淺析高濃度氨氮廢水處理技術

【摘要】工業的迅速發展，廢水排放量增大，成份錯綜復雜，污染因子濃度高。其中氨氮濃度過高，成為廢水處理的難點。文章介紹了物化法、物化生化法和新型生物脫氮法的原理、應用以及研究情況，指出了各種方法弊端，并指出新型的生物脫氮工藝以及簡單實用的生化聯合工藝是今后研究工作的重點。

【關鍵詞】高濃度氨氮廢水；物化法；物化生化法；新型生物脫氮

隨著我國社會經濟的高速發展，各種污染物的排放量急劇增加，對環境尤其是水體造成了嚴重污染，水資源的短缺已成為制約我國可持續性發展的重要因素，氨氮廢水的超標排放是水體富營養化的主要原因。高濃度氨氮廢水已引起環保領域和全球范圍的重視，多年來。國內外在氨氮廢水處理方面開展了較多的研究，高濃度氨氮廢水的處理方法大致分為物化法、物化生化法和新型生物脫氮法。

1、 物化法

1.1 吹脫法

在PH大于7的條件下，采用氣相和液相之間的平衡關系進行分離。一般認為，吹脫效率與溫度、PH值和氣體對液體的比值有關。采用吹脫法去除垃圾滲濾液中氨氮的研究，控制效率的關鍵因素是溫度、氣液比和pH值，溫度大于25攝氏度，氣液比控制在3600左右，滲濾液PH值控制在10左右，對氨氮濃度為4000mg/L的垃圾滲濾液，去除率可達90%以上。溫度低氨氮的去除量少。為了降低成本，將PH值調整為堿性，需要加入一定量的熟石灰，但會生成水垢。同時，為了防止吹出的氣體對環境造成二次污染，需增設氨氮吸收裝置。

1.2 沸石吸附法

沸石一般用于低濃度氨氮廢水或含微量重金屬廢水的處理，對沸石吸附高濃度氨氮的效果和可行性進行了探討。實驗室研究結果表明，每克沸石最多可吸附15mg左右的氨氮，吸附時間、加入量及粒徑一樣時，氨氮濃度越高，吸附越快，沸石作為吸附劑對高濃度氨氮廢水是可行的。利用沸石去除氨氮，需考慮對沸石再生的問題。

1.3 MAP沉淀法

主要使用以下化學反應：Mg2 ++NH4++PO43 -=MgNH4PO4，從理論上講向高濃度氨氮廢水中加一定比例的磷鹽和鎂鹽，當[Mg2 + ][NH4+] [PO43 -]>2.5×10–13生成磷酸銨鎂（MAP），氨氮以MAP去除。實驗室向高濃度氨氮廢水中加入MgCl2·6H2O和Na2HP04·12H20，結果表明，PH值在9左右，水溫為25℃，混合時間為30 min，沉淀時間為30 min時，氨氮濃度從9000 mg/L降到400 mg/L，去除率達95%。

2 、 物化生化法

在高濃度氨氮廢水處理中，物化法不受濃度限制，但出水濃度不能降低到足夠低的水平，生化法微生物會因高濃度的游離氨或亞硝酸鹽氮的存在脫氮作用受到抑制。在實際應用中，先用物化法對高濃度氨氮進行預處理，在進生化處理。例如：吹脫+缺氧+好氧工藝處理垃圾滲濾液，實驗結果表明：當PH值在10左右，吹脫10小時，氨氮（1400mg/L降到560mg/L）去除率為60%，再經缺氧+好氧工藝處理，氨氮出水為20mg/l，去除率為98%。

3 、新型生物脫氮法

近年來國內外研發了一些新的脫氮工藝，為高濃度氨氮廢水的脫氮處理給出了新的方法。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化。

3.1 短程硝化反硝化

生物硝化反硝化是最廣泛的一種脫氮方法。由于氨氮氧化過程中需氧量較大，電費成本成為主要支出。短程硝化反硝化（將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮即進行反硝化），不僅可以節省需氧量，而且還可減少進行反硝化作用所需的碳源。實驗室試驗結果表明，進水COD濃度、氨氮、總氮和酚分別為1200.2、500.9、530.5、111.4 mg/L，出水COD、氨氮和總氮和酚平均含量分別為140.1、14.2、184、0.5mg/L，相應的去除率分別為88.3%、97.2%、65.3%和99.6%。與傳統的生物脫氮工藝相比，該工藝氨氮的處理負荷高，在C/N較低的情況下，可提高TN的去除率。

3.2好氧反硝化

根據傳統的脫氮理論認為，反硝化細菌是兼性厭氧菌，因此反硝化反應，必須在缺氧環境下才會進行。近年來，有氧反硝化現象已被發現和報道，逐漸引起人們的關注。一些好氧反硝化菌已被提取出來，有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化。這樣可以在相同的反應器中實現同步硝化反硝化，簡化了工藝，節約了能源。通過序批式反應器處理氨氮廢水，實驗結果表明，好氧反硝化的存在，其脫氮能力隨廢水溶解氧濃度的增加而降低，當溶解氧濃度為0.5mg/L時，總氮去除率為60%左右。在反硝化過程中會產生一種溫室氣體（N2O），對環境存在污染，許多過程仍處于實驗室階段，應用于實際工程中，還需進一步研究。此外，還有如全程自養脫氮工藝，同步硝化反硝化等仍在試驗階段，都有很好的應用前景。

4 、小結

雖然處理高濃度氨氮廢水方法很多，但現在還沒有一種兼顧流程少、成本低、工藝成熟、方便控制的工藝。如何使高濃度氨氮廢水得到經濟有效的處理，仍然是環境工程工作者面臨的一個難題，如何將新型高效的生物脫氮工藝應用到實際工程中去應是今后研究工作的重點。

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