氨氮廢水的幾種處理技術(shù)簡介
時間: 2014-07-15 09:04:18     來源: 東莞市海韻水處理科技有限公司

1 前言：   
      近年來，隨著城市人口的日益膨脹和工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，水環(huán)境污染事故屢屢發(fā)生，對人、畜構(gòu)成嚴(yán)重危害。許多湖泊和水庫因氮、磷的排放造成水體富營養(yǎng)化，嚴(yán)重威脅到人類的生產(chǎn)生活和生態(tài)平衡。氨氮存在于許多工業(yè)廢水中，特別是鋼鐵、化肥、無機(jī)化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工等生產(chǎn)過程，此外，皮革、孵化、動物排泄物等新鮮廢水中氨氮初始含量并不高，但由于廢水中有機(jī)氮的脫氨基反應(yīng)．在廢水存積過程中氨氮濃度會迅速增加。目前處理氨氮廢水的主要方法分為三類：物化法，生物法以及新型工藝脫氮法。以下主要介紹幾種方法的原理，優(yōu)缺點(diǎn)等。  
2 處理方法： 
2.1物化法：
(1) 化學(xué)沉淀法     
      化學(xué)沉淀法是在氨氮廢水中添加HY-912特效絮凝劑，使之與NH4+離子反應(yīng)，生成難溶復(fù)鹽沉淀來除去廢水中氨氮的措施。     
      這種沉淀法可以避免吹脫法所產(chǎn)生的臭味，處理效率不受溫度限制，適合于高濃度氨氮廢水的處理。這種化學(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(shí)現(xiàn)廢水資源化。
(2) 折點(diǎn)氯化法 
      折點(diǎn)氯化法是將氯氣通入水中達(dá)到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)時水中游離氯含量較低，而氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣通入量超過該點(diǎn)時，水中的游離氯就會增多。因此，該點(diǎn)稱為折點(diǎn)。該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。折點(diǎn)氯化法除氨的機(jī)理為氯氣與氨反應(yīng)生成無害的氮?dú)?，其反?yīng)方程式為：
          NH3 + 1.5HCl0  →  0.5N2 + 1.5H20 + 2.5H+ + 1.5C1-    
   N2逸入大氣，使反應(yīng)源源不斷向右進(jìn)行。此法既可用于廢水的深度處理，也可用于給水處理。脫氮率高、設(shè)備投資少、反應(yīng)迅速完全，并有消毒作用。但液氯安全使用和貯存要求高，對pH要求也很高，產(chǎn)生的水需加堿中和，因此處理成本高。另外副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物，主要是三鹵甲烷(THMs)會造成二次污染.
(3)氨吹脫法     
      吹脫是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用水中組分的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除。廢水中的氨氮大多以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)保持平衡的狀態(tài)而存在。其平衡關(guān)系如下式所示：        
          NH3  +  H2O  →  NH4+ + OH- 
    這個平衡關(guān)系受pH值及溫度的影響。吹脫法除氨，流程簡單，處理效果穩(wěn)定，但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。同時，采用吹脫工藝處理氨氦廢水時，將有部分氨逸散到大氣中。該法適合于高氨氮廢水的預(yù)處理，脫氮率高、操作靈活、占地小，但NH4+-N僅從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并沒有徹底除去，存在二次污染。當(dāng)溫度降低時，脫氮率急劇下降，因此不適合在寒冷的冬季使用；同時易受吹脫裝置大小及長徑比例、氣液接觸效率的影響；裝置及管道時間長久易產(chǎn)生CaC03沉淀。該法需不斷鼓氣、加堿，出水需再加酸調(diào)低pH。因此，處理費(fèi)用比較高。
(4)汽提法      
      汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?，處理機(jī)理與吹脫法一樣是一個傳質(zhì)過程，即在高PH值時，使廢水與氣體密切接觸．從而降低廢水中氨濃度的過程。
(5) 離子交換法     
      離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過程。離子交換法采用無機(jī)離子交換劑沸石作為交換樹脂，沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質(zhì)的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強(qiáng)的選擇性。 
      離子交換法具有投資省、工藝簡單、占地小、操作較為方便、溫度和毒物對脫氮率影響小等優(yōu)點(diǎn)，適用于中低濃度的氨氮廢水(<500mga。)，對于高濃度的氨氮廢水，會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。離子交換法去除率高，但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進(jìn)一步處理。常用的離子交換系統(tǒng)有三種類型：固定床、混合床、移動床。  
2.2物化脫氮處理新工藝：
(1) 電滲析法     
      電滲析也是一種膜法分離技術(shù)．它利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之間施加直流電壓，當(dāng)進(jìn)水通過多對陰陽離子滲透膜，含氨離子及其它離子在施加電壓的影響下，通過膜而進(jìn)人另一例的濃水中去，并在濃水中集聚，因而從進(jìn)水中分離出來。 電滲析法可將含NH3-N 3000～3200mg/L廢水中的氨氮去除85%以上。電滲析法處理此廢水不受pH、溫度的限制，操作簡便，且可回收氨,但耗電量大。
(2) 催化濕式氧化法 
      催化濕式氧化法是在一定溫度、壓力下，在催化劑作用下，經(jīng)空氣氧化，使污水中的有機(jī)物和氨分別氧化分解成C02、N2和H20等無害物質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。具有凈化效率高(廢水經(jīng)過凈化后可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn))、流程簡單、占地面積少等特點(diǎn)。但是在使用中需要在高溫下反應(yīng)才能進(jìn)行(200．350℃)，而且需要使用貴金屬作為催化劑進(jìn)行催化。 
(3)光催化氧化法  
     光催化氧化法是目前流行的一種從廢水中除去污染物的高級氧化法(AOP) 。AOP非均相反應(yīng)主要是利用諸如Ti02及其復(fù)合半導(dǎo)體作催化劑，同時結(jié)合一定能量的光輻射，使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子—空穴時，吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子—空穴作用，產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的·0H自由基，通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或部分礦化，最終達(dá)到降解污染物的目的。 在非均相光催化氧化法處理氨氮廢水試驗(yàn)中，影響氨氮脫除率的因素較多，主要有溫度、pH值、曝氣量、氨氮初始濃度、催化劑投加量、添加氧化劑、光強(qiáng)等。   
2.3生物法：     
      傳統(tǒng)的生物法生物脫氮法主要是利用微生物的硝化反硝化作用去除多種含氮化合物，總氮去除率可達(dá)70％，二次污染小且比較經(jīng)濟(jì)。生物脫氮的途徑如下：             
          NH4+——>N02-——>N03_——>N02-——>N2                  
                硝化階段          反硝化階     
      盡管傳統(tǒng)硝化反硝化工藝脫氮在污水脫氮方面起到了一定的作用，但仍存在以下問題：①硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高生物濃度，系統(tǒng)總水力停留時間長，有機(jī)負(fù)荷較低，增加了基建投資和運(yùn)行費(fèi)用；②受溫度影響大，在低溫季節(jié)和北方寒冷地區(qū)，無法有效發(fā)揮作用；③硝化過程是在有氧條件下完成的，需要大量的能耗；④反硝化過程需要一定的有機(jī)物，水中的COD經(jīng)過曝氣有一大部分被去除，因此反硝化時往往要另外加入碳源(例如甲醇)：⑤系統(tǒng)為維持較高生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時進(jìn)行污泥回流和硝化液回流，增加了動力消耗及運(yùn)行費(fèi)用；⑥抗沖擊能力弱，高濃度氨氮和亞硝酸鹽進(jìn)水會抑制硝化菌的生長；⑦為中和硝化過程產(chǎn)生的酸度，需要加堿中和，增加了處理費(fèi)用。
2.4生化新工藝：
生化聯(lián)合法：     
      MBR是現(xiàn)代膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它利用膜的選擇透過性實(shí)現(xiàn)了廢水生物處理中生物相的富集，從而達(dá)到大幅度提高廢水處理效率、改善出水水質(zhì)  的目的。出水穩(wěn)定，工藝簡單，污泥負(fù)荷低，所需水利停留時間短，容積負(fù)荷高，抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，處理效率高，去除氨氮效果良好。但由于由于膜孔隙細(xì)微，膜面和內(nèi)層附著了很多殘渣、雜物與污泥，很容易使膜受到污染，降低膜通量，影響MBR系統(tǒng)的正常運(yùn)行，需要定期對膜進(jìn)行清洗。膜生物反應(yīng)器(MBR)處理高氨氮廢水具有很大的優(yōu)越性：首先，MBR內(nèi)高濃度活性污泥可以加快氨氮和有機(jī)物的降解速率，提高處理效率；其次，MBR有利于增殖世代時間長、絮凝性差的硝化菌，減少了硝化細(xì)菌的流失，加快硝化速率。  
3 結(jié)語：     
      回收氨氮廢水用的水處理方法，通常要做到廢水的資源化利用。由于我國水資源匱乏，在治理廢水時，將處理后廢水作為中水或者純水，轉(zhuǎn)為它用，力求實(shí)現(xiàn)水的“零排放”。氨氮廢水中含有可回收利用的含氨氮的化學(xué)物料。在治理這種廢水時，應(yīng)不讓這些含氨氮的化合物排放出去污染環(huán)境，應(yīng)“變廢為寶”，將物料回收，降低企業(yè)廢水治理成本，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。選擇采用何種回收氨氮廢水用的水處理技術(shù)，應(yīng)因地制宜，要根據(jù)具體條件從社會、環(huán)保、和經(jīng)濟(jì)效益全面考察。
      對氨氮廢水的處理，至今還沒有尋找到一種通用的有效方法。目前，無論是用物化法、生物法或物化—生物聯(lián)合法處理廢水，對其處理技術(shù)的正確選擇應(yīng)從以下幾點(diǎn)綜合考慮： 
1.提供改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)和改變生產(chǎn)原料以減少廢水量及降低氨氮濃度的機(jī)會； 
2.與優(yōu)化的水利用計劃、良好的工廠管理及可能的副產(chǎn)品回收相結(jié)合； 
3.用其它方法代替，包括物化法和生物法； 
4.能夠經(jīng)濟(jì)地處理廢水中的氨氮。  
      東莞市海韻水處理科技有限公司研究人員專門為解決水中氨氮難去除而研制出HY-912特效絮凝劑。HY-912特效絮凝劑是一種含有特殊架狀結(jié)構(gòu)的高分子化合物，對氨氮的去除率達(dá)90%以上，同時還具有脫色、降低COD等輔助功能，是一種超高分子的特種高綜效的水質(zhì)凈化劑。
      東莞市海韻水處理科技有限公司是長期專注于環(huán)保領(lǐng)域，公司研發(fā)、銷售各類水處理藥劑，業(yè)務(wù)涉及：工業(yè)循環(huán)冷卻水、工業(yè)廢水、環(huán)境污水等水處理項目。研發(fā)、經(jīng)營冷卻水處理劑：水穩(wěn)劑、殺菌滅藻劑、緩蝕阻垢劑、除垢劑、高效預(yù)膜劑、鈍化劑、污泥剝離劑；冷凍水處理劑：凍水穩(wěn)質(zhì)劑；鍋爐水處理劑：除垢除氧劑、熱水穩(wěn)質(zhì)劑；污廢水處理劑：特效絮凝劑、助凝劑、金屬降凝劑、凈水劑、降凝劑。   
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