高濃度氨氮廢水處理工藝研究

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1、高濃度氨氮廢水處理工藝研究　　摘要：高濃度氨氮廢水的排放造成了環(huán)境的污染。研究開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效的除氮處理技術(shù)已成為水污染控制工程領(lǐng)域研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。脫氮技術(shù)可以區(qū)分為生物脫氮和物理化學(xué)方法脫氮。生物脫氮技術(shù)應(yīng)用比較廣泛，但常規(guī)生物處理高濃度氨氮廢水有很大困難。研究高效脫氮工藝具有重要意義。關(guān)鍵詞：高濃度氨氮廢水脫氮1、高濃度氨氮廢水的來源及危害1.1氨氮廢水的來源隨著工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展，氨氮污染的來源越來越廣泛，排放量也越來越大。除了生活污水、動(dòng)物排泄物外，還有大量的工業(yè)廢水如某些制藥廢水和食品工業(yè)廢水，以及垃圾滲濾液等，也含有大量的氨氮。排放高濃度氨氮廢水的有鋼鐵、煉油、化肥、

2、無機(jī)化工、鐵合金制造、肉類加工和飼料生產(chǎn)等工業(yè)部門，其他工業(yè)也排放各種濃度的氨氮廢水。1.2氨氮廢水的危害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，污水中的含氮化合物主要以蛋白質(zhì)、氨基酸、尿素、胺類化合物、硝基化合物等有機(jī)氮及氨態(tài)氮為主。6氮對(duì)受納水體的危害主要表現(xiàn)在以下方面：最突出的危害是水體富營養(yǎng)化，表現(xiàn)為藻類過量繁殖，水體帶有腥味，從而引起水質(zhì)惡化，魚類大量死亡，以致湖泊退化。2、氨氮廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀對(duì)一給定廢水，選擇技術(shù)方案主要取決于：（1）水的性質(zhì)；（2）處理效果；（3）經(jīng)濟(jì)效益；（4）處理后出水的性質(zhì)。近20年來，城市污水脫氮的主要工藝，只有當(dāng)氣候條件不

3、適應(yīng)生物脫氮或者當(dāng)污水中NH4+-N濃度非常高時(shí)（如填埋瀝濾液）才采用物理化學(xué)方法去處氨氮。對(duì)于物理化學(xué)法脫氮當(dāng)用生物脫氮還不能滿足嚴(yán)格的出水水質(zhì)要求時(shí)，可以把物理化學(xué)脫氮作為最終處理工藝2.1生物法2.1.2生物脫氮工藝常見的生物脫氮流程可以分為3類：（1）多級(jí)污泥系統(tǒng)：通常被稱為傳統(tǒng)的生物脫氮流程，此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去處效果和脫氮效果。其缺點(diǎn)是流程長，構(gòu)筑物多，基建費(fèi)用高，需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)用高。6（2）單級(jí)污泥系統(tǒng)：單級(jí)污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)，后置反硝化系統(tǒng)及交替工作系統(tǒng)。前置式稱為A/O流程。該工藝具有流程簡單，構(gòu)筑物少，基建費(fèi)用低，不需要外加碳

4、源，出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn)。后置式反硝化系統(tǒng)，因?yàn)榛旌弦喝狈τ袡C(jī)物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果可高于前置式。（3）生物膜系統(tǒng)：該系統(tǒng)是使用細(xì)菌和菌類一類的微生物和微型動(dòng)物附著在某些載體上生長發(fā)育并形成膜狀生物污泥，污水與生物膜接觸，有機(jī)污染物便作為營養(yǎng)物質(zhì)，被生物膜上的生物所攝取，污水得到凈化，該系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)，水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)。2.2物理化學(xué)法2.2.1氨吹脫，汽提法氨吹脫，汽提法用于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。即將氣體通入水中，使氣水相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發(fā)性溶質(zhì)穿過氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除污染物的目的。氨吹脫，汽提是一個(gè)傳質(zhì)過程，即在高pH時(shí)

5、，使廢水與空氣密切接觸從而降低廢水中氨濃度的過程，推動(dòng)力來自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐g的差。吹脫法一般采用吹脫池（也稱曝氣池）和吹脫塔兩類設(shè)備，但吹脫池占地面積大，而且易污染周圍環(huán)境，所以有毒氣體的吹脫都采用塔式設(shè)備。汽提則都在塔式設(shè)備中進(jìn)行。6氨吹脫，汽提工藝具有流程簡單，處理效果穩(wěn)定，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是生成水垢，在大規(guī)模的氨吹脫，汽提塔中，生成水垢是一個(gè)嚴(yán)重的操作問題。如果生成軟質(zhì)水垢，可以安裝水的噴淋系統(tǒng)；而如果生成硬質(zhì)水垢，不論用噴淋或刮刀均不能消除問題。2.2.2折點(diǎn)氯化法折點(diǎn)氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中氨完全養(yǎng)化為N

6、2的方法.其反應(yīng)可表示為NH4++1.5HOCL-→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5CL-當(dāng)氯氣通過廢水中達(dá)到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量最低，而氨的濃度降為零.當(dāng)CL2通入量超過該點(diǎn)時(shí)，水中的游離氯就會(huì)增多。因此，該點(diǎn)為折點(diǎn).處理時(shí)所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度，pH值及氨氮濃度。折點(diǎn)氯化法處理后的出水在排放前一般需用活性炭或與O2進(jìn)行反氯化，以除去水中殘余的氯。在反氯化時(shí)產(chǎn)生的氫離子而引起的pH值下降一般可忽略，因?yàn)槿コ?mg殘余氯只消耗2mg左右的堿（以CaCO3計(jì)），活性炭取出殘余氯的同時(shí)還具有去除其他有機(jī)物的特點(diǎn)。此法效果最佳，不受水溫影響，操作方便，投資省

7、，但對(duì)于高濃度氨氮廢水的處理運(yùn)行成本很高。2.2.3離子交換法沸石是一種對(duì)氨離子有很強(qiáng)選擇性的硅酸鹽，一般作為離子交換樹脂，用于去除氨氮的為斜發(fā)沸石，其對(duì)離子的選擇順序依次為：Ca+>Rb+>NH4+>k+>Na+>Li+>Ba+>Sr2+>Ca2+>Mg2+6此法具有投資省，工藝簡單，操作較為方便的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于高濃度的氨氮廢水，會(huì)使樹脂再生頻繁而造成操作困難，且在省也仍未高濃度氨氮廢水，需要處理。常用的例子交換系統(tǒng)有三種（1）固定床；（2）混合床；（3）移動(dòng)床。2.2.5電滲析法電滲析是一