廢水中氨氮處理技術(shù)的方法比較

劉瑩娜 邱明亮

【摘 要】氨氮廢水的排放，對環(huán)境會造成巨大的危害。通過對各類廢水氨氮處理技術(shù)的原理及其優(yōu)缺點和適用范圍的分析對比，明確不同類型的氨氮廢水處理的選擇方法。

【關(guān)鍵詞】氨氮廢水；處理技術(shù)；方法比較

0.引言

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，已成為環(huán)境的主要污染源，并引起各界的關(guān)注。水體中氮的來源分為天然來源和人為來源。天然來源主要是各種形式的氮經(jīng)由大氣降塵、降水而進入地面水體。其中，大氣中的氮也可以通過藍綠藻等植物和某些細菌的生物固氮作用進入水體。水體中含氮量過高時，就會導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。由水體富營養(yǎng)化還會進而產(chǎn)生一系列危害，一方面有些藻類本身的腥味會引起水質(zhì)惡化使水變得腥臭難聞；另一方面有些藻類所含的蛋白質(zhì)毒素會富集在水產(chǎn)物體內(nèi)，并通過食物鏈影響人體的健康，甚至使人中毒。增加了給水處理的困難被含氮物質(zhì)污染的水體會使給水的凈化處理帶來許多困難，進而嚴重影響飲用水水質(zhì)。本文總結(jié)了國內(nèi)外氨氮廢水處理技術(shù)及其優(yōu)缺點、適用范圍等。

1.物理化學(xué)法脫氮

1.1吹脫法

吹脫法是將廢水中的離子態(tài)銨（NH4+），通過調(diào)節(jié)PH值轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，然后再吹脫塔中通入空氣或蒸汽，經(jīng)過氣液接觸將廢水中的游離氮吹脫出來。影響吹脫效率的主要因素是PH值、水溫、布水負荷、氣液比、足夠的氣液分離空間。

吹脫法適用于各種濃度廢水，多用于中、高濃度廢水。其具有除氮效果穩(wěn)定，操作簡單，容易控制，適用性強，投資較低等優(yōu)點。但其能耗大，有二次污染，出水氨氮仍偏高。

1.2離子交換法

離子交換法實際上是利用不溶性離子化合物（離子交換劑）上的可交換離子與溶液中的其他同性離子（NH4+）發(fā)生交換反應(yīng)，從而將廢水中的NH4+牢固的吸附在離子交換劑表面，達到脫除氨氮的目的。根據(jù)有關(guān)資料，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的極限能力。雖然離子交換法工藝簡單，操作方便但樹脂用量大、再生難，費用高，有二次污染。一般用于低濃度氨氮廢水。

1.3化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是在含有NH4+的廢水中，投加Mg2+和PO42+，使之與NH4+生成難溶復(fù)鹽磷酸氨鎂MgNH4PO4·6H2O結(jié)晶，通過沉淀，使結(jié)晶從廢水中分離出來。處理時應(yīng)降低PH值、縮短沉淀時間、沉淀劑最好使用MgO和H3PO4。

化學(xué)沉淀法工藝簡單，操作簡便，反應(yīng)快，影響因素少，節(jié)能高效，能充分回收氨實現(xiàn)廢水資源化。但用藥量大、成本高、有二次污染。一般用于高濃度廢水。

1.4折點氯化法

折點氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中的氨氮氧化成氮氣的化學(xué)脫氮工藝。受溫度、PH值、氨氮濃度、氯氣量等因素的影響。其設(shè)備少，反應(yīng)速度快，能高效脫氮。但操作要求高，成本高，會產(chǎn)生有害氣體。因此多用于低濃度廢水，一般用于給水處理，將其用于深度脫氮。

1.5催化濕式氧化法

在一定溫度、壓力和催化劑作用下，經(jīng)空氣氧化，可使污水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2、H2O等無害物質(zhì)，達到凈化目的。該法具有凈化效率高、流程簡單、占地面積少等特點。但成本太高。

1.6膜吸收技術(shù)

膜吸收法是使用疏水性微孔膜將氣液兩相分隔開，利用膜孔實現(xiàn)氣、液兩相問傳質(zhì)的分離技術(shù)，它能有效去除水中的揮發(fā)性污染物和溶解性氣體，如硫化物、氰化物、氨、氯氣、氧氣和二氧化碳等。該工藝的難點在于防止膜滲漏。

2.生物脫氮法

2.1傳統(tǒng)生物脫氮法

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

2.2新型生物脫氮法

2.2.1短程硝化反硝化

短程硝化反硝化將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化，不僅可以節(jié)省氨氧化量而且可以節(jié)省反硝化所需碳源。

根據(jù)研究：PH值7.8-8.0、DO2.0mg/L、溫度25-30℃時可促使亞硝化菌成為優(yōu)勢菌，將大部分氨氮氧化成亞硝酸根。因此，必須保證適宜亞硝化菌生長的環(huán)境條件并限制硝化菌的活性。

2.2.2厭氧氨氧化（ANAMMOX）和全程自養(yǎng)脫氮（CANON）

厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。ANAMMOX菌是專性厭氧自養(yǎng)菌，因而非常適合處理含NO2-、低C/N的氨氮廢水。與傳統(tǒng)工藝相比，基于厭氧氨氧化的脫氮方式工藝流程簡單，不需要外加有機碳源，防止二次污染，有很好的應(yīng)用前景。

CANON工藝是在限氧的條件下，利用完全自養(yǎng)性微生物將氨氮和亞硝酸鹽同時去除的一種方法。

2.2.3好氧反硝化

傳統(tǒng)脫氮理論認為，反硝化菌必須在缺氧環(huán)境中進行反硝化反應(yīng)。近年來，一些好氧反硝化菌已經(jīng)被分離出來，有些可以同時進行好氧反硝化和異氧硝化，這樣就可以在同一反應(yīng)器中實現(xiàn)真正意義上的同步硝化反硝化，簡化了工藝流程，節(jié)省了能量。但在反硝化過程中會產(chǎn)生N2O這種溫室氣體，產(chǎn)生新的污染，其相關(guān)機制研究還不夠深入。

3.結(jié)語

上述幾種方法從技術(shù)上講都是可行的，但物理化學(xué)法運行成本高，對環(huán)境造成二次污染等問題，實際應(yīng)用受到一定限制。而生物脫氮法能較為有效和徹底的除氮，且比價經(jīng)濟，尤其是新型生物脫氮法簡化了流程，節(jié)省了能量，因而得到較多的應(yīng)用。

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