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            工業廢水中氨氮處理方法比較分析
            科諾科儀 / 2018-06-20

             近年來,我國社會經濟高速發展,對礦產資源尤其是稀土資源產生了巨大需求。然而,稀土冶煉過程中會產生大量高氨氮廢水。我國已將氨氮納入了“十二五”環境污染物約束性控制指標,對冶煉行業廢水排放制定了更為嚴格的標準,規定從2012年開始,鉛鋅行業廢水氨氮直接排放標準需控制在8mg/L以下。在此背景下,如何選用高效經濟的方法對其進行處理,已成為水污染控制工程技術研究的重點。

             

            目前,工業氨氮廢水處理的方法主要有物理化學方法和生物方法,其中,常用的吹脫法、吸附法、膜技術、化學沉淀法、化學氧化法屬于物理化學方法。生物方法可分為傳統硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同時硝化反硝化法、厭氧氨氧化法等。

            但是由于水質指標的不同和工藝條件的限制,針對不同類別的廢水,采用的處理技術有很大差異,如在高濃度氨氮廢水處理過程中常采用吹脫-生物法、吹脫-折點氯化法、化學沉淀-生物法等;而在低濃度氨氮廢水處理中考慮到成本和效益問題常采用吸附法、生物法等〔1〕。筆者將對含氨氮廢水不同處理技術及其效果等進行分析和總結,為其工業化處理過程中在選擇工藝方法和設計參數時提供參考。

            1高濃度氨氮廢水處理技術

            高濃度氨氮廢水是指氨氮質量濃度大于500mg/L的廢水。伴隨石油、化工、冶金、食品和制藥等工業的發展,以及人民生活水平的不斷提高,工業廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升,呈現氨氮污染源多、排放量大,并且排放的濃度增大的特點〔2〕。目前針對高氨氮廢水的處理技術主要使用吹脫法、化學沉淀法等。

            1.1吹脫法

            將空氣通入廢水中,使廢水中溶解性氣體和易揮發性溶質由液相轉入氣相,使廢水得到處理的過程稱為吹脫。

            吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質速度理論。將氨氮廢水pH調節至堿性,此時,銨離子轉化為氨分子,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性氨分子穿過氣液界面,轉至氣相,從而達到去除氨氮的目的。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,氨氮去除率能達到90%以上,但能耗較大,一般應用在煉鋼、化肥、石油化工等行業,其優點是可回收利用氨,經過吹脫處理后可回收到氨質量分數達30%以上的氨水??諝獯得摲ǖ男孰m比蒸汽法的低,但能耗低、設備簡單、操作方便。在氨氮總量不高的情況下,采用空氣吹脫法比較經濟,同時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。但是在大規模的氨吹脫-汽提塔生產過程中,產生水垢是較棘手的問題。通過安裝噴淋水系統可有效解決軟質水垢問題,可是對于硬質水垢,噴淋裝置也無法消除。此外,低溫時氨氮去除率低,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理方法聯合運用,用吹脫法對高濃度氨氮廢水進行預處理。

            1.2化學沉淀法(磷酸銨鎂沉淀法)

            化學沉淀法的原理,是向氨氮污水中投加含Mg2+和PO43-的藥劑,使污水中的氨氮和磷以鳥糞石(磷酸銨鎂)的形式沉淀出來,同時回收污水中的氮和磷。

            化學沉淀法的優點主要表現在:工藝設計操作相對簡單;反應穩定,受外界環境影響小,抗沖擊能力強;脫氮率高,效果明顯,生成的磷酸銨鎂可作為無機復合肥使用,因此解決了氮的回收和二次污染的問題,具有良好的經濟和環境效益。

            磷酸銨鎂沉淀法適用于處理氨氮濃度較高的工業廢水。

            2低濃度氨氮工業廢水處理技術

            由于技術和處理成本方面的原因,我國許多企業在排放污水時僅對COD進行深度處理,而往往忽略了對低濃度氨氮的處理。廢水中氨氮的構成主要有兩種,一種是氨水形成的氨氮,一種是無機氨形成的氨氮,主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營養化的重要因素之一,對這類污水進行回收利用時還會對管道中的金屬產生腐蝕作用,縮短設備和管道的壽命,增加維護成本〔14〕。目前工業上常用于處理低濃度氨氮的技術主要有吸附法、折點氯化法、生物法、膜技術等。

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