工业废水中氨氮处理方法比较分析

工业废水中氨氮处理方法比较分析所属行业：水处理关键词：废水处理氨氮废水废水处理技术近年来，我国社会经济高速发展，对矿产资源尤其是稀土资源产生了巨大需求。然而，稀土冶炼过程中会产生大量高氨氮废水。我国已将氨氮纳入了“十二五”环境污染物约束性控制指标，对冶炼行业废水排放制定了更为严格的标准，规定从2012年开始，铅锌行业废水氨氮直接排放标准需控制在8mg/L以下。在此背景下，如何选用高效经济的方法对其进行处理，已成为水污染控制工程技术研究的重点。目前，工业氨氮废水处理的方法主要有物理化学方法和生物方法，其中，常用的吹脱法、吸附法、膜技术、化学沉淀法、化学氧化法属于物理化学方法。生物方法可分为传统硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同时硝化反硝化法、厌氧氨氧化法等。但是由于水质指标的不同和工艺条件的限制，针对不同类别的废水，采用的处理技术有很大差异，如在高浓度氨氮废水处理过程中常采用吹脱-生物法、吹脱-折点氯化法、化学沉淀-生物法等;而在低浓度氨氮废水处理中考虑到成本和效益问题常采用吸附法、生物法等〔1〕。笔者将对含氨氮废水不同处理技术及其效果等进行分析和总结，为其工业化处理过程中在选择工艺方法和设计参数时提供参考。1高浓度氨氮废水处理技术高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升，呈现氨氮污染源多、排放量大，并且排放的浓度增大的特点2〕。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。1.1吹脱法将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图1。吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。将氨氮废水pH调节至碱性，此时，铵离子转化为氨分子，再向水中通入气体，使其与液体充分接触，废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面，转至气相，从而达到去除氨氮的目的〔3〕。常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。蒸汽吹脱法效率较高，氨氮去除率能达到90%以上，但能耗较大，

一般应用在炼钢、化肥、石油化工等行业，其优点是可回收利用氨，经过吹脱处理后可回收到氨质量分数达30%以上的氨水。空气吹脱法的效率虽比蒸汽法的低，但能耗低、设备简单、操作方便。在氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱法比较经济，同时可用硫酸作吸收剂吸收吹脱出的氨氮，生成的硫酸铵可制成化肥。但是在大规模的氨吹脱-汽提塔生产过程中，产生水垢是较棘手的问题。通过安装喷淋水系统可有效解决软质水垢问题，可是对于硬质水垢，喷淋装置也无法消除。此外，低温时氨氮去除率低，吹脱的气体形成二次污染。因此，吹脱法一般与其他氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理。许多学者对吹脱法用于不同的氨氮废水处理进行了实验研究，分别得到其最佳吹脱工艺条件，见表1。表］畋成悉利工业氮废永短理研究案例案铜稀士厂的

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的I000”蜉L择帆到＜1耶通过对表2的比较，磷酸铵镁沉淀法处理氨氮废水的适宜条件是:pH约为9.0，n(P)：n(N)：n(Mg)在1：1：1.2左右，磷酸铵镁沉淀法的脱氮率能维持在较高水平，普遍能够达到90%以上。2低浓度氨氮工业废水处理技术由于技术和处理成本方面的原因，我国许多企业在排放污水时仅对COD进行深度处理，而往往忽略了对低浓度氨氮的处理。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵、氯化铵等。氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，对这类污水进行回收利用时还会对管道中的金属产生腐蚀作用，缩短设备和管道的寿命，增加维护成本〔14〕。目前工业上常用于处理低浓度氨氮的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。所属行业：水处理关键词：废水处理氨氮废水废水处理技术2.1吸附法吸附是一种或几种物质（称为吸附物）的浓度在另一种物质（称为吸附剂）表面上自动发生变化的过程，其实质是物质从液相或气相到固体表面的一种传质现象。吸附法是处理低浓度氨氮废水较有发展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固体作为吸附剂，根据吸附原理不同可分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。处理低浓度氨氮废水较为理想的是离子交换吸附法，它属于交换吸附方法的一种，利用吸附剂上的可交换离子与废水中的NH4+发生交换并吸附NH3分子以达到去除水中氨的目的，这是一个可逆过程，离子间的浓度差和吸附剂对离子的亲和力为吸附过程提供动力〔15〕。具有良好吸附性能且常用的吸附剂有：沸石、活性炭、煤炭、离子交换树脂等，根据其吸附原理的不同，这些吸附材料对不同吸附物的吸附效果不同。该法一般只适用于低浓度氨氮废水，而对于高浓度的氨氮废水，使用吸附法会因吸附剂更换频繁而造成操作困难，因此需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。供吸附法使用的吸附剂很多，但不同吸附剂对废水中氨氮的吸附量却有很大不同，表3对比了部分吸附剂的吸附效果。由表3可以看出，对于传统的吸附剂如沸石、交换树脂等，其对氨氮的处理率较高，一般能达到90%以上。卖3吸附法对81会医水的研究女噬对您颠哗■砂i恤理后制或项"5*成部矿川的天惦沸石g魔水92-V710W区酸件阳离子羯化厂藉煎祢的水样954市加好发洲石四我氮废水11962139C3机块炼瞒厂高就性落知后炉的水泮旅帅的&推皮本K.4776.2Ml2.2折点氯化法折点氯化法是污水处理工程中常用的一种脱氮工艺，其原理是将氯气通入氨氮废水中达到某一临界点，使氨氮氧化为氮气的化学过程〔21〕，其反应方程式为：NH4++1.5HOC1一0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5C1-折点氯化法的优点为:处理效率高且效果稳定，去除率可达100%;该方法不受盐含量干扰，不受水温影响，操作方便;有机物含量越少时氨氮处理效果越好，不产生沉淀;初期投资少，反应迅速完全;能对水体起到杀菌消毒的作用。但是折点氯化法仅适用于低浓度废水的处理，因此多用于氨氮废水的深度处理。该方法的缺点是：液氯消耗量大，费用较高，且对液氯的贮存和使用的安全要求较高，反应副产物氯胺和氯代有机物会对环境造成二次污染。宋卫锋等22〕针对含钻废水氨氮高、含盐量高、难以生化处理等特征，采用折点氯化法进行

了实验室研究和工程实践。原水水质采用的是西北某镍钻生产基地某车间生产的废水，当废水中70%的氨氮经吹脱工艺去除后，再经折点氯化法处理，出水氨氮质量浓度0.3），氨氮可通过生物法脱除。a丽化反刷化液缸世崩化反由化思度帆氛抚化。2生物2生物脱为的途径用生物法处理含氨氮废水时，有机碳的相对浓度是考虑的主要因素，维持最佳碳氮比也是生物法成功的关键之一。生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点，其缺点为占地面积大，处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。同时，在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外，高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用，因此当处理氨氮废水的初始质量浓度

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