高氨氮廢水處理工藝分析

鐘翠蘭 黃錦文

重慶市環境保護工程設計研究院有限公司 重慶 400020

正文：

廢水中氨氮的構成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機氨形成的氨氮，主要是硫酸銨，氯化銨等。

高氨氮廢水的排放可引起水體富營養化，且氨在硝化細菌的作用下氧化為亞硝酸鹽及硝酸鹽，硝酸鹽由飲用水而誘發嬰兒的高鐵血紅蛋白癥，而亞硝酸鹽水解后生成的亞硝胺具有致癌性，威脅人類的健康。因此，對高氨氮廢水進行治理具有非常重要的意義。

（1）處理工藝簡介

高氨氮廢水的治理方法有很多，大致可分為兩類，一為生物脫氮法即生物硝化反硝化，二為物化法，包括折點加氯、吹脫和離子交換、化學沉淀法。

生物脫氮法：是利用微生物（反硝化菌）處理廢水中氮污染物的生物轉化法，廢水中的氮氧化合物通過硝化、反硝化作用被轉化為對分子氮（N2）逸出返回大氣。硝化：在好氧條件下，通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程。反硝化：在缺氧條件下，由于兼性脫氮菌的作用，將NO2-N和NO3-N還原成N2的過程。影響反硝化的環境因素有：碳源、溫度、pH值、溶解氧。當廢水中含有足夠的有機碳源可供生物脫氮使用時，可不外加氮源。反硝化作用最適宜的運行溫度是20-40℃，低于15℃時，反硝化速率將明顯下降。反硝化作用最佳pH值為6.5-7.5。一般缺氧段的溶解氧應控制在0.5mg/L以下，好氧段控制在3mg/L左右。

折點加氯：將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的過程。折點加氯法的優點是可通過控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時達到消毒的目的。其缺點是采用折點加氯法處理后的出水中會殘留余氯，需要在排放前采用活性炭或二氧化硫進行反氯化。去除1mg殘留氯大約需要1mg左右的二氧化氯。處理氨氮廢水所需實際氯氣或次氯酸鈉的投加量取決于進水氨氮濃度、溫度和pH值。一般氨氮濃度低于50mg/L時采用此法較經濟。

吹脫：將氣體（載氣）通入水中，使之相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發性物質穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除污染物的目的。常用空氣或水蒸汽作載氣。吹脫法處理高氨氮廢水具有處理效率高、投資省、運行費用低的優點，但需將進水pH調至堿性，吹脫出的氨氣可能會隨空氣進入大氣，從而引起二次污染，且管道、設備等易結垢。

離子交換法：固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。

化學沉淀法：其原理是在氨氮廢水中投加沉淀劑MgCl2和Na2HPO4，與NH4+反應生成MgNH4PO4·6H2O沉淀，從而去除廢水中氨氮。該方法具有處理效率高、工藝操作簡單、沉淀物可作為肥料回收再利用等優勢。目前，此法日益受到重視，得到了國內外學者的廣泛研究。其氨氮的去除效果與沉淀工藝條件，如pH值、沉淀藥劑、反應時間等有密切關系。

（2）處理工藝比較

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折點加氯、吹脫和離子交換、化學沉淀法處理高氨氮廢水，一般都是作為化學或生物處理的預處理。化學沉淀法處理高氨氮廢水具有投資高、運行成本高的缺點，藥劑的消耗量太大，N：P：Mg之比都在1：1.1-1.2，適用于處理高濃度氨氮廢水；吹脫法可能會產生二次污染，且動力消耗大，處理費用較高；折點加氯法適合處理低濃度氨氮廢水，需投加大量藥劑，且氯化物可能會產生二次污染；生物脫氮法運用較廣，但投資和占地面積較大，對進水氨氮濃度高，要求NH3-N需小于300mg/L，且會因為游離氨或亞硝酸鹽氮濃度高而受到抑制。

在實際工程運用中，高氨氮廢水的處理工藝的選取原則為：①如何將不能強化絮凝的固態氨（銨鹽）最大限度地轉換成氣態氨(游離氨)；最大限度地做到氣液分離把氣態氨從廢水中去除掉，并且不造成第二次污染（大氣污染）；②如何降低運行成本，使不同性質的氨氮廢水通過不同的處理方法降低運行費用；③把氨作為資源，用最經濟成本回收銨鹽或氨水。

高濃度氨氮廢水會對微生物的活性產生抑制作用，直接采用生物法對廢水進行處理會降低生化處理系統對廢水中有機污染物的降解效率，從而導致出水不能達標排放。因此，在實際工程運用中，可結合廢水的水質特點從氨氮的濃度、適用性、運行費用、操作管理等多個方面進行考慮，將物化法和生物法結合起來，首先對高氨氮廢水進行物化處理降低氨氮濃度后，再進行生物脫氮處理，以達到基建和運行成本最低、處理效果最好、無二次污染和出水水質符合國家規定的排放標準。