重慶純水設(shè)備：高氨氮廢水與低氨氮廢水處置技術(shù)分析
【重慶水處理設(shè)備網(wǎng)http://xqccscq.com/】污水中因氨氮濃度不同分為高低濃度氨氮廢水，實(shí)際應(yīng)用中氨氮濃度大于500PPM廢水需要預(yù)處理（稱為高氨氮廢水）然后配合低氨氮廢水的處置工藝進(jìn)行最后的脫氮，因高氨氮廢水與低氨氮廢水采用的工藝不同，本文大體介紹一下！
一、高濃度氨氮廢水處置技術(shù)
1吹脫法
將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發(fā)性溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，使廢水得到處置的過程稱為吹脫，罕見的工藝流程見圖1
吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。將氨氮廢水pH調(diào)節(jié)至堿性，此時(shí)，銨離子轉(zhuǎn)化為氨分子，再向水中通入氣體，使其與液體充分接觸，廢水中溶解的氣體和揮發(fā)性氨分子穿過氣液界面，轉(zhuǎn)至氣相，從而達(dá)到去除氨氮的目的常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱為空氣吹脫，后者稱為蒸汽吹脫。
蒸汽吹脫法效率較高，氨氮去除率能達(dá)到90%以上，但能耗較大，一般應(yīng)用在煉鋼、化肥、石油化工等行業(yè)，其優(yōu)點(diǎn)是可回收利用氨，經(jīng)過吹脫處置后可回收到氨質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)30%以上的氨水。空氣吹脫法的效率雖比蒸汽法的低，但能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便。氨氮總量不高的情況下，采用空氣吹脫法比較經(jīng)濟(jì)，同時(shí)可用硫酸作吸收劑吸收吹脫出的氨氮，生成的硫酸銨可制成化肥。重慶純水設(shè)備
但是大規(guī)模的氨吹脫-汽提塔生產(chǎn)過程中，發(fā)生水垢是較棘手的問題。通過裝置噴淋水系統(tǒng)可有效解決軟質(zhì)水垢問題，可是對(duì)于硬質(zhì)水垢，噴淋裝置也無法消除。此外，低溫時(shí)氨氮去除率低，吹脫的氣體形成二次污染。因此，吹脫法一般與其他氨氮廢水處置方法聯(lián)合運(yùn)用，用吹脫法對(duì)高濃度氨氮廢水進(jìn)行預(yù)處理。最佳吹脫工藝條件，
通過對(duì)比分析表1可以得出：1吹脫法普遍適宜的pH11附近；2考慮經(jīng)濟(jì)因素，溫度在30~40℃附近較為可行，且處理率高；3吹脫時(shí)間為3h左右；4氣液比在5000∶1左右效果較好，且吹脫溫度越高，氣液比越小；5吹脫后廢水的濃度可降低到中低濃度；6脫氮率基本保持90%以上。盡管吹脫法可以將大部分氨氮脫除，但處理后的廢水中氨氮仍然高達(dá)100mg/L以上，無法直接排放，還需要后續(xù)深度處置。
2鳥糞石法（磷酸銨鎂沉淀法）
化學(xué)沉淀法的原理，向氨氮污水中投加含Mg2+和PO43-藥劑，使污水中的氨氮和磷以鳥糞石（磷酸銨鎂）形式沉淀進(jìn)去，同時(shí)回收污水中的氮和磷。
化學(xué)沉淀法的優(yōu)點(diǎn)主要表示在工藝設(shè)計(jì)操作相對(duì)簡(jiǎn)單；反應(yīng)穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強(qiáng)；脫氮率高，效果明顯，生成的磷酸銨鎂可作為無機(jī)復(fù)合肥使用，解決了氮的回收和二次污染的問題，具有良好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。磷酸銨鎂沉淀法適用于處置氨氮濃度較高的工業(yè)廢水，表2總結(jié)了一些使用化學(xué)沉淀法處置氨氮廢水的案例。
通過對(duì)表2比擬，磷酸銨鎂沉淀法處置氨氮廢水的適宜條件是pH約為9.0nP∶nN∶nMg1∶1∶1.2左右，磷酸銨鎂沉淀法的脫氮率能維持在較高水平，普遍能夠達(dá)到90%以上。
二、低濃度氨氮工業(yè)廢水處置技術(shù)
廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機(jī)氨形成的氨氮，主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一，對(duì)這類污水進(jìn)行回收利用時(shí)還會(huì)對(duì)管道中的金屬發(fā)生腐蝕作用，縮短設(shè)備和管道的壽命，增加維護(hù)本錢。目前工業(yè)上常用于處置低濃度氨氮的技術(shù)主要有吸附法、折點(diǎn)氯化法、生物法、膜技術(shù)等。
1吸附法
吸附是一種或幾種物質(zhì)（稱為吸附物）濃度在另一種物質(zhì)（稱為吸附劑）外表上自動(dòng)發(fā)生變化的過程，其實(shí)質(zhì)是物質(zhì)從液相或氣相到固體外表的一種傳質(zhì)現(xiàn)象。
吸附法是處置低濃度氨氮廢水較有發(fā)展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固體作為吸附劑，根據(jù)吸附原理不同可分為物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附。處置低濃度氨氮廢水較為理想的離子交換吸附法，屬于交換吸附方法的一種，利用吸附劑上的可交換離子與廢水中的NH4+發(fā)生交換并吸附NH3分子以達(dá)到去除水中氨的目的這是一個(gè)可逆過程，離子間的濃度差和吸附劑對(duì)離子的親和力為吸附過程提供動(dòng)力。重慶純水設(shè)備
具有良好吸附性能且常用的吸附劑有：沸石、活性炭、煤炭、離子交換樹脂等，根據(jù)其吸附原理的不同，這些吸附資料對(duì)不同吸附物的吸附效果不同。
該法一般只適用于低濃度氨氮廢水，而對(duì)于高濃度的氨氮廢水，使用吸附法會(huì)因吸附劑更換頻繁而造成操作困難，因此需要結(jié)合其他工藝來協(xié)同完成脫氮過程。供吸附法使用的吸附劑很多，但不同吸附劑對(duì)廢水中氨氮的吸附量卻有很大不同，表3對(duì)比了局部吸附劑的吸附效果。
由表3可以看出，對(duì)于保守的吸附劑如沸石、交換樹脂等，其對(duì)氨氮的處置率較高，一般能達(dá)到90%以上。
2折點(diǎn)氯化法
折點(diǎn)氯化法是污水處置工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將氯氣通入氨氮廢水中達(dá)到某一臨界點(diǎn)，使氨氮氧化為氮?dú)獾幕瘜W(xué)過程，其反應(yīng)方程式為：NH4++1.5HOCl0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-
折點(diǎn)氯化法的優(yōu)點(diǎn)為：處置效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達(dá)100%該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機(jī)物含量越少時(shí)氨氮處置效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應(yīng)迅速完全；能對(duì)水體起到殺菌消毒的作用。
但是折點(diǎn)氯化法僅適用于低濃度廢水的處置，因此多用于氨氮廢水的深度處置。該方法的缺點(diǎn)是液氯消耗量大，費(fèi)用較高，且對(duì)液氯的貯存和使用的平安要求較高，反應(yīng)副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。
三、生物法
生物法是指廢水中的氨氮在各種微生物作用下，通過硝化、反硝化等一系列反應(yīng)最終生成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到去除的目的其脫氮途徑如圖2所示。對(duì)于可生化性高的廢水（BOD/COD＞0.3氨氮可通過生物法脫除。
生物法具有操作簡(jiǎn)單、效果穩(wěn)定、不發(fā)生二次污染且經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)為占地面積大，處置效率易受溫度和有毒物質(zhì)等的影響且對(duì)運(yùn)行管理要求較高。同時(shí)，工業(yè)運(yùn)用中應(yīng)考慮某些物質(zhì)對(duì)微生物活動(dòng)和繁殖的抑制作用。此外，高濃度的氨氮對(duì)生物法硝化過程具有抑制作用，因此當(dāng)處置氨氮廢水的初始質(zhì)量濃度＜300mg/L時(shí)，采用生物法效果較好。
1激進(jìn)生物硝化反硝化技術(shù)
激進(jìn)生物硝化反硝化脫氮處置過程包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。硝化過程是指在好氧條件下，硝酸鹽和亞硝酸鹽菌的作用下，氨氮可被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮；再通過缺氧條件，反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到脫氮的目的
激進(jìn)生物硝化反硝化法中，較成熟的方法有A/O法、A2/O法、SBR序批式處理法、接觸氧化法等。
具有效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、不發(fā)生二次污染、利息較低等優(yōu)點(diǎn)。但該法也存在一些弊端，如必需補(bǔ)充相應(yīng)的碳源來配合實(shí)現(xiàn)氨氮的脫除，使運(yùn)行費(fèi)用增加；碳氮比較小時(shí)，需要進(jìn)行消化液回流，增加了反應(yīng)池容積和動(dòng)力消耗；硝化細(xì)菌濃度低，系統(tǒng)投堿量大等。
2新型生物脫氮技術(shù)
1短程硝化反硝化技術(shù)
短程硝化反硝化是同一個(gè)反應(yīng)器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽，阻止亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化，然后直接在缺氧的條件下，以有機(jī)物或外加碳源作為電子供體，將亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化生成氮?dú)狻?
短程硝化反硝化與激進(jìn)生物脫氮相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于活性污泥法，可節(jié)省25%供氧量，降低能耗；節(jié)省碳源，一定情況下可提高總氮的去除率；提高了反應(yīng)速率，縮短了反應(yīng)時(shí)間，減少反應(yīng)器容積。但由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌之間關(guān)系緊密，每個(gè)影響因素的變化都同時(shí)影響到兩類細(xì)菌，而且各個(gè)因素之間也存在著相互影響的關(guān)系，這使得短程硝化反硝化的條件難以控制。重慶純水設(shè)備
2同時(shí)硝化反硝化技術(shù)
當(dāng)硝化與反硝化在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行時(shí)，即為同時(shí)硝化反硝化（SND廢水中溶解氧受擴(kuò)散速度限制，微生物絮體或者生物膜的外表，溶解氧濃度較高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生長(zhǎng)繁殖，越深入絮體或膜內(nèi)部，溶解氧濃度越低，形成缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)，從而形成同時(shí)硝化反硝化過程。
有實(shí)驗(yàn)標(biāo)明當(dāng)DO為1mg/LC/N=30pH=7.2時(shí)，CODNH4+-NTN去除率分別為96%95%92%并發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)，升高或降低反應(yīng)器內(nèi)DO濃度后，TN去除率都會(huì)下降。同時(shí)硝化反硝化法節(jié)省反應(yīng)器，縮短了反應(yīng)時(shí)間，且能耗低、投資省。
3厭氧氨氧化技術(shù)
厭氧氨氧化是指在缺氧或厭氧條件下，微生物以NH4+為電子受體，以NO2-或NO3-為電子供體進(jìn)行的將NH4+
厭氧氨氧化技術(shù)可以大幅度地降低硝化反應(yīng)的充氧能耗，免去反硝化反應(yīng)的外源電子供體，可節(jié)省激進(jìn)硝化反硝化過程中所需的中和試劑，發(fā)生的污泥量少。但目前為止，其反應(yīng)機(jī)理、參與菌種和各項(xiàng)操作參數(shù)均不明確。
四、膜技術(shù)
1反滲透技術(shù)
反滲透技術(shù)是高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于半透膜對(duì)溶質(zhì)的選擇截留作用，將溶質(zhì)與溶劑分離的技術(shù)，具有能耗低、無污染、工藝先進(jìn)、操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。利用反滲透技術(shù)處理氨氮廢水的過程中，設(shè)備給予足夠的壓力，水通過選擇性膜析出，可用作工業(yè)純水，而膜另一側(cè)氨氮溶液的濃度則相應(yīng)增高，成為可以被再次處置和利用的濃縮液。實(shí)際操作中，施加的反滲透壓力與溶液的濃度成正比，隨著氨氮濃度的升高，反滲透裝置所需的能耗就越高，而效率卻是下降。
2電滲析法
電滲析是外加直流電場(chǎng)的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，使離子從電解質(zhì)溶液中分離出來的過程。電滲析法可高效地分離廢水中的氨氮，并且該方法前期投入小，能量和藥劑消耗低，操作簡(jiǎn)單，水的利用率高，無二次污染副產(chǎn)物。重慶純水設(shè)備
采用自制電滲析設(shè)備對(duì)進(jìn)水電導(dǎo)率為2920μS/cm氨氮質(zhì)量濃度為534.59mg/L氨氮廢水進(jìn)行處置，通過實(shí)驗(yàn)得到電滲析電壓為55V進(jìn)水流量為24L/h這一最佳工藝參數(shù)條件下，可對(duì)實(shí)驗(yàn)用水有效脫氮的結(jié)論，出水氨氮質(zhì)量濃度為13mg/L
3高低濃度氨氮廢水的處置方法比擬
不同氨氮廢水處置方法優(yōu)缺點(diǎn)比較見表4
通過對(duì)以上幾種不同方法的論述，可以看出目前針對(duì)工業(yè)廢水中高濃度氨氮的處置方法主要使用物理化學(xué)方法做預(yù)處理，再選擇其他方法進(jìn)行后續(xù)處置，雖能取得較好的處置效果，但仍存在結(jié)垢、二次污染的問題。
對(duì)低濃度的氨氮廢水較常用的方法為化學(xué)法和激進(jìn)生物法，其中化學(xué)法的一些處置技術(shù)還不成熟，未在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用，因此還無法滿足工業(yè)對(duì)低濃度氨氮廢水深度處置的要求；生物法能較好地解決二次污染問題，且能達(dá)到工業(yè)對(duì)低濃度氨氮廢水深度處置的要求，但目前對(duì)微生物的選種和馴化還不完全成熟。
“本文由重慶皙全水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用”。- 上一篇：重慶GMP純化水設(shè)備解讀：生物膜法形成過程進(jìn)行詳細(xì)論述 2020/6/16
- 下一篇：成都GMP純化水設(shè)備解讀：環(huán)境維護(hù)與生態(tài)修復(fù)舊賬”未還，新賬 2020/6/15
