濃度氨氮廢水處理的主要應用與新進展

1、廢水中氨氮處理的主要應用與新進展
1.1吹脫法
       吹脫法是將廢水中的離子態(tài)銨(NH4+)，通過調節(jié)pH值轉化為分子態(tài)氨，隨后被通入的空氣或蒸汽吹出。影響吹脫效率的主要因素有：pH值、水溫、布水負荷、氣液比、足夠的氣液分離空間。
NH4++OH-→NH3+H2O
       煉鋼、石油化工、化肥、有機化工等的廢水，常含有濃度的氨，因此常用蒸汽吹脫法處理，回收利用的氨部分抵消了產(chǎn)生蒸汽的費用。石灰一般用來提pH值。用蒸汽比用空氣易控制結垢現(xiàn)象，若用燒堿則可減輕結垢的程度。吹脫法一般采用填料吹脫塔，主要特征是在塔內裝置一定度的填料層，利用大表面積的填充塔來達到氣水充分接觸，以利于氣水間的傳質過程。常用的填料有拉西、聚丙烯鮑爾、聚丙烯多面空心球等。胡允等了某廠生產(chǎn)乙胺碘呋酮時產(chǎn)生的一部分濃度氨氮廢水的靜態(tài)吹脫效果。結果：當pH=10～13，溫度為30～50℃時，氨氮吹脫率為70.3～99.3。
       氨吹脫法通常用于濃度氨氮廢水的預處理，該處理點在于除氨效果穩(wěn)定，操作簡單，容易控制。但如何提吹脫效率、避二次污染及如何控制生產(chǎn)過程水垢的生成都是氨吹脫法需要考慮的問題。
1.2化學沉淀法(MAP法)
       化學沉淀法是在含有NH4+離子的廢水中，投加Mg2+和PO43-，使之與NH4+生成難溶復鹽磷酸氨鎂MgNH4PO4·6H2O(簡稱MAP)，通過沉淀，使MAP從廢水中分離出來?；瘜W沉淀法尤其適用于處理濃度氨氮廢水，且有90以上的脫氮效率。在廢水中無有毒有害物質時，磷酸氨鎂是一種農(nóng)作物所需的好的緩釋復合肥料。
       處理時，若pH值過，易造成部分NH3揮發(fā)。建議縮短沉淀時間，適當降pH值，以減少NH3揮發(fā)。沉淀劑使用MgO和H3PO4，這樣不但可以避帶入其他有害離子，MgO還可以起到中和H+離子的作用。趙慶等的發(fā)現(xiàn)：在pH=8.6時，同時投加Na2HPO4和MgCl2可將氨氮從6518mg/L降65mg/L。
       化學沉淀法處理濃度氨氮廢水工藝簡單、效率。但是，廢水中的氨氮殘留濃度還是較；另外，藥劑的投加量、沉淀物的出路及藥劑投加引的氯離子及磷造成的污染是需要注意的問題。
1.3膜吸收
       比較老的膜是液膜法，除氨機理是：NH3易溶于膜相（油相），它從膜相外濃度的外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內側與內相界面，與膜內相中的酸發(fā)生解脫反應，生成的NH4+，利用膜兩側的NH3分壓差為推動力，使NH3從廢水向吸收液轉移從而達到降廢水中氨氮含量的目的。但如何防止液膜乳化、富集了氨氮的吸收液的去向及減少吸收液對廢水的有機污染是該需要著力的內容。
       目前隨著膜的日臻，采用膜進行濃度氨氮廢水處理成為的熱點。利用一疏水性膜將含氨廢水與易吸收游離氨的液相隔于膜兩側。不同的吸收液需要選用不同的膜。當采用H2SO4為吸收液時，選用耐酸疏水性固體膜，透過膜的NH3與H2SO4反應生成(NH4)2?SO4而被回收。處理后廢水中氨氮的濃度理論上可達到零。該工藝的難點在于防止膜的滲漏。為了較的通量，一般的微孔膜的膜厚都比較薄，膜兩側的水相在壓差的作用下容易發(fā)生滲漏。
1.4氧化
1.4.1折點加氯法
       折點加氯法是通過投加足量氯氣使廢水中NH3-N氧化成無害氮氣，反應如下：
2NH4++3HClO→N2+3H2O+5H++3Cl-
       處理時所需的實際氯氣量，取決于溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每毫克氨氮一般需要6~10mg氯氣。雖然氯氧化法反應迅速，所需設備較少，但液氯的使用和貯存要求，并且處理也較；若用次氯酸或二氧化氯發(fā)生裝置使用液氯，安全問題和運行費用可以降，但目前內zui大的發(fā)生裝置產(chǎn)氯量太少，并且昂貴，因此氯氧化法一般用于給水處理，將其用來作深度脫氮。對于大水量濃度氨氮廢水的處理顯得不太適宜。
1.4.2催化濕式氧化法
       催化濕式氧化法是20世紀80起來的治理廢水新。在一定溫度、壓力和催化劑作用下，經(jīng)空氣氧化，可使污水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2、H2O等無害物質，達到凈化的目的。
       杜鴻章等用在270℃、9MPa條件下，利用催化濕式氧化法處理焦化廢水中的氨氮，去除率達到99.6。該法具有凈化效率、流程簡單、占地面積少等特點。經(jīng)過外應用與，在上已具有較強的力。但如何降還是應用有待的問題。
1.5離子交換
       離子交換法是選用對氨離子有強選擇性的沸石作為交換載體，從而達到去除氨氮的目的。根據(jù)有關資料，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的限能力，當沸石粒徑為30～16目時，氨氮去除效率可達到78.5，但操作復雜，且再生液仍為濃度氨氮廢水，仍需再處理，一般適合于濃度氨氮處理。
1.6生物脫氮
1.6.1生物脫氮工藝-硝化/反硝化法
       的硝化/反硝化法是廢水中的氨氮在好氧菌作用下，zui終氧化生成硝酸鹽，這一過程稱為硝化反應。其反如下：
2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O
2NO2-+O2→2NO3-
總反應式為：
NH4++2O2→NO3-+2H++H2O
       硝化過程中要耗用大量的氧，一般認為溶解氧應控制在1.2~2.0mg/L以上，于0.5mg/L則硝化作用停止。
       硝化反應后有硝酸形成，使生化的酸提，因此要求廢水中應有足夠的堿度來平衡硝化作用中產(chǎn)生的酸，一般要求硝化作用zui適宜的pH值為7.5~8.5。
       反硝化反應是指在無氧條件下，反硝化菌將硝酸鹽氮（NO3-）還原為氮氣（N2）的過程。其反應如下：
4NO3-+?5C（有機C）+H2O→2N2↑+5CO2+OH-
       反硝化菌屬異養(yǎng)型兼性厭氧菌，氧存在時，它會以O2為電子受體進行好氧呼吸；在無氧而有NO3-或NO2-存在時，則以NO3-或NO2-為電子受體，以有機碳為電子供體和營養(yǎng)源進行反硝化反應。反硝化過程中，理論的C/N應為2.86。當廢水中的C/N大于2.86時才能充分滿足反硝化對碳源的要求。廢水中C/N小，反硝化去除率也，工程運行中一般控制C/N在3.0以上。
       生物處理對氨氮的降解、運行費用。是目前應用的脫氮。的生物脫氮工藝是由Barth基于氨化、硝化及反硝化反應過程建立的三級活性污泥工藝。該系統(tǒng)因細菌生長條件，能夠快速地去除總氮。但該工藝流程復雜、處理設備多。上世紀80初開創(chuàng)的前置反硝化工藝A/O，以其流程簡單、碳源和堿度需求的勢迅速成為一種的生物脫氮工藝。此后隨著的深入，先后出現(xiàn)了生物接觸氧化脫氮工藝、氧化溝脫氮工藝、SBR脫氮工藝及MBR脫氮工藝等新的生物處理。
1.6.2生物脫氮新工藝——短程硝化/反硝化
       生物脫氮新的主要集中在一些能耗、率、的工藝。目前是通過選擇抑制性物質或限制硝化菌的活性，使氨氮氧化為亞硝酸鹽并積累，然后對其進行反硝化脫氮的短程硝化/反硝化。此法所需的氧量和電子供體量將分別減少25和40。
       根據(jù)，通過控制pH：7.8~8.0、DO：2.0mg/L、溫度：25~30℃等條件，可促使亞硝化菌成為勢菌，將大部分氨氮氧化為亞硝酸根。亞硝化菌對的變化敏感。為了能獲得穩(wěn)定和較的氨氮亞硝化率，適宜亞硝化菌生長的條件并限制硝化菌的活性。因此，目前亞硝化菌篩選和培育的也活躍。