含氮废水处理技术介绍和其应用 7页

'含氮废水处理技术介绍和其应用　　摘要：综述了现今含氮废水的处理技术原理以及工艺发展，还介绍了新的生物脱氮工艺的发展及其应用状况。同时对含氮废水未来的发展前景提出了新的建议，并且提出了一些发展建议。关键字：废水处理、含氮废水、生物脱氮中图分类号：X703文献标识码：A含氮废水，尤其是一些高浓度的含氮废水，如果没有得到好的处理，由于废水中的氮能够消耗水中的溶解氧引起水体富营养化，导致水体中的藻类大量繁殖消耗掉溶解氧使得水体变臭，最终使得水中生物大量死亡。在我国甚至世界范围内已经爆发了很多起赤潮，污染面积以及危害非常的大。因此，含氮废水的处理在国内外都已经被广泛重视，也发展出了很多处理新工艺。1物化脱氮法工艺1.1化学中和法7 化学中和法主要应用于氨氮含量较高（5％以上）的废水，主要是通过在废水中加入一些酸来中和掉废水中的氨，并且可以进行回收，降低处理成本。加入的中和酸主要是硫酸、硝酸、盐酸等强酸，为了减少加酸的成本大多使用工业硫酸。一些含有二氧化硫、二氧化氮等工业废气的回收废水也可以用于中和氨，但是容易造成二次污染，使用的较少。1.2化学沉淀法对于高浓度的含氮废水，用生物处理方法效果较差，这时可以采用化学沉淀法。化学沉淀法是在废水中加入Mg2+和PO4-，形成了MgNH4PO4·6H2O沉淀，废水中的氮伴随着沉淀去除，沉淀物还可以作为肥料回收利用。张向荣（1977-）唐山市规划建筑设计研究院，高级工程师，1.3乳化液膜分离法本工艺主要是利用膜的选择透过性，使用乳化液膜对含氮废水中的氮与水进行分离。原理是根据在水中如果是碱性条件下，氨主要以NH3形式存在，给废水表面施加压力后，水分子将会透过膜到达另外一侧，而NH3则被保留下来，可以进行回收利用。1.4空气吹脱和蒸汽汽提法空气吹脱和蒸汽汽提法，是根据氨氮在水中的平衡浓度与它实际存在的浓度之间存在差异。利用吹入液体中的气泡将氨氮带出，若将排出的气体进行冷却处理就可以对氮回收利用。但是本工艺对于温度过低或者浓度过高的废水适用效果不好。1.5折点氯化法7 折点氯化法是在含氮废水中加入氯气使得氨氮转化为氮气去除。在废水中加入氯气后，氮会逐渐向氮气转化当氯气达到一定浓度后氮气的生成量大大增加，这一点就是加氯的折点。该工艺除氮效果明显、速度快，但是处理后会在废水中残留有氯，对水体也会造成污染。1.6其它物化脱氮方法除了上述的处理方法外还有沸石除氮、离子交换法除氮、超重力脱氮法等。这些物化处理方法，对设备的要求比较高，由于处理过程中接触到的酸碱较多会对处理设备造成腐蚀，但是工艺简单、管理方便，一般应用与工业含氮废水处理。2生物脱氮法工艺2.1传统脱氮工艺传统脱氮工艺即活性污泥法脱氮，它是由氨化、硝化和反硝化三个工艺组成。第一级氨化阶段，通过曝气池在去除BOD、COD的同时，将废水中的有机氮转化为NH3和NH4+。第二级硝化阶段，利用硝化曝气池将NH3和NH4+转化为氨氮，完成硝化过程。最后一级反硝化阶段是在缺氧的反硝化反应器内将氨氮最终转化为氮气。2.2A/O工艺A/O工艺与传统脱氮工艺的主要差别就是将反硝化反应器放置在整个反应工艺的首位，然后通过硝化反应器的废水回流补充氮源，而反硝化反应器又能为硝化反应器提供碳源。因为该工艺装置简单、容易管理，所以应用的比较广泛。7 2.3AB法对于AB处理工艺，A段主要是吸附，在厌氧条件下运行，脱氮处理主要在这一处理阶段完成。B段主要是生物氧化阶段，BOD、COD的处理主要在这一阶段完成。AB工艺法需要控制好A段和B段的水量和水质，才能保证出水的氮磷去除效果。2.4其它生物脱氮工艺除了上述几种比较常见的生物脱氮工艺外还有SBR法、氧化沟法、生物膜法（MBR）等工艺，主要原理和脱氮工艺流程与传统脱氮工艺类似，只是各种硝化、反硝化反应器的排列位置不同。生物脱氮工艺的处理效果比较好、处理成本低，适合处理生活废水。3新型脱氮工艺及其发展应用3.1ANAMMOX脱氮工艺7 ANAMMOX脱氮工艺即厌氧氨氧化工艺，主要脱氮过程是在细胞内部完成，NO2-和NH4+首先要通过细胞膜进入细胞内部，NH4+再进入厌氧氨氧化体并在这一过程中变成NH3，接着与细胞质中的羟胺在细胞膜上肼水解酶的作用下生成肼，肼在细胞膜上肼氧化酶的作用下肼脱掉四个电子生成氮气，这些电子继而被亚硝酸盐还原酶在厌氧氨氧化过程中存在以下平衡关系：NH4+-N消耗量、NO2--N消耗量和NO3--N产量之间的比例为1:1.32:0.26，其包括细胞合成在内的生物反应过程可表示为下式：NH4++1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+→1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O通过厌氧氨氧化脱氮原理发展起来的新型脱氮工艺主要有两种：两相Sharon-Anammox工艺和限氧自养硝化,反硝化工艺（OLAND）。世界上第一座生产性Sharon反应器已于1998年10月开始在荷兰DOKHAVEN污水处理厂运行,世界上第一座Anammox反应塔也于2002年6月在该厂投入使用，主要用于处理污泥硝化液。但是在国内还没有出现这一工艺在实际生产过程中的应用实例。3.2CANON脱氮工艺对于CANON工艺，整个反应是短程硝化和厌氧氨氧化在一个反应器内同时完成。厌氧条件下，亚硝酸菌将氨氮部分氧化成亚硝酸，消耗氧化创造厌氧氨氧化过程所需的厌氧环境；产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮发生厌氧氨氧化反应生成氮气。CANON过程的化学计量方程式如下：1NH4++1.5O2→1NO2-+H++H2O1NH3+1.32NO2-+H+→1.02N2+0.26NO3-+2H2O总方程式:1NH+4+0.85O2→0.44N2+0.11NO-3+0.14H++1.43H2O7 CANON工艺现在在实际应用中还没有出现，正处于实验室研究阶段。但是，就目前的研究结果表明其除氮效果很好，比传统的生物脱氮工艺具有明显的优势，在将来含氮废水处理方面将会有很好的发展与应用。3.3其它脱氮新工艺上面两种新型的脱氮工艺主要是在厌氧氨氧化技术上发展起来的新工艺，另外由于新的高级氧化技术的发展，利用高级氧化技术来处理废水的氮也在不断的研究发展中。应用一些新的高效的氧化剂来直接将废水的氮直接快速氧化、回收，这也是未来物化脱氮发展的一个方向。4结论由于含氮废水的危害性太大，尤其能够造成大面积的水域污染，人们对含氮废水的研究日新月异。很多新的工艺不断被发现、发展与应用，同时也对一些旧的脱氮处理方法进行改进调整。当然，每种处理方法还存在着各自的优势与缺点。对于物化脱氮工艺动力消耗过大和加药量大，是最大的问题，并且还受温度的影响较大。而生物处理方法对于高浓度的含氮废水处理效果不好，一些新型的生物处理方法处理高浓度的含氮废水效果好但是尚不成熟，工艺不容易控制。总之，发展高效、操作简单、经济实用的脱氮新工艺是以后研究的主要方向。伴随着脱氮工艺的发展，脱氮技术将会更加成熟。参考文献7 [1]孙锦宜,含氮废水处理技术与应用[M],北京,化学工业出版社,2003.6.[2]杨宗政.好氧序批式MBR处理高浓氨氮废水[J].中国给水排水,2005,21(3):53-56.[3]朱静平,胡勇有,厌氧氨氧化工艺技术研究进展[J].水处理技术,2006.8(32).[4]初里冰,张兴文,等,一种新型生物脱氮工艺—CANON工艺[J].山东轻工业学院学报,2005.3.[5]刘健,李哲,氨氮废水的处理技术及发展[J].矿冶工程,2007.8.7'