含氨氮廢水處理技術(shù)

含氨氮廢水處理技術(shù)主要可以分為物理化學(xué)法和生物脫氮技術(shù)兩大類。以下是詳細(xì)介紹：

物理化學(xué)法：

吹脫法：通過調(diào)整pH值至堿性，使廢水中的氨離子向氨轉(zhuǎn)化，再通過載氣將游離氨從廢水中帶出，從而達(dá)到去除氨氮的目的。

化學(xué)沉淀法：又稱MAP沉淀法，通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸，使廢水中的NH4?與Mg2?、PO?3?在水溶液中反應(yīng)生成磷酸鎂沉淀，從而達(dá)到去除氨氮的目的。

折點(diǎn)氯化法：將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中，利用氯的強(qiáng)氧化性將廢水中的氨氮氧化成無機(jī)氮，從而實(shí)現(xiàn)去除。

離子交換法：利用沸石等吸附劑中的陽離子與廢水中的NH??進(jìn)行交換，以達(dá)到去除氨氮的目的。

膜分離技術(shù)：通過膜技術(shù)將廢水中的氨氮分離出來，常見的有反滲透、納濾等方法。

生物脫氮技術(shù)：

生物法：利用微生物的協(xié)同作用，通過氨化、硝化、反硝化等一系列反應(yīng)，將水中的氨氮最終轉(zhuǎn)化成無害的氮?dú)馀欧拧?/span>

新型生物脫氮法：包括短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等，這些方法適用于不同濃度的氨氮廢水處理。

此外，還有一些其他的處理方法，如電催化法、沸石吸附法、土壤灌溉法等。各種方法的選擇依賴于具體的廢水特性（如進(jìn)水氨氮濃度、處理時間、溫度、pH等）以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境因素。

綜上所述，含氨氮廢水處理技術(shù)多種多樣，根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的方法可以有效去除廢水中的氨氮，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。

吹脫法

吹脫法在含氨氮廢水處理中的具體操作流程和效率如下：

1.具體操作流程

調(diào)節(jié)pH值：首先將廢水的pH值調(diào)至適宜范圍。根據(jù)不同的研究，適宜的pH值有所不同，但一般在11.5到13之間。

控制溫度：將廢水加熱至適宜的溫度，一般在60℃到80℃之間。

吹脫時間：設(shè)置合適的吹脫時間，一般為120分鐘。

空氣或蒸汽吹入：通過通入空氣或蒸汽來實(shí)現(xiàn)氨氮的吹脫。空氣流量一般為150 L/min。

2.效率

吹脫法在處理高濃度氨氮廢水方面具有較高的去除效率。根據(jù)不同的研究條件，氨氮的去除率可以達(dá)到90%以上，甚至在某些條件下可達(dá)99.2%。具體的去除效率受多種因素影響，包括pH值、溫度、氣液比等。

3.影響因素

pH值：pH值是影響吹脫效率的主要因素之一。一般情況下，較高的pH值有助于提高氨氮的去除率。

溫度：適宜的溫度范圍一般在60℃到80℃之間。溫度過低會降低吹脫效率，而溫度過高可能會導(dǎo)致能耗增加。

氣液比：氣液比（即通入空氣或蒸汽的量與廢水體積的比例）也是一個重要因素。較高的氣液比有助于提高吹脫效率。

4.優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

高效率：在適宜條件下，氨氮去除率可達(dá)95%以上。

操作簡便：流程簡單，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低。

可實(shí)現(xiàn)氨氮資源化回收：經(jīng)過吹脫處理后，可以回收利用氨。

缺點(diǎn)：

需要調(diào)整進(jìn)出水的pH值，這可能會增加處理過程的復(fù)雜性。

在某些情況下，吹脫過程可能會導(dǎo)致污泥水pH下降，有助于其后續(xù)處理，但也可能帶來其他問題，如Ca2+濃度下降和固體物質(zhì)析出。

化學(xué)沉淀法（MAP沉淀法）的最佳pH值、反應(yīng)條件

1.最佳pH值：

根據(jù)不同的研究，化學(xué)沉淀法的最佳pH值可能會有所不同。例如，在處理含鎳電鍍廢水時，最佳pH值為11；而在處理污泥酸化液脫氮除磷時，最佳pH值為9.0。然而，對于MAP化學(xué)沉淀法處理氨氮廢水，具體的最佳pH值并未明確提及，但可以推測其應(yīng)在一個適宜范圍內(nèi)，以確保高效去除氨氮。

2.反應(yīng)條件：

反應(yīng)溫度：根據(jù)研究，反應(yīng)溫度對化學(xué)沉淀法的處理效果有一定影響，但具體的最佳溫度未在證據(jù)中明確提及。

沉淀劑投加比例：沉淀劑的種類和配比對處理效果也有顯著影響。例如，在處理高磷制藥廢水時，FeCl3、AlCl3、MgCl2和CaCl2的最佳金屬摩爾比分別為1.8:1、1.8:1、1.6:1和1.6:1。這些數(shù)據(jù)可以為MAP化學(xué)沉淀法提供參考。

反應(yīng)時間：反應(yīng)時間也是一個重要因素，但具體的最佳時間未在證據(jù)中明確提及。

折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法處理氨氮廢水的機(jī)理主要是通過向廢水中通入一定量的氯氣或次氯酸鈉溶液，使得廢水中的氨被氧化成氮?dú)猓瑥亩鴮?shí)現(xiàn)脫氮的目的。具體過程如下：

化學(xué)反應(yīng)：當(dāng)氯氣或次氯酸鈉溶液被加入到廢水中時，會發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)。首先，氯氣與水反應(yīng)生成次級過氧化氫（HOCl）和氯離子（Cl-），然后HOCl與廢水中的氨（NH4+）反應(yīng)生成氯胺（NH2Cl）。進(jìn)一步的反應(yīng)會將氯胺分解成氮?dú)猓?/span>N2）、水（H2O）、鹽酸（HCl）和氯離子（Cl-）。

折點(diǎn)現(xiàn)象：在上述過程中，存在一個特定的點(diǎn)，即折點(diǎn)。在折點(diǎn)時，廢水中的游離氨含量降至最低，而氨的濃度則降為零。當(dāng)通入的氯氣量超過這個折點(diǎn)時，水中的游離氨含量會增加，因此該點(diǎn)成為折點(diǎn)。

脫氮效率：折點(diǎn)氯化法的脫氮效率可以達(dá)到95%，同時還具有殺菌消毒的作用。

離子交換法去除氨氮的機(jī)制及其適用廢水類型。

離子交換法去除氨氮的機(jī)制主要是通過離子交換劑上的可交換陽離子與水中的NH4+進(jìn)行離子交換。這種方法要求離子交換劑對NH4+具有很強(qiáng)的選擇吸附性和較大的總比表面積，以保證較好的去除效果。在這個過程中，金屬陽離子與NH4+之間的離子交換是去除氨氮的主要機(jī)制之一，交換后的金屬離子可能會與磷酸鹽形成沉淀，進(jìn)一步促進(jìn)吸附劑對水中氮和磷的去除。

離子交換法適用于處理各種類型的廢水，無需根據(jù)廢水種類進(jìn)行調(diào)整。這表明離子交換法具有廣泛的適用性。特別是在化工產(chǎn)業(yè)中，氨氮主要來源于鋼鐵、石化、焦化、合成氨、發(fā)電、水泥等行業(yè)排放的工業(yè)廢水、含氨的氣體粉塵和煙霧，這些氣體中的氨溶于水中形成氨氮，因此離子交換法在這些領(lǐng)域尤為適用。

然而，對于高濃度的氨氮廢水，離子交換法可能會導(dǎo)致樹脂再生頻繁，從而造成操作困難，并且再生液仍為高濃度氨氮廢水，這可能會影響其經(jīng)濟(jì)性和效率。盡管如此，離子交換技術(shù)仍然被認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)高效的氨氮處理方法，尤其是在需要深度去除氨氮的情況下，如使用均粒強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂可以實(shí)現(xiàn)出水氨氮低至1ppm以下。

離子交換法通過利用特定的離子交換劑與水中的NH4+進(jìn)行離子交換來去除氨氮，適用于多種類型的廢水，包括來自化工產(chǎn)業(yè)的含氨廢水。

新型生物脫氮技術(shù)中短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等方法的比較研究。

短程硝化反硝化：

原理：短程硝化反硝化工藝?yán)脕喯跛峋拖跛峋诓煌瑮l件下的生長速率差異，通過調(diào)控溫度、pH值、溶解氧等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)氮的硝化和反硝化。

優(yōu)點(diǎn)：該工藝可以縮短反應(yīng)時間和容積，減少了NO2-和NO3-的累積，從而提高污水脫氮效率并節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

應(yīng)用：Sharon工藝、SBR工藝和UCT工藝等相關(guān)工藝都采用了短程硝化反硝化的原理，但具體參數(shù)和操作方式有所不同。

好氧反硝化：

原理：好氧反硝化菌通過硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮還原酶和一氧化二氮還原酶催化完成反硝化作用。電子可以從被還原的有機(jī)物基質(zhì)傳遞給O2，也可傳遞給NO3-、NO2-和N2O，并分別將它們還原。

優(yōu)點(diǎn)：好氧反硝化過程中，電子最終受體可以是O2或NO3-、NO2-，增加了處理靈活性。

厭氧氨氧化：

原理：厭氧氨氧化工藝是在厭氧條件下，以氨為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽為電子受體，將氨氧化成氮?dú)狻＿@比全程硝化（氨氧化為硝酸鹽）節(jié)省60%以上的供氧量。

優(yōu)點(diǎn)：該工藝具有高效、穩(wěn)定和環(huán)保的特點(diǎn)，能夠顯著降低碳源消耗量、廢污泥產(chǎn)量和溫室氣體排放量。

總結(jié)：

短程硝化反硝化：適用于需要快速處理和高效脫氮的場景，特別是在空間和時間有限的情況下表現(xiàn)出色。

好氧反硝化：具有較高的處理靈活性，適用于多種電子受體，可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

厭氧氨氧化：在無需曝氣的情況下實(shí)現(xiàn)高效脫氮，適合于能耗低和環(huán)保要求高的應(yīng)用場景。