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氨氮廢水通常有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)以及生化法等。物理法有反滲透、土壤灌溉等;化學(xué)法有離子交換、折點(diǎn)加氯、含氨副產(chǎn)品焚燒、催化裂解、電滲析、電化學(xué)處理等;物理化學(xué)法有空氣吹脫法、蒸汽汽提法等;生物法有藻類(lèi)養殖、生物硝化等。

   目前在實(shí)際工程應用中主要有生物法、空氣吹脫法、蒸汽氣提法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、膜分離法、反滲透法和電滲析法等,分別介紹如下:

⑴生物法

   傳統的生化法它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮轉變?yōu)榈獨狻5蜐舛劝钡獜U水通常具有比低的特點(diǎn),有些生產(chǎn)廢水甚至不含COD,因此采用生物脫氮的方式處理,需要加入碳源,運行成本很高。常見(jiàn)工藝有A/O或A2/O)和SBR工藝。其缺點(diǎn)是處理過(guò)程對溫度和工業(yè)廢水中某些組分的干擾非常敏感,需要的反應器體積比較大,而且反硝化過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生N2O,易轉化為其它影響臭氧層的氮氧化物,反硝化把NH4+這種有價(jià)值的物質(zhì)轉化成N2逸入空氣,造成浪費。在A(yíng)/O工藝中,為了促使反硝化反應順利進(jìn)行,一般要求C/N大于3。

低濃度氨氮廢水處理

⑵空氣吹脫法

   空氣吹脫法是使廢水作為不連續相與空氣接觸,利用廢水中氨的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮由液相轉移至氣相而達到廢水脫氨的目的。在空氣吹脫過(guò)程中,廢水pH、水溫、水力負荷及氣水比對吹脫效果有非常大的影響。一般來(lái)說(shuō),pH要提高至10.8-11.5、水溫一般不能低于20℃、水力負荷為2.5-5m3/(m2?h)、氣水比2500-5000m3/m3,當廢水處理要求更高時(shí)甚至達到7000-8000m3/m3,或者需要多塔串聯(lián)操作方可滿(mǎn)足工藝要求。空氣吹脫法所需空氣量大,而空氣吹脫塔因為受到塔設備空塔氣速的限制,一般體積非常龐大,占地面積大。另外,空氣吹脫法需要在系統中引入第三種介質(zhì)——空氣,氨自廢水進(jìn)入空氣中,因為空氣量很大,氨在空氣中的濃度很低,必須再采用酸對含氨空氣進(jìn)行洗滌,而酸洗塔同樣體積非常龐大,而且在吸收不夠充分的情況下,容易造成二次污染,即水污染轉化為空氣污染。

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   空氣吹脫法一級除氨效率一般為85%左右,要達到更高的處理要求,則需要多級串連操作。另外,因為廢水中氨的平衡濃度受溫度影響非常大,因此水溫低時(shí)采用空氣吹脫效率很低,一般不太適合在寒冷的冬季使用。在空氣吹脫工藝中,如果將廢水及空氣進(jìn)行加熱,提高操作溫度,可以提高脫氨效率,但是由于系統熱量無(wú)法實(shí)現綜合回收利用,會(huì )導致其廢水處理單耗顯著(zhù)增加,其經(jīng)濟性將受到很大的影響。通常認為空氣吹脫法比較適用于1000mg/L以下的較低濃度氨氮廢水的處理。

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⑶蒸汽汽提法

   蒸汽汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變?yōu)榘睔庖莩觯涮幚頇C理與吹脫法基本相同,也是一個(gè)氣液傳質(zhì)過(guò)程,即在高pH值時(shí),使廢水與蒸汽密切接觸,從而降低廢水中氨濃度的過(guò)程。傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力是氣相中氨的分壓與廢水中氨的濃度對應的平衡分壓之間的差值。蒸汽汽提法由于采用的工作介質(zhì)是蒸汽,氨自廢水進(jìn)入蒸汽中,然后在塔頂精餾成為濃氨水回收,因此無(wú)需增加后處理工序。蒸汽汽提所需蒸汽體積要比空氣吹脫法中所需空氣體積小得多,因此設備體積較小,占地面積較少。汽提法比較適用于處理1000mg/L以上的高濃度氨氮廢水,對氨氮的去除率可達99%以上,效率高,技術(shù)成熟度好。但是,常規的汽提廢水脫氨技術(shù)蒸汽消耗量大,處理廢水單耗比較高。蒸汽汽提廢水脫氨技術(shù)的普及推廣應用需要在節能降耗方面加大研究開(kāi)發(fā)的力度。

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⑷折點(diǎn)加氯法

   折點(diǎn)加氯法是通過(guò)投加過(guò)量的氯或次氯酸鈉,將廢水中的氨完全氧化為N2的方法。為了保證完全反應,氧化1kg氨氮需要10kg的氯氣。折點(diǎn)氯化法的出水在排放前需用活性炭或與O2進(jìn)行反氯化,以去除水中的殘余氯。折點(diǎn)氯化法的處理效果穩定,不受水溫影響,投資較少。其突出優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)正確控制加氯量和對流量進(jìn)行均化,使廢水的全部氨氮降為零,同時(shí)使廢水達到消毒目的,對于低濃度氨氮廢水的處理,此法較經(jīng)濟因此常用作深度處理。但運營(yíng)成本高,副產(chǎn)物氯胺和氯代有機物會(huì )造成二次污染。因本工程氨氮含量偏高、需大量的氯氣和NaOH,故處理成本也很高(15-20元/m3),而且氯氣在貯存、運輸等方面存在不安全因素。

⑸離子交換法

   離子交換法適用于氨離子濃度在10~100mg/L的廢水。其原理是選用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,將水中的銨離子與樹(shù)脂上的鈉離子交換,從而達到去除銨的目的。沸石具有從含鈉、鎂和鈣等離子的溶液中有選擇地去除氨離子的特點(diǎn),因而選其作為交換樹(shù)脂也叫有選擇性的離子交換法,穿透的樹(shù)脂要用2%的氯化鈉溶液再生,再生液經(jīng)過(guò)去氨處理后再循環(huán)使用,達一定的循環(huán)率后排放。離子交換除氨法樹(shù)脂的再生操作復雜,設備及管道的腐蝕嚴重,再生下來(lái)的氨回用價(jià)值不高,因此工業(yè)型規模應用很少。

⑹化學(xué)沉淀法

   化學(xué)沉淀法是通過(guò)向水中投加化學(xué)藥劑,使氨反應生成不溶于水的沉淀,從而達到廢水脫氨的目的。一般所用的化學(xué)藥劑為鎂鹽和可溶性磷酸鹽。化學(xué)沉淀法的氨氮脫除率一般為80%-90%。工藝比較簡(jiǎn)單、設備投資較少。但是由于需要向廢水中投加國家嚴格控制排放的磷酸鹽(國家一級標準要求磷<0.5mg/L),后續除磷要求很高。因此該工藝一般只適用于氨氮和磷同時(shí)存在的場(chǎng)合。

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⑺膜分離法

   采用膜分離技術(shù)處理氨氮廢水是近幾年來(lái)研究比較多的廢水脫氨技術(shù)之一。膜分離技術(shù)處理氨氮廢水的處理效果比較好,條件溫和。但是由于氨氮廢水中往往有較多的固體懸浮物及易于結垢的鹽類(lèi),考慮到膜的阻塞及再生問(wèn)題,膜分離技術(shù)對水質(zhì)的要求非常高,其長(cháng)周期運行問(wèn)題尚需進(jìn)一步研究。

⑻反滲透法和電滲析法

   反滲透法和電滲析法的投資和運行費用都比較高。而且,電滲析的預處理要求高,反滲透膜的使用壽命短,目前在國內應用極少。

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