氨氮廢水處理技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

王 洋

栗田工業(yè)（蘇州）水處理有限公司 江蘇 蘇州 215011

1 氨氮廢水的特點

氨氮廢水如果經(jīng)過處理就直接被排放到的水體中，這會對水生生態(tài)環(huán)境造成破壞。氨氮作為的污染水體的關(guān)鍵對象，其氧化分解會消耗大量氧氣，這竟會導(dǎo)致水體中溶解氧含量見到降低，進(jìn)而會對水中植物和動物的生長、繁殖造成不良影響，情況嚴(yán)重時會導(dǎo)致植物和動物發(fā)生死亡[1]。同時，氨氮與銨鹽相比，其毒性更強(qiáng)，如果水中的氨氮含量出現(xiàn)超標(biāo)情況，對于水中的生物來說會產(chǎn)生毒害作用。特別是在氧氣充足狀態(tài)下，氨氮在水中微生物的作用下，氨氮會被氧化，進(jìn)而會生產(chǎn)亞硝酸鹽，再結(jié)合蛋白質(zhì)，最終生產(chǎn)亞硝酸鹽，若亞硝酸鹽通過水生物進(jìn)入到人的提內(nèi)，會致癌，或者發(fā)生畸形[2]。因此，為了對氨氮廢水進(jìn)行處理，減少水生生物對人體健康生命造成嚴(yán)重威脅，要采取合理技術(shù)對氨氮廢水基處理，降低廢水中氨氮濃度，進(jìn)而將氨氮廢水對于生態(tài)環(huán)境的影響控制在最小，改善生態(tài)環(huán)境，提高人們生活質(zhì)量。

2 處理含氨氮廢水的常用技術(shù)

2.1 吹脫法處理氨氮廢水

吹脫法實際上就是利用調(diào)節(jié)升高氨氮廢水的PH值，將高濃度氨氮轉(zhuǎn)變成游離氨，向空氣外加動力，從而氨氮廢水中的游離氨從溶液中吹出進(jìn)入到空氣中，完成分離作業(yè)。吹脫法是現(xiàn)階段我國處理高濃度氨氮廢水采用的一直主要方法，該方法主要用戶處理垃圾滲濾液，印刷廠廢水，以及半導(dǎo)體工廠產(chǎn)生的氨氮廢水，這些廢水中氨氮含量較高，因此，采用吹脫法效果相對較好[3]。通過對銨根離子與水中到的氨分子的動態(tài)平衡狀態(tài)的應(yīng)用，進(jìn)而實現(xiàn)對廢水PH值的調(diào)節(jié)，進(jìn)而讓氨氮廢水中氨氮離子主要以游離氨狀態(tài)存在于廢水中，然后通過曝氣吹脫方式，讓廢水中得氨氣得到轉(zhuǎn)移，進(jìn)而實現(xiàn)去除氨氮廢水中氨氮的目的。

從吹脫法的具體應(yīng)用情況來看，該方法去除氨氮廢水中的氨氮效果較好，適用于處理氨氮濃度為500mg/L以上的高濃度氨氮廢水，并且，操作起來相對簡單，容易對反應(yīng)進(jìn)行控制。但是，該方法在具體應(yīng)用期間也存在一定不足。特別是采用汽提法對氨氮廢水進(jìn)行處理時，處理1000kg廢水需要應(yīng)用500kg蒸汽；若在氨氮廢水時，采用汽提法處理600m3廢水，經(jīng)過處理后廢水中氨氮含量2.35 mmol·L-1，這會浪費掉大量的氨。在實際處理期間，為了確保經(jīng)過治理后的液體可以的滿足應(yīng)用排放要求，對于采用的吹脫技術(shù)要采取閉式循環(huán)法，保證經(jīng)過處理后的排放氨可以滿足大氣污染物和惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。可見，吹脫法主要適合應(yīng)用在濃度較大的氨氮的預(yù)處理中，吹脫法經(jīng)常與其它處理氨氮廢水方法進(jìn)行聯(lián)合，完成氨氮廢水處理，吹脫法適合應(yīng)用在PH值超過10.5的環(huán)境中。

2.2 化學(xué)沉淀法處理氨氮廢水(MAP)

將化學(xué)沉淀法應(yīng)用到處理氨氮廢水中，就是向氨氮廢水中加入適量Mg2+與 PO43-藥劑，從而使氨氮廢水中的NH4+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而生成難以溶于水中的沉淀物，完成上述作業(yè)后，回收氨氮廢水中氮磷?；瘜W(xué)沉淀法主要適合應(yīng)用在處理高濃度的氨氮廢水中，通過對該處理方法進(jìn)行應(yīng)用，對于氨氮廢水的脫氮效率能夠超過90%。同時，在確定廢水中沒有毒害物質(zhì)基礎(chǔ)上，沉淀脫除獲取到的磷酸銨鎂可以作為一種肥料。從氨氮廢水的具體處理情況來看，在處理時采用化學(xué)沉淀法，工藝設(shè)計十分簡單，而且在進(jìn)行氨氮廢水處理時，化學(xué)反應(yīng)十分穩(wěn)定，而且受到外界各項因素較小，具有很強(qiáng)抵抗沖擊能力，達(dá)到高效脫氮目的，化學(xué)沉淀法可以應(yīng)用在不同濃度的氨氮廢水中[6]。需要注意的是，在采取化學(xué)沉淀法時，作業(yè)人員要對投入氨氮廢水中各種藥劑量進(jìn)行控制，并且要對處理后產(chǎn)生的沉淀物的應(yīng)用方向進(jìn)行明確，同時，需要作業(yè)人員注意的是，經(jīng)過處理后的廢水中氨氮殘留量濃度仍然較高，因此，要采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。

2.3 折點氯化法

折點氯化法是一種具有代表性的化學(xué)氧化法，該方法在具體應(yīng)用期間就是投加過量的次氯酸鈉或者氯，進(jìn)而將廢水中的氨完全氧化成N2，在具體處理期間，當(dāng)投入廢水中的氯氣達(dá)到某一點時，此時，水中游離氯含量最低，氨濃度降低到零，該點就是折點。折點氯化法在具體應(yīng)用期間不會受到水溫度影響，操作簡單，在寒冷地區(qū)此法特別有吸引力。在pH為6～7、每mg氨氮氯投加量為10mg、接觸0.5～2h的情況下，氨氮的去除率為90～100%。雖然此法反應(yīng)速度快，投資成本低，但是液氯的安全使用和貯存要求高，且運行費用也高。副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會造成二次污染，氯化法只適用于處理氨氮濃度低于50mg/L的氨氮廢水。

2.4 離子交換法處理氨氮廢水

采用離子交換法對氨氮廢水進(jìn)行處理，沸石是具體處理過程中最為常用的一種載體，從而達(dá)到提高氨氮脫除率的最終目的。通過對以往研究和作業(yè)經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)分析可知，采用離子交換法時，每克沸石能夠吸附氨氮15.5mg，處理效果良好。當(dāng)沸石飽和時，要采用NaCL濃液對其進(jìn)行再生，然后利用化學(xué)沉淀法，對再生液進(jìn)行脫氮，效果良好。沸石具有比表面積大，吸附性能好，離子交換能力強(qiáng)，化學(xué)性能穩(wěn)定等特點。沸石對氨氮的去除有著較好的效果，并且由于沸石資源在我國儲量豐富、成本低廉。但是，離子交換法在具體應(yīng)用過程中，該處理方法與其它處理方法相比，采用沸石交換脫除工藝，操作工藝相對來說較為復(fù)雜，該方法適合處理濃度相對較低的氨氮廢水，該方法適合應(yīng)用處理氨氮濃度低于500mg/L的氨氮廢水中。

2.5 膜吸收法處理氨氮廢水

2.5.1 反滲透技術(shù)

該項技術(shù)應(yīng)用在氨氮廢水中原理就是采用半透膜選擇溶質(zhì)截留作用，進(jìn)而通過可靠方式完成對溶劑和溶質(zhì)的分離，該項技術(shù)在具體應(yīng)用期間，具有無污染、低能耗、工藝先進(jìn)、維護(hù)容易等多項特點。處理氨氮廢水過程中采用反滲透技術(shù)，為了確保反滲透脫除氨氮廢水具有較高效率，必須要提高足夠壓力，同時，利用選擇性膜，實現(xiàn)析出，為了提高銨根的去除率，需要調(diào)節(jié)pH到中性。在具體處理期間，適當(dāng)提高膜一側(cè)氨氮溶液濃度，針對高濃度溶液，需要配備與之相同的反滲透壓力，確保脫除氨氮效果始終都能夠保持一個相對較高狀態(tài)，進(jìn)而滿足作業(yè)需求[8]。

2.5.2 電滲析技術(shù)

在采用電滲析技術(shù)對氨氮廢水進(jìn)行處理時，要設(shè)置直流電廠，以離子交換膜本身具有的選擇透過特性，從而促使電解質(zhì)溶液能夠能夠?qū)崿F(xiàn)對離子的分離，該方法適合應(yīng)用在處理氨氮濃度低于50mg/L以的氨氮廢水中。從電滲析技術(shù)在處理氨氮廢水應(yīng)用具體效果來看，該項技術(shù)能夠高效完成對氨氮廢水中氨氮的分離，而且前期經(jīng)濟(jì)投入相對較少，消耗處理藥劑和能源也都較少，同時，整體操作工藝相對簡單，實現(xiàn)起來容易，而且經(jīng)濟(jì)效益良好。此外，采取電滲析技術(shù)處理，不會產(chǎn)生對生態(tài)環(huán)境造成污染的副產(chǎn)物，這也使該項技術(shù)在具體應(yīng)用時具有較大優(yōu)勢，這也是該項技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用的一項主要原因。

2.6 生物法處理氨氮廢水

2.6.1 硝化反硝化

在處理氨氮廢水處理中可以采用傳統(tǒng)生物硝化反硝化脫氮技術(shù)，該項技術(shù)在具體應(yīng)用過程中主要分為了以下兩個階段：

（1）硝化

該階段就是在好氧狀態(tài)下，通過對亞硝酸鹽硝酸鹽的合理應(yīng)用，進(jìn)行氧化，使氨氮與亞硝酸鹽硝酸鹽進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，從而達(dá)到去除氨氮廢水中氨氮的目的。

（2）反硝化

該過程指的是在缺氧狀態(tài)下，采用反硝化菌還原亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，生產(chǎn)氮氣，達(dá)到脫除氨氮廢水中氮的目的。硝化反硝化技術(shù)在實際應(yīng)用期間，整體工藝相對來說比較簡單，并且，具體反應(yīng)過程相對來說比較穩(wěn)定，投入少，成本低，并且不會再次生產(chǎn)污染物。需要注意的是，在實際操作期間，要做好硝化細(xì)菌具體濃度的控制，而且要適當(dāng)補(bǔ)給碳源，避免發(fā)生浪費，而提高運行成本。

2.6.2 新型脫氮技術(shù)

（1）短程硝化反硝化

該方法在應(yīng)用時，反應(yīng)可以在同一容器中開展，先在有氧條件進(jìn)行反應(yīng)，采用氨氧化細(xì)菌，讓氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯跛猁}，為了避免的亞硝酸鹽被氧化，可以在缺氧狀態(tài)下反應(yīng)，在具體處理上，通過外加碳源和有機(jī)物方式，讓亞硝酸鹽發(fā)生反硝化反應(yīng)，生成氮氣。

（2）同硝化反硝化

硝化反硝化在都在同一容器中。含氨氮廢水溶解氧在擴(kuò)散速度受限，在該背景下，生物膜和微生物體都會有較高濃度的溶解氧，這也就為好氧硝化菌提供了一個良好的生長和繁殖空間，而且會在內(nèi)部會形成缺氧空間，進(jìn)而為反硝化細(xì)菌生長與繁殖營造一個良好條件，實現(xiàn)同硝化反硝化反應(yīng)。

（3）厭氧氨氧化ANAMMOX

在厭氧環(huán)境下，加將NH4+作為供體，NO2--N為電子受體，采用厭氧氨氧化菌將氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)镹2。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。ANAMMOX工藝是投資回報很高的工藝。與傳統(tǒng)的硝化/反硝化工藝相比，運行成本和二氧化碳產(chǎn)量的減少均高達(dá)90%。此外，該工藝只需要相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝一半的空間。不消耗甲醇或其他碳源，剩余污泥產(chǎn)量極少。該方法更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保，但是其應(yīng)用效果受溫度、PH、有機(jī)物等多項因素影響。由于ANAMMOX菌生長緩慢，只有在高濃度時才顯示出活性，因此適用于處理氨氮濃度為500mg/L以上的高濃度氨氮廢水。

3 結(jié)語

隨著人們對氨氮廢水處理研究的不斷深入，人們研制了多種不同處理氨氮廢水技術(shù)。在實際處理期間，要依據(jù)具體情況進(jìn)行對比，確保采用的技術(shù)具有較強(qiáng)的適用性，在提高處理氨氮效率基礎(chǔ)上，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。