污水處理技術之高濃度的氨氮污水

【資料簡介】

氨氮廢水有什么危害?什么是離子交換法處理氨氮廢水?怎么用吸附法處理氨氮廢水?你知道化學沉淀法怎么處理氨氮廢水?A/O法與A2/O法處理氨氮廢水有什么不同?

氨氮廢水

隨著工農業的發展和人民生活水平的提高，含氮化合物廢水的排放量急劇增加，已經成為環境的主要污染源而備受關注。

氨氮是水體富營養化和環境污染的一種重要污染物質。氨氮進入水體，可導致水體缺氧滋生有害水生物pohai水體環境，因為食物鏈的關系，zui后直接威脅人類生命安全。大量的氨氮廢水排入江河湖海給工業廢水的處理帶來了困難，在用氯消毒時，氨氮就會與氯氣作用生成氯胺，明確降低氯的消費速率，大大增加了氯的需要量。氨轉化為硝酸、硝酸鹽進一步轉化為亞xiaosuan銨具有嚴重的三致作用，直接影響人類健康。

保護水資源，防止水體污染，尋找高效清潔的氨氮廢水處理方法迫在眉睫。

目前，氨氮廢水的處理方法可以分為物理法、化學法、生物法這三類。

物理法

物理法是利用物理作用來分離廢水中呈懸浮狀態的污染物質，在處理過程中不改變污染物的化學性質的一種方法。

吸附法

M.Rozic研究用沸石和陶土除去水中的氨氮，目的是用陶土和沸石除去水溶液中NH4+-N形式的離子氨，用酸或堿改性后的天然陶土來進行研究。當NH4+-N濃度達到100mg/L時，沸石的NH4+-N去除率達到zui大61.1%(wt)，隨著NH4+-N濃度的增加，去除率快速下降，這是由于陶土與沸石的吸附能力有限。

事實表明，當NH4+-N低于100mg/L時，去除率可超過60%。而且濕的膠狀陶土的氨氮吸附效率更高，酸改性后的陶土的氨氮去除效率降低。

吸附法與其他方法聯合成為組合工藝，提高了脫氮效率。B.Gisvoold在生物濾器硝化過程中，利用裝有沸石和膨潤土組合濾料的生物硝化濾器(FilotraliteZL)做了長期實驗，這種濾器通過硝化和離子交換聯合去除生活污水里的氨。

沸石吸附法在美國、日本已經成功地實現工業化。

萃取法

含70——100mg/L的氨氮廢水可用液膜技術進行處理。液膜由質量分數6%Span-80、11%液態石蠟及煤油組成，內水相由質量分數20%的稀硫酸組成，經處理后廢水中的氨氮濃度可以降至1mg/L，CODcr可以降至100mg/L。

用HC-2作為表面活性劑、煤油及強化劑作為膜相，硫酸作為內水相，而乳液與水質量比為1：10，對1000mg/L的氨水，可以8min內去除其中93%的氨。

吹脫及氣提法

吹脫法用于脫除水中氨氮，即將氣體通入水中，使氣液相互充分接觸，使水中溶解的游離氨穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除氨氮的目的。常用空氣作載體(若用水蒸氣作載體則稱汽提)。

對于含氨濃度較高的廢水可以考慮采用蒸餾的方法進行回收、去除率可以達到99%。

吹脫及氣提法可用來預處理高濃度的氨氮廢水(特別是氨氮濃度大于5000mg/L的廢水)。但處理費用高，能耗較大。經吹脫處理的氨氮廢水仍含大量的氨氮、在低于0℃時，無法使用該方法。

從被處理水中析出的碳酸鈣沉淀并沉積于吹脫塔的填充物上，這會導致空氣循環和霧滴形成量的減少，從而降低了除氮效率。zui后*堵塞吹脫塔。吹脫出的含氨氮的氣體也要妥善處理，以防造成二次污染。

化學法

化學法是利用化學反應來分離或回收廢水中的污染物質，或將其轉化為無害的物質。

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它同性離子(NH4+)發生交換反應，從而將廢水中的NH4+牢固地吸附在離子交換劑表面，達到脫除氨氮的目的。

雖然離子交換法去除廢水中的氨氮取得了一定的效果，但樹脂用量大、再生難，導致運行費用高，有二次污染。

化學沉淀法

由于NH4+一般不會與陰離子生成沉淀，而它的某些復鹽不溶于水，如磷酸銨鎂、磷酸銨鋅等。因此，向廢水中投加磷酸根離子和特定的金屬離子可與高濃度的氨氮結合生成沉淀物，從而將其去除。相對于其他金屬，鎂的用途廣泛，價格便宜，而且不易引起二次污染，因此通常投加鎂鹽和磷酸鹽，使水中的氨氮以磷酸銨鎂沉淀形式被去除。這種去除方法稱為磷酸銨鎂沉淀法，簡稱MAP法。

化學沉淀法所需時間短，操作簡單，且幾乎不產生任何有毒有害氣體，但其處理費用高，日常維護困難，限制了其不能廣泛應用。國內有用磷酸氨鎂沉淀法去除高氨氮廢水的先例，但利用該方法去除垃圾滲濾液中氨氮的研究卻鮮有報道。

高溫催化分解法

用石墨、炭、二氧化鈦及二氧化鋯作為載體的鉑可以在高溫高壓下，如150——180℃及1.5MPa下在連續式反應器中將NH3-N氧化去除，其中以石墨作為載體活性較高，因為它有比二氧化鈦及二氧化鋯具有更好的分散性。當系統中氧化為傳質限制條件時，氮及水是其wei一產物，當氧較充足時，還可形成N2O及NO2。也可以用載于二氧化鈦的鉑、銣、銥或金在高溫高壓下進行氧化分解。

濕式氧化可以處理廢水中的氨氮，可用含鈰的催化劑，在高的pH時，其處理效果較好，催化劑中以Co/Ce及Mn/Ce為zui有效。這種催化劑并顯示對過氧化氫有很高的催化分解作用。

生物法

生物法是利用微生物的生理作用來去除廢水中溶解的和膠體狀態的有機物。

A/O處理法

A/O脫氮除磷系統，即缺氧、好氧脫氮除磷系統。它是70年代主要由美國、南非等國開發的具有去除廢水中氮污染物的工藝，同時對脫磷亦有一定的效果。其工藝流程是讓廢水依次經歷缺氧、好氧兩個階段，故人們通稱為缺氧、好氧脫氮除磷系統，簡稱A/O系統。A/O系統流程簡單、運行管理方便，且很容易利用原廠改建，從而提高了出水水質。近年來已得到了越來越廣泛的應用。

該工藝對廢水中的有機物，氨氮等均有較高的去除效果。流程簡單，投資省，操作費用低。

由于沒有獨立的污泥回流系統，從而不能培養出具有*功能的污泥，難降解物質的降解率較低。若要提高脫氮效率，必須加大內循環比，因而加大了運行費用。另外，內循環液來自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態，影響反硝化效果，脫氮率很難達到90%。

A2/O處理法

A2/O法處理工藝是在好氧條件下，污水中NH3和銨鹽在硝化菌的作用下被氧化成NO2-—N和NO3-—N,然后在缺氧條件下，通過反硝化反應將NO2-—N和NO3-—N還原成N2，達到脫氮的目的。A2/O是目前普遍采用的工藝，它是在法A/O法的基礎上增加一個厭氧段和一個缺氧段。

污染物去除效率高，運行穩定，有較好的耐沖擊負荷;污泥沉降性能好;厭氧、缺氧、好氧三種不同的環境條件和不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫氮除磷的功能。

脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果則受回流污泥中夾帶DO和硝酸態氧的影響，因而脫氮除磷效率不可能很高;污泥內回流量大，能耗較高;用于中小型污水廠費用偏高；沼氣回收利用經濟效益差;污泥滲出液需化學除磷。

就國內外高濃度氨氮廢水處理現狀來看，國內多采用生化法和氨吹脫法，國外則多采用生化法和磷酸銨鎂沉淀法。