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含氨氮廢水處理技術

添加時間:2019-8-4  錄入:本站  來源:原創

氨氮廢水來源非常廣泛,水中含有大量的氨離子與遊離氨,如果不對其進行任何處理直接排放到水體中,直接會造成水體的富營養化,擾亂整個生物的生長環境,不僅會汙染水係,還會增加水產品的危險,對人體健康帶來一定威脅。因此必須要從現狀出發,進一步對含氨氮廢水處理技術和手段進行研究,確保能夠更有效的治理汙水,降低其對各方麵帶來的不良影響。

  1 含氨氮廢水特點

  通過含氨氮廢水直接排放到水體內,會直接對整個水生生態環境帶來危害。氨氮為汙染水體的主要對象,其氧化分解的同時需要消耗大量氧,而導致水中溶解氧含量降低,威脅水生動物的正常生長,甚至會造成死亡。並且,氨氮的毒性遠超過氨鹽,含量超標會造成水生生物毒害。尤其是在氧氣充足的條件下,氨氮還會在微生物的作用下被氧化成亞硝酸鹽氮,然後與蛋白質結合會生成亞硝胺,如果通過水生生物進入到人體,將會存在致癌和致畸威脅。為排除含氨氮廢水對環境、水生生物以及人體等帶來威脅,必須要及時采取可靠措施進行處理,常見的如吹脫法、膜技術、吸附法、化學沉澱法以及生物法等,將氨氮含量控製在允許指標內,將其對外界帶來的影響控製到最小。

  2 含氨氮廢水常用處理技術

  (1)吹脫法。吹脫法在含氨氮廢水處理中應用比較常見,即向廢水內通入氣體,促使廢水中溶解性氣體以及易揮發性溶質氣液進行充分接觸,通過 pH 值的調節將廢水內離子氨轉化成分子氨,最後利用通入的空氣或者蒸汽將其吹出,降低廢水內氨氮含量。其中,需要調節氨氮廢水 pH 為堿性,為氨離子向氨分子的轉換提供條件,而湧入水中的氣體要保證與液體進行充分接觸,促使廢水內溶解氣體與揮發性氨分子可以穿透氣液界麵,達到脫出氨氮的目的。總結以往實踐經驗來看,pH 值、布水負荷、水溫、氣液比等均會對最終的脫除效率產生影響,且一般此方法多用於高濃度氨氮廢水預處理階段,具有比較穩定的處理效果,且整個工藝操作簡單,過程易於控製。

  (2)化學沉澱法。應用化學沉澱法來進行廢水脫氨氮,即向含氨氮廢水投加適量的 Mg2+ 與 PO43- 藥劑,促使其與廢水內含有的NH4+ 反應生成難溶複鹽磷酸氨鎂 MgNH4PO4·6H2O 結晶沉澱,最後對廢水中剩餘的氮磷進行回收處理。一般此種方法適用於高濃度氨氮廢水的處理,可以保證至少 90% 的脫氮效率。並且,在確認廢水內無毒害物質的條件下,沉澱脫除得到的磷酸氨鎂可以作為一種緩釋複合肥料使用。化學沉澱法在實際應用中工藝設計簡單,反應過程穩定性高,受外界因素的幹擾小,具有比較強的抗衝擊能力,且可以保證較高脫氮效果。但是在實際操作中還需要注意控製藥劑投加量,提前確定沉澱物應用方向,並且反應後廢水中氨氮殘留濃度較高,均需要采取相應的措施處理應對。

  (3)離子交換法。應用離子交換法處理含氨氮廢水,最為常見的就是以沸石作為交換載體,提高氨氮脫除率。基於曆史實踐數據可知,每克沸石最高可以吸附 15.5mg 的氨氮,且對於粒徑在 30~60 目的沸石其脫除氨氮的效率可以達到 78%。但是相比其他處理技術,利用沸石交換脫除工藝操作比較複雜,並且再生液為需要再次處理的高濃度氨氮廢水,因此更適用於低濃度氨氮廢水處理。

  (4)膜吸收法。1)反滲透技術。反滲透處理氨氮廢水的原理,即以超過溶液滲透壓的壓力作用,通過半透膜選擇溶質的截留作用,對溶質和溶劑進行可靠分離,實際應用中具有能耗低、無汙染、工藝先進以及維護簡單等特點。為保證反滲透脫除氨氮廢水的高效率,必須要提供足夠大的壓力,促使水通過選擇性膜析出,適度的提高膜一側氨氮溶液濃度,且麵對高濃度的溶液必須要配備同樣大的反滲透壓力,保證較高的氨氮脫除效果。2)電滲析技術。通過設置外加直流電場,基於離子交換膜選擇透過性特點,促使電解質溶液將離子分離出來。

  就整體應用效果來看,電滲析技術可以將廢水中的氨氮高效的分離出來,且前期所需投入較小,所消耗的能量與藥劑少,工藝整體操作簡單,反應後也不會產生二次汙染副產物,在實際應用中具有較大的技術優勢。

  (5)生物處理法。1)硝化反硝化技術。傳統生物硝化反硝化脫氮技術可以應用到含氨氮廢水處理中,分為硝化和反硝化兩個階段。硝化階段即在好氧條件下,利用硝酸鹽和亞硝酸鹽,促使氨氮被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。而反硝化過程則是在缺氧條件下,通過反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮氣,將廢水內的氮脫除。比較常用的硝化反硝化技術如 A2/O 法、A/O 法以及 SBR 序批示處理法等,工藝操作簡單,且反應過程穩定性高,成本低還不會產生二次汙染副產物。但是在實際操作中需要重點控製好硝化細菌濃度以及碳源的補給,很容易造成運行成本增加。2)新型脫氮技術。第一,短程硝化反硝化技術。此種方法可以在同一個反應器內進行,先於有氧條件反應,通過氨氧化細菌促使氨氮轉換成亞硝酸鹽,避免亞硝酸鹽的進一步氧化,然後便可以在缺氧條件下,利用有機物或者外加碳源,促使亞硝酸鹽進行反硝化反應,最終生成氮氣。第二,同時硝化反硝化技術。在同一個反應器內進行硝化反硝化反應,即為同時硝化反硝化技術。含氨氮廢水溶解氧在擴散速度的限製下,一般於微生物虛體以及生物膜表麵存在較高的溶解氧濃度,為好氧硝化菌和氨化均提供生長繁殖條件,內部則會形成一個缺氧環境,滿足反硝化細菌生長繁殖,進而達到同時硝化反硝化反應。

  3 結束語

  含氨氮廢水處理技術比較多,需要基於實際情況來對比選擇,保證所選處理技術手段的適應性,爭取在保證最高脫氨氮效率的同時,不會產生二次汙染,達到最佳處理效果。(來源:《山東工業技術》 作者:張鵬 , 劉興譽 , 賈媛媛 , 唐中華)

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