)快，設(shè)備投資少，但安全儲(chǔ)存液氯要求高，處理成本高。如果用次氯酸或二氧化氯發(fā)生裝置代替液氯，運(yùn)行成本低。目前國(guó)內(nèi)氯氣發(fā)生裝置生產(chǎn)的氯成本高。所以氯化法一般適合給水處理，不適合高濃度、高水量的氨氮廢水。

    2、化學(xué)沉淀法。

化學(xué)物質(zhì)加入水中，與水中的溶解物質(zhì)反應(yīng)，產(chǎn)生難溶性鹽，易形成沉淀物，降低水中溶解物的含量。在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子，發(fā)生以下反應(yīng)。

PO43-+Mg2+MgNH4PO4+NH4PO4+NH4PO4，可以去除水中氨氮。Mg(OH)2和H3PO4是常用的沉淀劑，其添加量應(yīng)在9.0~11濃度范圍內(nèi)，為H3PO4/Mg(OH)2的1.5~3.5。氨氮濃度小于900mg/l時(shí)，去除率大于90%，沉淀物是一種好的復(fù)合肥。PO43-處理高濃度氨氮廢水時(shí)，由于Mg(OH)2和H3PO4昂貴，容易造成二次污染。

    3、離子交換方法。

廢水中其他同性離子在不溶性離子化合物(離子交換劑)上的交換反應(yīng)是一種特殊的吸附過(guò)程，通常是可逆化學(xué)吸附。分子篩是一種天然的離子交換材料，價(jià)格遠(yuǎn)低于陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，有選擇地吸附NH4+-N。

斜發(fā)沸石和絲光沸石的應(yīng)力和交換能力都比較大，平均每100g,213mg,223mg。但是天然沸石含有不純物質(zhì)，所以高純沸石的交換能力每100g不超過(guò)200m.e，一般在100~150m.e之間。分子篩是一種特殊的離子交換性能，其交換離子順序?yàn)椋篊s(I)>Rb(I)>K(I)>NH4+>Sr(I)>NH4+>Sr(I)>Mg(I)>Mg(I)>Mg(I)>Mg(I)>Mg(I)>Mg(I)。廢水pH值應(yīng)為6~9，重金屬含量應(yīng)較低。

除Mg外，堿性土壤金屬和堿性土壤金屬都有影響，其中Ca對(duì)分子交換性能的影響大于Na和K。分子篩吸附飽和后需要再生，主要是液體再生，燃燒法應(yīng)用較少。再生劑主要是氮和氮。含Ca2+的廢水脫氨率不可逆，應(yīng)考慮添加或更新。

    4、吹脫。

吹脫是將廢水調(diào)節(jié)成堿性，然后通過(guò)蒸提塔進(jìn)入空氣或蒸汽，然后通過(guò)氣液接觸將其吹出。水蒸氣進(jìn)水溫度在一定酸堿條件下升高，吹脫氨率增加。用這種方法處理氨時(shí)，應(yīng)考慮總氨氮的釋放應(yīng)符合大氣氨排放標(biāo)準(zhǔn)，避免二次污染。常壓下，低濃度廢水一般由空氣吹出，而煉鋼、石油化工、化肥、有機(jī)化工等行業(yè)的高濃度廢水一般由蒸汽吹出。

    5、液膜法。

自從黎念在1986年發(fā)現(xiàn)乳狀液膜以來(lái)，人們對(duì)其進(jìn)行了廣泛的研究。經(jīng)過(guò)萃取方法后，液膜分離技術(shù)有望成為低濃度金屬離子，尤其是廢水處理的第二代分離凈化技術(shù)。氨氮NH3-N在膜相中容易溶于膜相油相，通過(guò)膜相擴(kuò)散從高濃度外側(cè)通過(guò)膜相擴(kuò)散進(jìn)入膜相內(nèi)部和內(nèi)部界面，與膜相酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

    6、電滲析法。

電滲透是一種膜法分離技術(shù)，通過(guò)施加在陰陽(yáng)膜上的電壓去除水中溶解的固體。過(guò)度浸漬使?jié)B析室陰陽(yáng)滲透膜之間產(chǎn)生DC電壓。在施加電壓的影響下，銨離子和其他離子通過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)，與水分離。