高浓度氨氮废水处理工艺研究 6页

'高浓度氨氮废水处理工艺研究　　摘要：高浓度氨氮废水的排放造成了环境的污染。研究开发经济、高效的除氮处理技术已成为水污染控制工程领域研究的重点和热点。脱氮技术可以区分为生物脱氮和物理化学方法脱氮。生物脱氮技术应用比较广泛，但常规生物处理高浓度氨氮废水有很大困难。研究高效脱氮工艺具有重要意义。关键词：高浓度氨氮废水脱氮1、高浓度氨氮废水的来源及危害1.1氨氮废水的来源随着工农业的迅猛发展，氨氮污染的来源越来越广泛，排放量也越来越大。除了生活污水、动物排泄物外，还有大量的工业废水如某些制药废水和食品工业废水，以及垃圾渗滤液等，也含有大量的氨氮。排放高浓度氨氮废水的有钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金制造、肉类加工和饲料生产等工业部门，其他工业也排放各种浓度的氨氮废水。1.2氨氮废水的危害含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源，污水中的含氮化合物主要以蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等有机氮及氨态氮为主。6 氮对受纳水体的危害主要表现在以下方面：最突出的危害是水体富营养化，表现为藻类过量繁殖，水体带有腥味，从而引起水质恶化，鱼类大量死亡，以致湖泊退化。2、氨氮废水处理技术的现状对一给定废水，选择技术方案主要取决于：（1）水的性质；（2）处理效果；（3）经济效益；（4）处理后出水的性质。近20年来，城市污水脱氮的主要工艺，只有当气候条件不适应生物脱氮或者当污水中NH4+-N浓度非常高时（如填埋沥滤液）才采用物理化学方法去处氨氮。对于物理化学法脱氮当用生物脱氮还不能满足严格的出水水质要求时，可以把物理化学脱氮作为最终处理工艺2.1生物法2.1.2生物脱氮工艺常见的生物脱氮流程可以分为3类：（1）多级污泥系统：通常被称为传统的生物脱氮流程，此流程可以得到相当好的BOD5去处效果和脱氮效果。其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高。6 （2）单级污泥系统：单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统，后置反硝化系统及交替工作系统。前置式称为A/O流程。该工艺具有流程简单，构筑物少，基建费用低，不需要外加碳源，出水水质高等优点。后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果可高于前置式。（3）生物膜系统：该系统是使用细菌和菌类一类的微生物和微型动物附着在某些载体上生长发育并形成膜状生物污泥，污水与生物膜接触，有机污染物便作为营养物质，被生物膜上的生物所摄取，污水得到净化，该系统对水质，水量变动有较强的适应。2.2物理化学法2.2.1氨吹脱，汽提法氨吹脱，汽提法用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。即将气体通入水中，使气水相互充分接触，使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。氨吹脱，汽提是一个传质过程，即在高pH时，使废水与空气密切接触从而降低废水中氨浓度的过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差。吹脱法一般采用吹脱池（也称曝气池）和吹脱塔两类设备，但吹脱池占地面积大，而且易污染周围环境，所以有毒气体的吹脱都采用塔式设备。汽提则都在塔式设备中进行。6 氨吹脱，汽提工艺具有流程简单，处理效果稳定，基建费和运行费较低等优点。但其缺点是生成水垢，在大规模的氨吹脱，汽提塔中，生成水垢是一个严重的操作问题。如果生成软质水垢，可以安装水的喷淋系统；而如果生成硬质水垢，不论用喷淋或刮刀均不能消除问题。2.2.2折点氯化法折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中氨完全养化为N2的方法.其反应可表示为NH4++1.5HOCL-→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5CL-当氯气通过废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量最低，而氨的浓度降为零.当CL2通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此，该点为折点.处理时所需的实际氯气量取决于温度，pH值及氨氮浓度。折点氯化法处理后的出水在排放前一般需用活性炭或与O2进行反氯化，以除去水中残余的氯。在反氯化时产生的氢离子而引起的pH值下降一般可忽略，因为去除1mg残余氯只消耗2mg左右的碱（以CaCO3计），活性炭取出残余氯的同时还具有去除其他有机物的特点。此法效果最佳，不受水温影响，操作方便，投资省，但对于高浓度氨氮废水的处理运行成本很高。2.2.3离子交换法沸石是一种对氨离子有很强选择性的硅酸盐，一般作为离子交换树脂，用于去除氨氮的为斜发沸石，其对离子的选择顺序依次为：Ca+>Rb+>NH4+>k+>Na+>Li+>Ba+>Sr2+>Ca2+>Mg2+6 此法具有投资省，工艺简单，操作较为方便的优点，但对于高浓度的氨氮废水，会使树脂再生频繁而造成操作困难，且在省也仍未高浓度氨氮废水，需要处理。常用的例子交换系统有三种（1）固定床；（2）混合床；（3）移动床。2.2.5电渗析法电渗析是一种膜法分离技术，它利用施加在阴阳膜对之间的电压去除水溶液中溶解的固体，在电渗析室的阴阳离子渗透膜之间施加直流电压，当进水通过多对因阳离子渗透膜时，含氨离子及其他粒子在施加电压的影响下，通过膜而进入另一侧的浓水中并在浓水中聚集，因而从进水中分离出来。3、生物脱氮新工艺3.1脱氮新工艺原理和特点SHARON工艺是荷兰Delft大学开发的一种新的脱氮工艺。它是在同一个反应器内，先在有氧条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化生成NO2-，然后在缺氧条件下，以有机物为电子供体，将亚硝酸盐反硝化，生成氮气。这种工艺的潜在优势在于；1、节省25%的硝化曝气量；2、节省40%的反硝化谭元；3、节省50%的反硝化容器提及。这些对于高浓度氨氮废水的脱氮处理具有非常大的经济效益，特别是对于诸如垃圾渗滤液等碳源不足的废水更是如此。但该工艺必须在30-40℃的温度下进行，只对温度较高的污水如厌氧消化排水的脱氮处理有实际意义。对于垃圾渗滤液等废水，必须从控制溶解氧及pH值来实现稳定的亚硝酸反硝化脱氮。6 OLAND工艺由比利时Gent微生物生态实验室开发。该工艺的技术关键是控制溶解氧浓度，是硝化过程进行到NH4+氧化为NO2-阶段。溶解氧是硝化与反硝化过程中的重要因素，研究表明低溶解氧下亚硝酸菌增殖速度加快，补偿了由于低氧所造成的代谢活动下降，使得整个硝化阶段中氨氧化未收到明显影响。4、结语对氨氮废水的处理，至今还没有寻找到一种通用的有效方法。目前，无论是用物化法，生物发或物化-生物法联合处理废水，对其处理技术的正确选择应以以下几点综合考虑：1.提供改进生产技术和改变生产原料以减少废水量及降低氨氮浓度的机会；2.与优化的水利用计划，良好的工厂管理及可能的副产品回收相结合；3.用其他方法代替，包括物化法和生物法；4.能够经济的处理废水中的氨氮。新的脱氮处理工艺，新的填料和新的硝化细菌等的探索和研究是将来生物脱氮技术的发展趋势，以此为基础，新能源的节约和有效利用也是应考虑的因素，相信在科学技术高度发达的将来，废水脱氮处理工艺会日趋完善。6'