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1、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
2、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
3、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
4、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，
5、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。壷 吹展法対王业摄氮废水处理無究秦胡pfrl=l曲4匸为 trfj ULIIL中产生 焉温.=液比町帳拯书除 的佛祐水m率的姜求古理选样丸亂帧栽浓厦由处理前的2翻了 n钟-降旦到359 niKTL.Bfk uI_ 降低到 317_3 84_y氮SL囲址浓联由牡珪同菇 玉駅On观I.降匱封小沁 凶护脱世率汕上镒 扭擡履赴讯底由处卑闹 的 I oou jEuyLiUL 到too 注 ip/L.jfe 気率通过对表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
6、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
7、：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。
8、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。“叫rit 理率用mrih 的ft*92-V7【0W林的水样动吿实轻95J动曲视気废水11962139C3
9、K.47762Ml2.2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+1.5HOC10.5N2+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
10、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。曲化血曲仏班阳期化反曲化駅氏寵钗耗匕2生物脱瓠的邃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
11、 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兀芝陆一单IVJA充耳旦也丸.串理虚也电和際！灯.叶友水窗鯨优-I-严盘粗ft衣揍赛啟仃限.解匝砸丹悝曲更珏瑕邯心鞏反吐胖曲一揶鲁点.盘浆也法棗备立.舞ft力瑾、抓点琲,盘*转 A 區晦谨蛮诀能高且加中有飢村齧吕以*1救胶M生威三闵叩烷釜醫於畀曲耳尢、点地參.卒质*1运事还段盘对无捉猊鬱ift更护作力厦BS水瓯匿瑕糜妾委较髙= 回收的蟄LSI皿母一塑 山了奥妬诫闘坦:士浪建机 剧ng.无二&污染 tmfr給坏*与壹淆透通过对以上几种
12、不同方法的论述，可以看出目前针对工业废水中 高浓度氨氮的处理方法主要使用物理化学方法做预处理，再选择其他 方法进行后续处理，虽能取得较好的处理效果，但仍存在结垢、二次 污染的问题。对低浓度的氨氮废水较常用的方法为化学法和传统生物 法，其中化学法的一些处理技术还不成熟，未在实际生产中应用，因 此还无法满足工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求;生物法能较好 地解决二次污染问题，且能达到工业对低浓度氨氮废水深度处理的要 求，但目前对微生物的选种和驯化还不完全成熟。4结论随着国家对氨氮的排放标准要求的提高，工业氨氮废水处理技术 具有广阔的应用前景。目前，中低浓度氨氮废水处理技术还需进一步 完善，多种脱氮技术联用以及氨氮回收综
