工业污水如何降低氨氮含量?常用方法及其特点

  工业污水是国家的重点水处理项目之一，在大多数的工业污水中，氨氮是主要的耗氧污染物，直接排放对鱼类和一些水生生物有毒害，而且随着工业污水的PH值和温度提高，氨氮的毒性也就越强，那工业污水如何降低氨氮含量呢？下面大泉小编为大家整理了常用的一些污水脱氮工艺，以供大家参考。
  

  一、物化脱氮工艺

  

  1、化学沉淀法

  
  化学沉淀法又称为MAP沉淀法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水生成磷酸铵镁沉淀，从而达到去除氨氮的目的。磷酸铵镁俗称鸟粪石，可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。
  

  （1）化学沉淀法的优点

  
  a.当氨氮废水浓度较高时，应用其它方法受到限制，如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等，此时可先采用化学沉淀法进行预处理；
  b.化学沉淀法去除效率较好，且不受温度限制，操作简单；
  c.形成含磷酸铵镁的沉淀污泥可用作复合肥料，实现废物利用，从而抵消一部分成本；
  d.如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合，可节约药剂费用，利于大规模应用。
  

  （2）化学沉淀法的缺点

  
  由于受磷酸铵镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投人药剂量，则去除效果不明显，且使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高；投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。
  

  2、吹脱法

  
  吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在，再通过载气将游离氨从废水中带出，从而达到去除氨氮的目的。目前，吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多。
  
  吹脱法去除氨氮效果较好、操作简便、易于控制。对于吹脱的氨氮可以用硫酸做吸收剂，生成的硫酸钱制成化肥使用。吹脱法是目前常用的物化脱氮技术。但吹脱法存在一些缺点，如吹脱塔内经常结垢，低温时氨氮去除效率低，吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水预处理。

  3、折点氯化法

  
  折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气，N2逸入大气，使反应源不断向右进行。当将氯气通入废水中达到某一点时，水中游离氯含量较低，而氨的浓度降为零；氯气通入量超过该点时，水中游离氯的量就会增加，因此，称该点为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。
  
  折点氯化法脱氮效率高，去除率可达到100%，使废水中氨的浓度降低为零；效果稳定，不受温度影响；投资设备少，反应迅速完全；对水体起到杀菌消毒的作用。折点氯化法的适用范围为氨氮废水浓度<40mg/L，因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。折点氯化法液氯安全使用和贮存要求高，处理成本高，另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
  

  4、催化氧化法

  
  催化氧化法是通过催化剂作用，在一定温度、压力下，经空气氧化，可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质，达到净化的目的。催化氧化法具有净化效率高、流程简单、占底面积少等有点，多用于处理高浓度氨氮废水。应用难点在于如何防止催化剂流失以及对设备的腐蚀防护。
  

  二、生化脱氮工艺

  

  1、电化学氧化法

  
  电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的方法。影响因素有电流密度、进水流量、出水放置时间和点解时间等。在氯离子浓度为400mg/L，初始氨氮浓度为40mg/L，进水流量为600mL/min，电流密度为20mA/cm²，电解时间为90min时，氨氮去除率为99.37%，表明电解氧化含氨氮废水具有较好的应用前景。
  

  2、全程硝化反硝化

  
  全程硝化反硝化是目前应用广、时间久的一种生物法，是在各种微生物作用下，经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气，从而达到废水治理的目的。全程硝化反硝化法去除氨氮需要经过两个阶段：
  
  （1）硝化反应：硝化反应由好氧自养型微生物完成，在有氧状态下，利用无机氮为氮源将NH4+化成NO2-，然后再氧化成NO3-的过程。硝化过程可以分成两个阶段。D一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-），第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）。
  
  （2）反硝化反应：反硝化反应是在缺氧状态下，反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮（N2）的过程。反硝化菌为异养型微生物，多属于兼性细菌，在缺氧状态时，利用硝酸盐中的氧作为电子受体，以有机物（污水中的BOD成分）作为电子供体，提供能量并被氧化稳定。
  
  全程硝化反硝化法具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。该法也存在一些弊端，如当废水中C/N比值较低时必须补充碳源，对温度要求相对严格，低温时效率低，占地面积大，需氧量大，有些有害物质如重金属离子等对微生物有压制作用，需在进行生物法之前去除，此外，废水中，氨氮浓度过高对硝化过程也产生抑制作用，所以在处理高浓度氨氮废水前应进行预处理，使氨氮废水浓度小于500mg/L。
  

  3、同步硝化反硝化(SND)

  
  当硝化与反硝化在同一个反应器中同事进行时，称为同时消化反硝化(SND)。废水中的溶解氧受扩散速度限制在微生物絮体或者生物膜上的微环境区域产生溶解氧梯度，使微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧梯度，利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖，越深入絮体或膜内部，溶解氧浓度越低，产生缺氧区，反硝化菌占优势，从而形成同时消化反硝化过程。
  

  4、短程消化反硝化

  
  短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，然后在缺氧的条件下，以有机物或外加碳源作电子供体，将亚硝酸盐直接进行反硝化生成氮气。
  
  短程硝化反硝化过程不经历硝酸盐阶段，节约生物脱氮所需碳源。对于低C/N比的氨氮废水具有一定的优势。短程硝化反硝化具有污泥量少，反应时间短，节约反应器体积等优点。但短程硝化反硝化要求稳定、持久的亚硝酸盐积累，因此如何有效抑制硝化菌的活性成为关键。
  

  5、厌氧氨氧化

  
  厌氧氨氧化是在缺氧条件下，以亚硝态氮或硝态氮为电子受体，利用自养菌将氨氮直接氧化为氮气的过程。与传统生物法相比，厌氧氨氧化无需外加碳源，需氧量低，无需试剂进行中和，污泥产量少，是较经济的生物脱氮技术。厌氧氨氧化的缺点是反应速度较慢，所需反应器容积较大，且碳源对厌氧氨氧化不利，对于解决可生化性差的氨氮废水具有现实意义。
  

  三、分离吸附脱氮工艺

  

  1、膜分离法

  
  膜分离法是利用膜的选择透过性对液体中的成分进行选择性分离，从而达到氨氮脱除的目的。包括反渗透、纳滤、脱氨膜及电渗析等。脱氨膜系统一般用于高氨氮废水处理中，含氨氮废水流动在膜组件的壳程，酸吸收液流动在膜组件的管程。该技术的使用一方面可以大大的提升废水中氨氮的去除率，另一方面可以降低废水处理系统的运营总成本。
  

  2、电渗析法

  
  电渗析法是利用施加在阴阳膜对之间的电压去除水溶液中溶解的固体。氨氮废水中的氨离子及其它离子在电压的作用下，通过膜在含氨的浓水中富集，从而达到去除的目的。采用电渗析法处理高浓度氨氮无机废水取得较好效果。对浓度为2000--3000mg/L氨氮废水，氨氮去除率可在85%以上，同时可获得8.9%的浓氨水。电渗析法运行过程中消耗的电量与废水中氨氮的量成正比。
  

  3、离子交换法

  
  离子交换法是通过对氨离子具有很强选择吸附作用的材料去除废水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脱石及交换树脂等。沸石是一种三维空间结构的硅铝酸盐，有规则的孔道结构和空穴，其中斜发沸石对氨离子有强的选择吸附能力，且价格低，因此工程上常用斜发沸石作为氨氮废水的吸附材料。
  
  沸石对氨氮的吸附效果明显，蛙石次之，土壤与陶粒效果较差。沸石去除氨氮的途径以离子交换作用为主，物理吸附作用很小，陶粒、土壤和蛙石3种填料的离子交换作用和物理吸附作用的效果相当。4种填料的吸附量在温度为15-35℃内均随温度的升高而减小，在pH值为3-9范围内随pH值升高而增大，振荡6h均达到吸附平衡。
  
  离子交换法具有投资小、工艺简单、操作方便、对毒物和温度不敏感、沸石经再生可重复利用等优点。但处理高浓度氨氮废水时，再生频繁，给操作带来不便，因此，需要与其他治理氨氮的方法联合应用，或者用于治理低浓度氨氮废水。
  

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