工業(yè)廢水去除氨氮的方法

1、工業(yè)廢水去除氨氮的方法根據(jù)廢水中氨氮濃度的不同， 可將廢水分為 3 類：高濃度氨氮廢 水(NHN500mg/l),中等濃度氨氮廢水(NH-N: 50-500mg/l )，低 濃度氨氮廢水( NH3-N50mg/l )。然而高濃度的氨氮廢水對(duì)微生物的 活性有抑制作用， 制約了生化法對(duì)其的處理應(yīng)用和效果， 同時(shí)會(huì)降低 生化系統(tǒng)對(duì)有機(jī)污染物的降解效率，從而導(dǎo)致處理出水難以達(dá)到要 求。故本工程的關(guān)鍵之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有: 物理法、化學(xué)法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理 技術(shù)；化學(xué)法含離子交換、氨吹脫、折點(diǎn)加氯、焚燒、化學(xué)沉淀、催 化裂解、電滲析、 電化學(xué)等處理技術(shù)；

2、生物法含藻類養(yǎng)殖、 生物硝化、 固定化生物技術(shù)等處理技術(shù)。目前比較實(shí)用的方法有:折點(diǎn)加氯法、 選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學(xué)沉淀法。1 折點(diǎn)氯化法去除氨氮折點(diǎn)氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的 NH3-N 氧化成N2的化學(xué)脫氮工藝。當(dāng)氯氣通入廢水中達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)水中游 離氯含量最低， 氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣通入量超過該點(diǎn)時(shí)，水中的 游離氯就會(huì)增多。 因此該點(diǎn)稱為折點(diǎn)， 該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。 處理氨氮廢水所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9 10mg氯氣。pH值在67時(shí)為最佳反應(yīng)區(qū)間，接 觸時(shí)間為0.5 2小時(shí)。折點(diǎn)加氯法處理后的出水在排放

3、前一般需要用活性碳或二氧化硫進(jìn) 行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.91.0mg 的二氧化硫。在反氯化時(shí)會(huì)產(chǎn)生氫離子，但由此引起的 pH 值下降一 般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCG計(jì)）。 折點(diǎn)氯化法除氨機(jī)理如下：Cl2+H hcio+H+cNH4T+HCIS NHCl+Hf+HONHCI2+H2 NOH+2H2CLNHCI2+NaOhfN 2+HOCI+H+CI折點(diǎn)氯化法最突出的優(yōu)點(diǎn)是可通過正確控制加氯量和對(duì)流量進(jìn) 行均化， 使廢水中全部氨氮降為零， 同時(shí)使廢水達(dá)到消毒的目的。對(duì) 于氨氮濃度低（小于50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經(jīng)濟(jì)。 為

4、了克服單獨(dú)采用折點(diǎn)加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點(diǎn)， 常 將此法與生物硝化連用， 先硝化再除微量殘留氨氮。 氯化法的處理率 達(dá) 90% 100%，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，在寒冷地區(qū)此法特別 有吸引力。投資較少， 但運(yùn)行費(fèi)用高，副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會(huì)造 成二次污染，氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。2 選擇性離子交換化去除氨氮 離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過 程。離子交換法選用對(duì)NH4離子有很強(qiáng)選擇性的沸石作為交換樹脂， 從而達(dá)到去除氨氮的目的。 沸石具有對(duì)非離子氨的吸附作用和與離子 氨的離子交換作用， 它是一類硅質(zhì)的陽離子交換劑， 成本低， 對(duì) NH4+ 有很強(qiáng)

5、的選擇性。OLahav 等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮 從廢水中分離出來的分離器以及硝化細(xì)菌的載體。 該工藝在一個(gè)簡(jiǎn)單 的反應(yīng)器中分吸附階段和生物再生階段兩個(gè)階段進(jìn)行。在吸附階段， 沸石柱作為典型的離子交換柱； 而在生物再生階段， 附在沸石上的細(xì) 菌把脫附的氨氮氧化成硝態(tài)氮。 研究結(jié)果表明， 該工藝具有較高的氨 氮去除率和穩(wěn)定性，能成功地去除原水和二級(jí)出水中的氨氮。沸石離子交換與pH的選擇有很大關(guān)系，pH在48的范圍是沸 石離子交換的最佳區(qū)域。當(dāng) pH8 時(shí)， N H4 +變?yōu)?NH3 而失去離子交換性能。 用離子交換法處理含氨氮 10 20mg/L的城市污水，出水濃度可達(dá)1m

6、g/L以下。離子交換法具有工 藝簡(jiǎn)單、投資省去除率高的特點(diǎn)，適用于中低濃度的氨氮廢水(6 NQ+2CQ+4HO6N02 +3CHOHK 3N+3CG+3HO+6OH反硝化菌的適宜pH值為6.58.0 ;最佳溫度為30C,當(dāng)溫度低 于10C時(shí)，反硝化速度明顯下降，而當(dāng)溫度低至3C時(shí)，反硝化作用 將停止；DO濃度v 0.5mg/L ; BOD5/TN 35。生物脫氮法可去除多 種含氮化合物，總氮去除率可達(dá) 70% 95%，二次污染小且比較經(jīng)濟(jì)， 因此在國內(nèi)外運(yùn)用最多。其缺點(diǎn)是占地面積大，低溫時(shí)效率低。常見的生物脫氮流程可以分為 3 類：多級(jí)污泥系統(tǒng) 多級(jí)污泥系統(tǒng)通常被稱為傳統(tǒng)的生物脫氮流程。 此流

7、程可以得到 相當(dāng)好的BOD!去除效果和脫氮效果，其缺點(diǎn)是流程長，構(gòu)筑物多， 基建費(fèi)用高，需要外加碳源，運(yùn)行費(fèi)用高，出水中殘留一定量甲醇；單級(jí)污泥系統(tǒng)單級(jí)污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)、 后置反硝化系統(tǒng)及交 替工作系統(tǒng)。前置反硝化的生物脫氮流程， 通常稱為 A/O 流程。 與傳 統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點(diǎn)： 流程簡(jiǎn)單、構(gòu)筑物少，只 有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng)， 基建費(fèi)用可大大節(jié)省； 將脫 氮池設(shè)置在去碳源，降低運(yùn)行費(fèi)用； 好氧池在缺氧池后， 可使反硝化 殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除， 提高出水水質(zhì)；缺氧池在前，污 水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用， 可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷。

8、 此 外，后置式反硝化系統(tǒng)，因?yàn)榛旌弦喝狈τ袡C(jī)物， 一般還需要人工投 加碳源，但脫氮的效果高于前置式，理論上可接近 100%的脫氮效果。 交替工作的生物脫氮流程主要由兩個(gè)串聯(lián)池子組成， 通過改換進(jìn)水和出水的方向，兩個(gè)池子交替在缺氧和好氧的條件下運(yùn)行。它本質(zhì)上仍 是A/0系統(tǒng)，但利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，其脫氮 效果優(yōu)于一般A/O流程。其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理費(fèi)用較高，必須配置計(jì)算 機(jī)控制自動(dòng)操作系統(tǒng)；生物膜系統(tǒng)將上述A/O系統(tǒng)中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應(yīng)器， 即 形成生物膜脫氮系統(tǒng)。此系統(tǒng)中應(yīng)有混合液回流，但不需污泥回流， 在缺氧的好氧反應(yīng)器中保存了適應(yīng)于反硝化和好氧氧化及硝化反

9、應(yīng) 的兩個(gè)污泥系統(tǒng)。由于常規(guī)生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下：為了能使微生物正常生長，必須增加回流比來稀釋原廢水； 硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認(rèn)為 COD/TK至少為9。5 .化學(xué)沉淀法去除氨氮化學(xué)沉淀法是根據(jù)廢水中污染物的性質(zhì)， 必要時(shí)投加某種化工原 料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應(yīng)時(shí)間、配料比例等等）進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使廢水中污染物生成溶解 度很小的沉淀物或聚合物，或者生成不溶于水的氣體產(chǎn)物，從而使廢 水凈化，或者達(dá)到一定的去除率。化學(xué)沉淀法處理NMN是始于20世紀(jì)60年代，在90年代興起 的一種新的處理方法，其主要原理就是NH+、Mg+、PGf在堿性水溶液 中生成沉淀。在氨氮廢水中投加化學(xué)沉淀劑Mg(OH)、HPQ與N/反應(yīng)生成MgN4PO?6HO(鳥糞石)沉淀，該沉淀物經(jīng)造粒等過程后，可開發(fā)作 為復(fù)合肥使用。整個(gè)反應(yīng)的pH值的適宜范圍為911。pH值V 9時(shí)， 溶液中PQ-濃度很低，不利于 M