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    江蘇銘盛環境

    高濃度氨氮廢水處理方法

    文章出處:未知發表時間:2023-05-15 14:04:18

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      隨著我國經濟的高速發展,產生了大量高濃度氨氮廢水。氨氮廢水來源有很多,如生活污水,農業灌溉廢水、食品加工廢水、化肥、冶金生產廢水、煉油廠和制藥廠廢水等。氨氮廢水的大量排放,導致水體中氨氮大量富集,引起水體的富營養化與惡化,對水環境造成巨大危害,不僅嚴重影響了人們的正常生活,甚至危害了人們的身體健康,社會影響巨大。因此,必須對高濃度氨氮工業廢水處理,使水質達標后才能排放,下面,江蘇銘盛環境設備為您介紹高濃度氨氮廢水處理方法。

      氨氮廢水的處理方法和工藝有很多種,主要有物化法和生物法。物化法包括吹脫法、離子交換法、折點氯化法、化學沉淀法、膜分離法、高級氧化法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化溝等。

     

      1、物化法

      1.1 吹脫法

      在廢水中氨氮多以銨離子(NH+4)和游離氨(NH3)的狀態存在,兩者保持平衡,平衡關系為:NH3+H2O→NH+4+OH-。這個平衡受pH值影響。當廢水pH值升高時,OH-離子增多,該平衡反應向左移動,有利于NH+4生成游離態的NH3,從而使得游離氨所占比例增大,游離氨易于從水中逸出。當廢水的pH值升高到11左右時,廢水中的氨氮幾乎全部以NH3的形式存在,再加上曝氣吹脫的物理作用,則可促使NH3更容易從水中逸出,向大氣轉移。此外,該反應為放熱反應,溫度升高,反應方程向左移動,也有利于NH3從水中逸出。依據此原理,可以采用吹脫法來去除廢水中氨氮,吹脫法一般分為空氣吹脫法、水蒸汽吹脫法(汽提法)和超重力吹脫法。

      1.2 離子交換法

      離子交換法是一種特殊的吸附過程即交換吸附。其主要機理是:利用離子間的濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和力作為推動力達到吸附特定離子的目的。吸附過程是可逆的,吸附飽和的交換劑通過添加特定的解吸液可對交換劑上吸附的離子進行解吸,從而實現交換劑的循環使用。常見的交換劑有沸石等天然交換劑和人工合成的離子交換樹脂兩大類,而后者還可根據樹脂上功能團的不同分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。

      1.3 折點氯化法

      折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一點,在該點時水中游離氯含量最低,而氨氮的濃度降為零。當通入的氯氣量超過該點時,水中的游離氯就會增多,該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化,折點氯化法的原理就是氯氣與氨反應生成了無害的氮氣。加氯量對反應有很大影響,當氯的投加量與氨的摩爾比為1∶1時,化合余氯增加,主要為氯氨。當該比例為1.5∶1時余氯下降至最低點即“折點”,反應方程式為:NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影響因素,pH值高時產生NO-3,低時產生NCl3。為了保證完全反應,通常pH值控制在6~8,一般加9mg~10mg的氯氣可氧化1mg氨氮。

      折點加氯法的優點是氨氮去除率高(可達90%~100%),不受水溫影響,處理效果穩定,反應迅速完全,設備投資少,并有消毒作用。缺點是由于在處理氨氮廢水中要調節pH值,處理成本較高。同時液氯使用安全要求高且貯存時要求的環境條件高。另外,折點加氯法處理氨氮廢水后會產生副產物氯代有機物和氯胺,會給環境帶來二次污染。因此,折點氯化法多用于較低濃度氨氮廢水,適用于廢水的深度處理,工業上一般用于給水處理,對于大水量高濃度氨氮廢水不適合。

      1.4 化學沉淀法

      化學沉淀法去除廢水中氨氮的原理是:向氨氮廢水中投加磷酸鹽和鎂鹽,使廢水中的氨氮與磷酸鹽和鎂鹽生成一種難溶性的磷酸氨鎂沉淀(MgNH4PO4?6H2O),從而達到去除廢水中氨氮的目的。

      化學沉淀法的優點是工藝簡單、效率高,經處理后產生的沉淀物MAP經進一步加工處理后,能成為性能優良的農家復合肥料。缺點是處理成本高。在處理氨氮廢水過程中需加入大量價格昂貴的混凝劑。

      1.5 膜分離法

      膜分離法包括反滲透法、液膜法、電滲析法等。

      1.6 高級氧化法

      高級氧化法是通過化學、物理化學方法將廢水中污染物直接氧化成無機物,或將其轉化為低毒、易降解的中間產物。應用于脫除廢水中氨氮的高級氧化法主要有濕式催化氧化法和光催化氧化法。

      2、生物法

      生物脫氨氮的原理:首先通過硝化作用將氨氮氧化成亞硝酸氮(NO-2-N),再通過硝化作用將亞硝酸氮進一步氧化為硝酸氮(NO3-N),最后通過反硝化作用將硝酸氮還原成氮氣(N2)從水中逸出。反應方程式可以表示為:

     

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    生物法的優點是:可去除多種含氮化合物,對氨氮可以徹底降解,總氨氮去除率可達95%以上,二次污染小且運行費用低。然而生物法對水質有嚴格的要求,高濃度的氨氮對微生物活性有抑制作用,會降低生化系統對有機污染物的降解效率,從而導致出水難于達標排放。因此,生物法主要用來處理低濃度的氨氮廢水,且沒有或少有毒害物質存在,主要在處理生活污水以及垃圾滲濾液等方面應用較廣泛。常見的氨氮廢水生物處理工藝有傳統硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。

    3、方法比較

      根據廢水中氨氮濃度不同可將廢水分為三類:

      (1)低濃度氨氮廢水:氨氮濃度小于50mg/L;

      (2)中濃度氨氮廢水:氨氮濃度為50mg/L~500mg/L;

      (3)高濃度氨氮廢水:氨氮濃度大于500mg/L。

      幾種主要方法適用范圍與優缺點見表1。

     

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      4、總結 

      綜上所述,處理氨氮廢水的方法有很多,主要有物理法、化學法和生物法。物理法的優點是操作簡單,氨氮負荷高,占地面積小等;缺點是能量消耗大,容易產生結垢并堵塞管道等?;瘜W法的優點是氨氮去除率高,工藝流程簡單,能量消耗小等;缺點是氨氮負荷低,所需化學沉淀劑量大,占地面積大等。生物法的優點是氨氮負荷高,無需調節處理工藝pH值,加堿量少等;缺點是工藝流程復雜,限制因素多,占地面積大等。 

      盡管上述每種處理方法都能獲得較好的氨氮去除效果,但對于一些較高濃度的氨氮廢水單獨采用一種方法處理難以使廢水中氨氮達到排放標準,往往需多種技術組合處理。一般對于低濃度氨氮廢水采用生化處理,其處理費用較低;但對于含有高含鹽、高氨氮的廢水,往往需要進行物化預處理。研究如何經濟合理的組合各技術處理氨氮廢水是極其重要的,也是未來的一個研究方向。

     


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