化學(xué)脫氮在皮革廢水深度處理中的應(yīng)用研究

張興爾

（武漢森泰環(huán)保股份有限公司，湖北 武漢 430070）

近年來(lái)，在我國(guó)工業(yè)得到良好發(fā)展的同時(shí)，對(duì)水的需求量也越來(lái)越大，廢水的排放量明顯增加，廢水中的氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo)。這些廢水如不經(jīng)處理就大量排放，除了會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化、對(duì)水環(huán)境造成嚴(yán)重污染外，還會(huì)影響水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。皮革生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的有機(jī)工業(yè)廢水濃度很高，散發(fā)的氣味很濃，水質(zhì)波動(dòng)大，耗氧物質(zhì)頗高，包含的有毒有害物質(zhì)極多，諸如硫化物、懸浮物等，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大破壞，不利于人與自然的和諧相處。對(duì)此，在皮革廢水深度處理期間，務(wù)必要強(qiáng)化對(duì)先進(jìn)處理方式的利用。經(jīng)分析，利用化學(xué)脫氮技術(shù)能夠獲得良好的效果。

1 皮革廢水中氨氮的危害及來(lái)源分析

1.1 皮革廢水中氨氮的形態(tài)及危害分析

經(jīng)分析得知，皮革廢水中氨氮的存在形式主要有兩種，一種為有機(jī)氮，另一種為無(wú)機(jī)氮。有機(jī)氮大多是含氮有機(jī)物，具體有蛋白質(zhì)等。同時(shí)，在好氧過(guò)程或厭氧過(guò)程中，通過(guò)氨化細(xì)菌的作用，有機(jī)氮化合物會(huì)發(fā)生反應(yīng)，主要為“氨化反應(yīng)”，并會(huì)被轉(zhuǎn)化或者分解，最終生成氨態(tài)氮。而無(wú)機(jī)氮包括硝態(tài)氮、氨氮，氨氮中又含有亞硝酸鹽態(tài)的氮（NO2-N）等。因?yàn)镹O2-N的不穩(wěn)定特點(diǎn)較為顯著，所以極易被還原。

在植物或者微生物的生長(zhǎng)期間，對(duì)氨氮的需求量很大，是極為關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。但是，水體中氨氮的含量一旦超出了既定的標(biāo)準(zhǔn)和范圍，水體就會(huì)發(fā)生改變，富營(yíng)養(yǎng)化就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，從而導(dǎo)致水體有明顯的黑臭現(xiàn)象，最終使得水質(zhì)嚴(yán)重惡化?，F(xiàn)階段，在我國(guó)的水域中，氨氮指數(shù)是很嚴(yán)重的污染物指標(biāo)，對(duì)環(huán)境的影響和危害非常大，主要表現(xiàn)在以下幾方面。

第一，如果廢水中氨氮排出水體，硝化細(xì)菌就會(huì)對(duì)其氧化，最終生成硝酸鹽態(tài)氮。通常，每氧化1 g的氨氮，所消耗的氧為4.57 g，所以如果氨氮的含量非常多，水體就會(huì)出現(xiàn)缺氧的情況，影響了水中生物的穩(wěn)定生長(zhǎng)，甚至還會(huì)導(dǎo)致魚類大面積死亡。

第二，氨氮能和水中的氯發(fā)生反應(yīng)，最終生成氯胺。但是，通過(guò)分析氯胺可知，其殺菌的能力非常低，如遇到的水源水中有較高濃度的氨氮，氯就會(huì)被大量消耗，從而嚴(yán)重制約了殺菌效果的全面增強(qiáng)。

第三，在水中微生物的不斷作用下，氨氮會(huì)出現(xiàn)改變，可以轉(zhuǎn)變成硝酸鹽態(tài)氮，對(duì)人們的生命健康有很大影響。正常情況下，這種物質(zhì)進(jìn)入人體后，在酶系統(tǒng)的支持下可以被還原，以亞硝酸鹽氮的形式存在。如果影響不大，可導(dǎo)致人發(fā)展為高鐵血紅蛋白病，但如果影響嚴(yán)重，可增加?jì)雰核劳龅臋C(jī)率?？梢哉f(shuō)，硝酸鹽態(tài)氮是強(qiáng)化致癌物質(zhì)的主要物質(zhì)，體現(xiàn)出來(lái)的性質(zhì)很特殊，包括致癌等，對(duì)人體的危害很大[1]。

第四，如果水體出現(xiàn)了富營(yíng)養(yǎng)化，藻類的繁殖速度會(huì)加快，最終使水的質(zhì)量嚴(yán)重下降。比如：污水廠內(nèi)部的濾池，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)堵塞問(wèn)題；海濱浴場(chǎng)的水體顏色和氣味也會(huì)發(fā)生改變，有很多藻類毒素生成，對(duì)魚類和家畜的生長(zhǎng)非常不利。

1.2 皮革廢水中氨氮的來(lái)源分析

在對(duì)皮革廢水實(shí)施處理工作時(shí)，對(duì)于產(chǎn)生的氨氮污染，一般會(huì)在兩個(gè)方面有所體現(xiàn)。一方面，在實(shí)際加工環(huán)節(jié)適度添加的各種氨氮。另一方面是皮革本身包含的有機(jī)氮的轉(zhuǎn)換。在廢水中，含氨氮的工序比較多，具體包括浸水、脫毛等。在開展脫灰軟化這一步驟時(shí)，通常會(huì)使用硫酸銨。在中和及染色時(shí)，還會(huì)利用液氨等。在浸酸和鞣制環(huán)節(jié)，應(yīng)用到的氨氮基本是從皮革中銨鹽殘余物的釋放得來(lái)的[2]。

2 化學(xué)脫氮在皮革廢水深度處理中的具體應(yīng)用分析

2.1 化學(xué)沉淀法在皮革廢水深度處理中的具體應(yīng)用

化學(xué)沉淀法最早起源于上個(gè)世紀(jì)九十年代。實(shí)驗(yàn)得知，化學(xué)沉淀法主要是通過(guò)向含氮廢水中添加適量的鹽，包括Mg2+鹽、PO43-鹽，讓其能夠與廢水中的氨氮發(fā)生反應(yīng)，最終生成不溶于水的復(fù)鹽MgNH4PO4·6H2O沉淀物，進(jìn)而達(dá)到對(duì)廢水中氨氮徹底去除的效果和目的。在對(duì)各種濃度的氨氮廢水進(jìn)行處理期間，都可以選擇利用化學(xué)沉淀法。與其他處理技術(shù)相比，化學(xué)沉淀法對(duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理的運(yùn)行成本不高，能夠在短時(shí)間發(fā)生反應(yīng)，取得效果的卻極為顯著。同時(shí)，借助化學(xué)沉淀法，可以生成MAP沉淀物，這是一種很好的肥料，可以用于堆肥或者花園的土壤中。并且，這種肥料對(duì)農(nóng)作物沒(méi)有任何影響和危害，且利用率高。由此可見，在皮革廢水的深度處理期間，加強(qiáng)對(duì)該種方式的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和可行性。但是，為了能進(jìn)一步提升處理效果，在今后的研究中，還要是積極尋找價(jià)廉且高效的沉淀劑，表1所示為不同沉淀劑的氨氮去除率。

表1 不同沉淀劑的氨氮去除率

2.2 折點(diǎn)加氯法在皮革廢水深度處理中的具體應(yīng)用

在對(duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理期間，對(duì)折點(diǎn)加氯法進(jìn)行應(yīng)用，也能獲得相對(duì)良好的效果。在運(yùn)用該方法時(shí)，主要是將次氯酸鈉或氯氣通入到皮革廢水中，然后，使皮革廢水中的氨氮發(fā)生氧化反應(yīng)，最終生成氮?dú)?。在?duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理的過(guò)程中，如果投入一定量的氯，那么皮革廢水中氨氮濃度就會(huì)隨之下降，而水中游離氯的含量會(huì)處于最低的狀態(tài)。但是，若持續(xù)在皮革廢水中添加氯，皮革廢水的氨氮含量依舊會(huì)不斷減小，甚至?xí)饾u接近于零。但與此同時(shí)，游離的氯會(huì)慢慢增多[3]。借助折點(diǎn)加氯法對(duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理，能夠清除廢水中90%～100%的氨氮，整個(gè)處理過(guò)程穩(wěn)定性很強(qiáng)，不會(huì)被外界因素干擾，包括水溫等。在使用該種方法期間，雖然首次不需要太大的成本投入，但在后續(xù)應(yīng)用階段，要花費(fèi)很多的資金來(lái)維持運(yùn)行。因此，折點(diǎn)氯化法更適用于處理較低濃度的氨氮廢水，且能取得較好的效果。

2.3 臭氧氧化法在皮革廢水深度處理中的具體應(yīng)用

所謂的臭氧氧化法主要是利用臭氧的強(qiáng)氧化性，將皮革廢水中的氨氮進(jìn)行氧化，讓其能夠最終轉(zhuǎn)變成硝態(tài)氮。在對(duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理期間，將臭氧氧化法與生化法有效地融合在一起，能夠高效地清除皮革廢水中的氨氮。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)皮革廢水進(jìn)行深度處理的過(guò)程中，利用化學(xué)脫氮法能夠獲得較為良好的效果。近年來(lái)，國(guó)家極為重視環(huán)境污染問(wèn)題，并對(duì)工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)做了更高的規(guī)定，氨氮處理的重要性日益顯著。當(dāng)前，我國(guó)很多處理方法都處于試驗(yàn)階段，能夠應(yīng)用的技術(shù)手段不多。在今后的發(fā)展中，必須要加強(qiáng)對(duì)這種情況的重視，并結(jié)合實(shí)際情況，強(qiáng)化對(duì)化學(xué)脫氮技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，同時(shí)要進(jìn)行深入研究，最大限度地減少污染物排放，并且還需要建立消費(fèi)與生產(chǎn)的物質(zhì)能量大循環(huán)，綜合產(chǎn)業(yè)化處理廢棄物[4]，確保皮革制造企業(yè)在長(zhǎng)久發(fā)展的同時(shí)，使生態(tài)環(huán)境逐漸變好。