吹脱法处理高浓度氨氮废水
摘要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。
关键字：高浓度氨氮废水吹脱法液气比催化氧化
高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20 年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现，在处理氨氮废水的应用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究应用。
1 吹脱技术
吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。
水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下：
NH4++OH-NH3+H2O （1）
氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算：
Ka=Kw /K b=（C NH3·C H+）/C NH4+（2）
式中：Ka———氨离子的电离常数；
Kw———水的电离常数；
Kb———氨水的电离常数；
C———物质浓度。
式（1）受pH 值的影响，当pH值高时，平衡向右移动，游离氨的比例较大，当pH 值为11 左右时，游离氨大致占90％。
由式（2）可以看出，pH 值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。另外，温度也会影响反应式（1）的平衡，温度升高，平衡向右移动。表1 列出了不同条件下氨氮的离解率的计算值。表中数据表明，当pH值大于10 时，离解率在80%以上，当pH 值达11时，离解率高达98%且受温度的影响甚微。
表1 不同pH、温度下氨氮的离解率%
氨吹脱一般采用吹脱池和吹脱塔2 类设备，但吹脱池占地面积大，而且易造成二次污染，所以氨气的吹脱常采用塔式设备。
吹脱塔常采用逆流操作，塔内装有一定高度的填料，以增加气—液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸。常用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提升到填料塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气液比增加而减少。
2 影响因素及液气比的确定
影响游离氨在水中分布的pH 值、温度等因素都会影响吹脱效率。另外气液比、喷淋密度等操作条件也是影响吹脱效率的主要因素。下面以逆流塔为例分析液气比的确定及其影响。
氨吹脱是一个相转移过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差，由物料守衡（见图1）可得吹脱塔操作线方程为：
Y=L/V（X~X1）+Y1 （3）
图1 逆流吹脱塔物料衡算
即以（L/V）为斜率的直线，如图2 的直线MN。在此，L 值已经确定，若减少吹脱气体的用量，操作线斜率将会增大，点N 便沿垂直线X=X2向上移动，传质推动力（X2 ~X2*）或（Y2 ~Y2*）随之减小，当点N 落在线Y*上时，Y2=Y2*，塔顶吹脱气体浓度达到平衡，即最高浓度。此时气体用量最小，这是理论上液气比能达到的最大值，但推动力变为0。
（L/V）max=（Y2*~Y1）/（X2~X1）（4）
通常要求达到的氨去除程度（X1）、进口浓度（X2）为已知，空气进口浓度（Y1）为零，Y2*为与X2对应的气体平衡浓度，可由亨利定律求得[2、3]，如下式：
Y=mX （5）
因此最大液气比可表示为：
（L/V）max=mX2 /（X2~X1）（6）
式中m为平衡常数，是温度的函数。所以温度对气体平衡浓度进而对（L/V）max有较大的影响。有文献报道[4]，当温度从10℃变为40℃时，（L / V ）max从0.58增大到2.4。
在逆流吹脱塔中，对确定的废水量而言，增大气体量，传质推动力相应增大，有利于氨氮吹脱去除。但气量太大，气速过高，将影响废水沿填料正常下流甚至不能流下，即引起液泛现象。因此，对一定废水量，最小液气比受液泛气速控制。液泛气速与塔式结构、填料种类和液体物性等因素都有关。显然，实际的液气比应满足下式要求：
（L/V）泛＜（L/V）＜（L/V）amx （7）
图2 逆流吹脱塔操作线
3 吹脱工艺的应用
吹脱法已广泛用于化肥厂废水、垃圾渗滤液、石化、炼油厂等[5~8]含氨氮废水。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱，而高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。有些高浓度废水经吹脱处理后，仍含有较高的氨。因而常与其它工艺相结合。
3.1 吹脱法+ 生物法
卢平等[9]采用吹脱一缺氧一两级好氧工艺处理垃圾渗滤液，其中氨氮含量达1 400 mg/L，COD浓度为4 000~5 000 mg/L。选定pH 值为9.5，吹脱时间12 h，经吹脱后氨氮去除率为60%，经生化处理后氨氮去除率达95%，同时取得90%以上的COD 去除效果。倪佩兰等[10]采用吹脱法与生物法相结合处理垃圾渗滤液取得了成功的效果，其工艺流程如图3。
图3 垃圾渗滤液处理工艺流程
某油墨厂采用吹脱法与生物法相结合的工艺处理酞菁蓝生产废水[11]，其工艺流程如图4 所示。吹脱pH值为11，经空气吹脱后，废水中氨氮浓度从1 034 mg/L降到140 mg/L。再经两级生化处理后，出水中污染物浓度可以达到排放标准。某制药厂产生的部分高浓度氨氮废水，不适宜于直接用生物硝化处理，对氨氮废水先进行吹脱，大大降低NH3-N 浓度，后与其它废水混合进人生化处理系统进一步处理。吹脱效率与pH值和温度有直接关系，需做试验确定吹脱条件，达到最佳处理效果。
3.2 吹脱法+折点氯化法
注：预处理包括两级调节、铜置换、沉淀
图4 酞菁蓝生产废水处理工艺
折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2或硝酸盐的方法[12]，可用以下反应式表示：
NH4++HOCl→NH2Cl+H2O+H+ （8）
NH2Cl+HOCl→NHCl2+H2O （9）
NHCl2+HOCl→NCl3+H2O （10）
一氯胺进一步氧化为氮：
2NH2Cl+HOCl→N2+H2O+3H++3Cl- （11）
二氯胺经下列反应生成硝酸盐：
NHCl2+H2O→NH（OH）Cl+H++Cl- （12）
NH（OH）Cl+2HOCl→NO3-+4H++3Cl-（13）
氯化法处理率达90%~100%，效果稳定，不受水温影响、操作方便、投资省，但对于高浓度氨氮废水的处理运行成本很高。若在此之前用吹脱法降低废水中氨氮含量，可以减少加氯量，极大地降低处理成本。
某新材料厂排出的含NH4Cl 4 200 mg/L工业废水经技术经济比较，采用氨闭路吹脱盐酸液吸收回收NH4Cl 与折点加氯法联合处理[13]，结果出水水质为：pH值8~9，NH4Cl≤15 mg/L。目前该方法已应用于工业生产。
4 讨论
吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，实用性较强。采用与生物法、氯化法等方法相结合的工艺能很好解决吹脱处理后废水中氨氮的含量仍然无法满足排放要求这一问题。然而，吹脱出来的氨气随空气进入大气，仍然容易引起二次污染。国外已有关于用镍、镉等金属作催化剂，在高温下将氨气转化为氮气的报道[14、15]。李晟[16]采用复合金属氧化物为催化剂氧化吹脱处理出来的氨气，在500℃左右氨气转化率在90%以上。目前，本课题组正致力于采用吹脱法与催化氧化法串联处理氨氮废水的研究，后续氧化阶段采用过渡金属氧化物为催化剂。笔者认为，如何将吹脱出来的氨气无害化，避免二次污染，达到环境效益、经济效益相统一，将是今后吹脱法处理高浓度废水的一个研究方向。
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Treatment of the Wastewater Containing High NH3-N by Stripping
Abstract The sources and harm of wastewater with high ammonia-nitrogenare described，and the mechanism of stripping technique andinfluencing factors for the treatment of ammonia-nitrogen in wastewater arediscussed with focus on the ratio of water to air. The catalytic oxidizingtechnique can be used to solve the pollution from the stripped ammonia.
Key words ammonia-nitrogen wastewater stripping ratio of water toair catalytic oxidation
高氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般上ph在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。 高氨氮废水如何处理，我们着重介绍一下其处理方法： 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与湿度、PH、气液比有关。1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如：气水分离膜脱除氨氮 氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比
例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1＞20℃,PH1＞9,P1＞P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。 1.4MAP沉淀法 主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。 1.5 化学氧化法 利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。
高浓度氨氮工业废水应用厌氧氨氧化技术处理的可行性分析 发表时间：2016-11-07T16:38:30.967Z 来源：《基层建设》2016年14期作者：丁伟文 [导读] 摘要：在氨氮工业废水的处理过程中通常都会采用厌氧氨氮氧化技术进行处理。厌氧氨氮氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，在对工业氨氮废水的处理过程中有非常好的效果。在处理过程中不需要添加任何其他的有机物质和碳源，而且反应过程中产生的污泥量非常小，所以厌氧氨氮氧化技术具有有非常实用的工艺价值。 佛山市和利环保科技有限公司广东佛山 528000 摘要：在氨氮工业废水的处理过程中通常都会采用厌氧氨氮氧化技术进行处理。厌氧氨氮氧化技术是一种新型的生物脱氮技术，在对工业氨氮废水的处理过程中有非常好的效果。在处理过程中不需要添加任何其他的有机物质和碳源，而且反应过程中产生的污泥量非常小，所以厌氧氨氮氧化技术具有有非常实用的工艺价值。近年来，这种工艺技术的应用已经也来越广泛。本文对于这种处理技术的当前发展现状进行了介绍，并结合工作经验对于处理过程中的一些处理的原理及可行性进行了分析，希望能对工业氨氮废水的处理有所帮助。 关键词：工业废水；高浓度氨氮废水；废水处理；可行性分析 随着当前环境污染问题的加剧，对于工业废水的处理问题已经成为社会关注的焦点。在对工业废水的处理过程中氨氮的含量是处理结果的一个重要观察指标。这也是我国环境保护所面临的一个挑战，如何有效的减少工业废水的氨氮含量。目前在工业废水的处理过程中，主要是应用硝化/反硝生物脱氮技术进行处理的。应用这种处理方法虽然与传统的物理或者化学方法相比具有一定的优势，但是由于在反应过程中需要的能量较高造成能耗严重，而且处理效率低，产生的污泥量大。厌氧氨氮氧化技术的出现对于这些问题的解决提供了一种良好的途径。该技术在上个世纪90年代开始在工业废水的处理中应用的[1]，主要是针对高浓度的工业废水进行处理应用。本文对于工业废水中常见的氨氮、有机物等物质对氨氮厌氧菌的影响进行了分析，并推应用氨氮氧化技术在工业废水处理中应用的可行性进行了探讨。 1、厌氧氨氮氧化技术的概念及应用现状 厌氧氨氮氧化技术（anaerobic ammonium oxidation，Anammox）是一种新兴的工业废水处理技术。这以技术在反应过程中主要是指在反映环境厌氧或者缺氧的状况下，经过厌氧氨氮氧化的微生物以溶液中的NO2—N作为直接的受体，将周围的NH4+-N直接氧化为氮气的生物化学过程。在工业废水的处理过程中，通过厌氧氨氮氧化技术处理，与传统的处理工艺相比，在曝气量以及有机碳源和所需要的运行费用方面都有很大幅度的降低，而且在反应过程中产生的污泥的数量很少。所以这种处理技术为我国的氨氮废水中低碳氮难处理、而且耗能较高、污泥产生量大等问题的解决带来了新的希望[2]。 目前相关的研究表明，在应用厌氧氨氮氧化技术进行工业废水的处理过程中，利用酵母对废水进性流化床处理后NH4+-N和NO3—N的浓度以及氮气的产生率都明显的得到提高。在应用厌氧氨氮氧化对工业废水进行处理时，常选用的厌氧氨氮菌大多都属于浮霉菌科目，这一种类的菌类大多存在于海洋中，部分也存在于实验室的器皿中。在厌氧反应中，主要是以NH4+-N和NO2—N作为反应的底物进行。不过由于废水中的NO2—N含量并不是很高，所以在进行厌氧氨氮氧化反应前需要通过硝化来实现对于NO2—N的积累，以达到厌氧反应所需的要求。在当前的应用反应中，对于厌氧氨氮氧化反应主要有两方面的问题还需要进行解决，第一个问题是在反应过程中，厌氧菌自身的增殖速率非常低；第二个问题是在反应过程中，高浓度的氨氮废水C/N比较低。这两方面的问题制约了厌氧氨氮氧化技术在工业废水处理过程中的进一步应用。 二、高浓度氨氮工业废水的特征分析 根据我国的相关数据统计，在2011年我国所排放的工业废水中含有的氨氮含量为29万吨，这一数字相当庞大。在这些工业废水的排放中，氨氮的含量排放量较多的几个行业分别是石化行业、焦化行业、化工行业以及制革行业等，如图1所示：图1：我国不同行业的工业废水水质情况 从图中我们可以看出，不同行业的的废水排放情况大不相同，其中焦化和石化行业所排放的工业废水中所含有的氨氮含量较高。不过由于一些制药企业所排放的工业废水中所含有的大量的COD以及重金属物质，所以无法直接通过厌氧氨氮氧化技术进行处理。一般在处理过程中需要首先对高浓度的氨氮工业废水进行厌氧消化处理，然后再进行厌氧氨氮氧化处理。 3.工业废水的水质对厌氧氨氮氧化的影响 厌氧氨氮氧化技术主要的处理对象就是工业废水，尤其是针对污泥水。这类废水中除了含有较高浓度的氨氮以外，还含有一些有机物质以及一些有毒的物质。这些有毒的物质对于厌氧氨氮氧化技术的应用形成了限制。相关研究表明，在工业废水中随着氯霉素物质浓度不断提高，厌氧氨氮菌的活性受到的抑制作用不断加强，不过在这一领域的研究结论上，不同研究者所得出的结论差别较大。比如Mora等人的研究表明当氯霉素的浓度小于1000mg·L-1时根本不会对厌氧氨氮菌的活性产生任何影响。但是Graaf等人的研究则表明当氯霉素的浓度大于20mg·L-1时就已经对厌氧氨氮菌的活性产生严重影响了，实验表明，其活性至少下降了40%[4]。 另外，工业废水中的污泥浓度、底物浓度以及一些其他类型的物质的浓度都会对厌氧氨氮菌的活性产生重要影响。虽然微生物菌类经过训话对于这些有毒有害的物质具有一定的扛耐性，但是由于许多有毒物质的浓度较高，对于厌氧氨氮菌的活性影响是非常大的。尤其是
国内高浓度氨氮废水处理常见工艺 物化法 国内外处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多，主要有空气吹脱法、蒸 汽汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法和烟 道气治理法等，这些方法各有优缺点，可用于不同条件的废水处理。 1.2.1.1空气吹脱法 空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触，利用废水中组分的实际浓 度与平衡浓度之间的差异，使氨氮由液相转移至气相而去除。废水中的氨 氮通常以离子铵（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在，将废水pH值调节至碱性时，NH4+转化为NH3，然后通入空气将NH3吹脱出来。 NH4++ OH-→ NH3+ H2O 在吹脱过程中，废水pH值、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。一般来说，pH值要提高至10.8~11.5，水温一般不能低于20℃，水力 负荷为2.5~5 m3/(m2·h)，气水比为2500~5000 m3/m3，此时氨氮去除率 在80%~95%。 空气吹脱法工艺流程简单，但NH3-N仅从溶解状态转化为游离态，并没有 彻底除去，需要相应的回收装置，否则易造成二次污染；当温度低时， NH3-N吹脱效率大大低，不适合在寒冷的冬季使用。 另外，在当前越来越严格的排放要求条件下，作为一种较为简单粗糙的氨 氮废水处理工艺，空气吹脱法由于无法达到排放要求（如15 mg?L-1以下），加上氨的回收利用上受到限制，因此采用它的改良方法。
1.2.1.2蒸汽汽提法 蒸汽汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱法一样，即在高pH值时使废水与气体密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。其传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值。延长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提高NH3-N 的处理效率，用填料塔可以满足此要求。由于采用蒸汽作为工作介质，氨自废水进入蒸汽中，然后在塔顶蒸馏成浓氨水、浓氨气或者液氨回收，或是采用酸吸收成为相应的铵盐。 蒸汽汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水（浓度在1000 mg?L-1以上），操作条件易于控制。对于浓度在1000~30000 mg?L-1，甚至更高浓度的氨氮废水，采用该法可以经一次处理后，氨氮浓度达到15 mg?L-1（国家一级排放标准）以下。 蒸汽汽提脱氨技术因为是以蒸汽为脱氨介质，由于蒸汽价格较高（约200元/吨），因此蒸汽消耗就成为了该技术关键指标。传统蒸汽汽提脱氨技术蒸汽消耗达到300kg/吨废水以上，因此传统蒸汽汽提脱氨技术成本很高。随着近些年来技术的进步，一些在传统蒸汽汽提脱氨技术上研究开发的新型蒸汽汽提脱氨技术已经大大降低了蒸汽单耗，达到了30kg/吨废水，因此新型蒸汽汽提脱氨技术正在高浓度工业氨氮废水处理领域得到广泛地推广应用，为我国氨氮污染物减排起到了强有力的技术支撑作用。 1.2.1.3折点加氯法 折点加氯法是将氯气通入水中，当投入量达到某一值（点）时，水中游离氯含量最低而氨的浓度降为零，当投入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此，该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化去除氨的的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气，氮气逸入大气。
吹脱法处理高浓度氨氮废水 作者：周明罗陈建中刘志勇 简介：对垃圾渗滤液处理难点进行了分析，阐述了垃圾渗滤液国内外处理现状、处理工艺对比、以及存在弊端，概述OFR新型专利技术处理垃圾渗滤液的原理、使用范围、技术优势及其推广方向，提出OFR 技术在高浓度有机废水处理有特殊的效果，已成功使用于国内外多家企业，尤其在垃圾渗滤液前预处理和经膜技术处理后的浓液处理方面有广阔的使用前景。 关键字：垃圾渗滤液浓缩液氨氮 高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20 年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现，在处理氨氮废水的使用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究使用。 1 吹脱技术 吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。 水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下： NH4++OH-NH3+H2O （1） 氨和氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算： Ka=Kw /K b=（C NH3·C H+）/C NH4+（2） 式中：Ka———氨离子的电离常数；
高浓度氨氮废水处理工艺 目前，工业废水、垃圾渗滤液、城市污水等高浓度氨氮废水对水体造成的危害已成为全世界关注的环境问题。绝大部分含氨氮的废水在未经任何处理或处理不达标的情况下直接排入水体，导致水体污染及富营养化，进而影响土壤、空气等。常见的含氮化合物主要包括有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮以及硝酸盐氮。其中氨氮是导致水体富营养化的主要污染物，其排放控制已成为目前水处理领域的重点和难点。 氨氮废水的处理方法有很多种，国内外学者针对该问题开展了大量研究。其中吹脱法是传统的高浓度氨氮废水处理方法，其设备占地面积小，操作灵活便捷，但也存在耗能大、处理成本高等缺点。成泽伟等采用超声波强化吹脱去除氨氮，去除率明显高于一般吹脱技术，且升幅超过50%。彭人勇等的研究也显示，超声波对吹脱的强化作用可以让氨氮去除率提升30%~40%。 沸石是含水多孔铝硅酸盐的总称，其晶体构造主要由(SiO)四面体组成，其中的部分Si4+为Al3+取代，导致负电荷过剩，故其结构中有碱金属(碱土金属)等平衡电荷的离子，同时沸石构架中存在较多的空腔和孔道。上述结构决定了沸石具有吸附、离子交换等性质，因此其对氨氮具有很强的选择性吸附能力。 本研究在超声吹脱工艺的基础上，利用改性沸石对超声吹脱后的高浓度氨氮废水进行超声强化吸附处理，考察了沸石粒度、吸附时间、沸石投加量、吸附温度、吸附超声功率等因素对处理效果的影响，以期为高浓度氨氮废水的处理提供参考。 一、实验部分 1.1材料和仪器 实验所处理废水为模拟高浓度氨氮废水，为NH4Cl和超纯水配制的NH4Cl溶液，氨氮质量浓度约为1200mg/L的，实验中以实测浓度为准。 吸附剂选用浙江省缙云县产天然沸石经复合改性后得到的改性沸石，密度2.16g/cm3，硬度3~4，硅铝比4.25~5.25，孔隙率30%~40%。 D-51型pH计：日本HORIBA有限公司;UV765型紫外-可见分光光度计：上海精密化学仪器有限公司;JJ50型精密电子天平：美国双杰兄弟(集团)有限公司;EVOMA15/LS15型扫描电子显微镜：北京欧波同有限公司。 1.2实验方法 1.2.1超声吹脱 实验装置如图1所示。超声波发生器通过将工频电转变为20kHz以上(一般为
高低浓度氨氮废水处理工艺的对比 导读：污水中因氨氮浓度不同分为高低浓度氨氮废水，在实际应用中氨氮浓度大于500PPM的废水需要预处理(称为高氨氮废水 )，然后配合低氨氮废水的处理工艺进行最后的脱氮，因高氨氮废水与低氨氮废水采用的工艺不同，本文大体介绍一下。 污水中因氨氮浓度不同分为高低浓度氨氮废水，在实际应用中氨氮浓度大于500PPM的废水需要预处理(称为高氨氮废水)，然后配合低氨氮废水的处理工艺进行最后的脱氮，因高氨氮废水与低氨氮废水采用的工艺不同，本文大体介绍一下！ 1、高浓度氨氮废水处理技术 （1）吹脱法 将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图1。 吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。将氨氮废水pH 调节至碱性，此时，铵离子转化为氨分子，再向水中通入气体，使其与液体充分接触，废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面，转至气相，从而达到去除氨氮的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。 蒸汽吹脱法效率较高，氨氮去除率能达到90%以上，但能耗较大，一般应用在炼钢、化肥、石油化工等行业，其优点是可回收利用氨，经过吹脱处理后可回收到氨质量分数达30%以上的氨水。空气吹脱法的效率虽比蒸汽法的低，但能耗低、设备简单、操作方便。在氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱法比较经济，同时可用硫酸作吸收剂吸收吹脱出的氨氮，生成的硫酸铵可制成化肥。 但是在大规模的氨吹脱-汽提塔生产过程中，产生水垢是较棘手的问题。通过安装喷淋水系统可有效解决软质水垢问题，可是对于硬质水垢，喷淋装置也无法消除。此外，低温时氨氮去除率低，吹脱的气体形成二次污染。因此，吹脱法一般与其他氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理。
吹脱法处理高浓度氨氮废水 摘要：文章阐述了高浓度氨氮废水的来源及危害，论述了吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术原理、影响因素，重点分析了液气比的影响和确定，提出了采用催化氧化法解决吹脱氨气的二次污染问题。 关键字：高浓度氨氮废水吹脱法液气比催化氧化 高浓度氨氮废水来源甚广且排放量大。如化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等均产生大量高浓度氨氮废水。大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，而且将增加给水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用[1]。氨氮废水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视，近20 年来，国内外对氨氮废水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，如生物方法有硝化及藻类养殖；物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、氨吹脱、化学沉淀法、折点氯化、电化学处理、催化裂解等。新的技术不断出现，在处理氨氮废水的应用方面展现出诱人的前景。本文侧重介绍吹脱法处理高浓度氨氮废水的技术特点及研究应用。 1 吹脱技术 吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体（若用水蒸气作载体则称汽提）。 水中的氨氮，大多以氨离子（NH4+）和游离氨（NH3）保持平衡的状态而存在。其平衡关系式如下： NH 4++OH-NH3+H2O （1） 氨与氨离子之间的百分分配率可用下式进行计算： Ka=Kw /K b=（C NH3·C H+）/C NH4+（2） 式中：Ka———氨离子的电离常数； Kw———水的电离常数； Kb———氨水的电离常数； C———物质浓度。
吹脱法处理高浓度氨氮废水试验 (蔡秀珍 李吉生 温俨) 摘要 本文就吹脱法处理高浓度氨氮废水试验过程,简述了试验技术路线与工艺流程,通过试验结果说明在碱性条件下,采用加温通空气吹脱处理高浓度氨氮废水,具有较好的处理效果,氨氮去除率可达95%以上,且无二次污染,工艺简单,操作简便,并对此法在生产中应用的可能性进行了探讨。 关键词 废水 氨氮 吹脱 处理 1.前言 太原市氨氮废水污染源主要来自太原化肥厂,该厂又主要来自纯碱车间生产废水,其废水中氨氮浓度平均在3000～4000mg/L,且流量大(100m3/h)。 氨氮废水处理有生物降解法,离子交换法,电渗析法、反渗透法、等效点氯化法等多种方法,但至今国内均未很好地推广应用于对高浓度氨氮废水的处理生产工艺。本文针对太原化肥厂纯碱车间高浓度氨氮废水采用吹脱法进行处理试验研究以及应用于生产的可能性作一论述。 2.吹脱法去除废水中氨氮的原理 在碱性条件下,大量空气与废水接触,使废水中氨氮转换成游离氨被吹出,以达去除废水中氨氮的目的。此法也叫氨解析法,解析速率与温度、气液比有关。气体组份在液面的分压和液体内的浓度成正比。解析时气膜总通量通常由下式表示: G=K?F(Co-C)?t 式中:G:t时间内逸出液体的气体总量 Co:液体内气体的实际浓度 C:扩散达到平衡时浓度 F:传质面积 K:解析系数 3.实验技术路线与处理流程 3.1絮凝沉淀,比较几种絮凝剂的絮凝沉淀效果,去除废水中悬浮物(SS)杂质。 3.2加碱调节pH值,确定吹脱法处理最佳pH值范围。 3.3试验最佳吹脱温度和最佳气液比。 3.4对吹脱出氨气进行吸收试验,避免二次污染。 3.5处理工艺流程(见图1) 4.实验结果 4.1加入三种不同絮凝剂,废水中悬浮物(SS)去除率为82.7～92.8%,氨氮(NH3-N)去除率为 5.6～9.9%(表1)。 4.2在pH>10条件下,通空气吹脱试验, NH3-N总去除率为66%。(p.v.c吹脱柱 50mm、H2000mm内装卵石填料)(表2) 表1 絮凝沉淀试验结果 絮凝剂沉降速率SS(mg/L)N H3-N(mg/L) 种类(cm/min)原水浓度处理后浓度去除率%原水浓度处理后浓度去除率% 1# 1.0347.625.292.83380.283192.18 5.6 2#0.4347.633.390.43380.28-- 3#0.5347.660.482.73380.283044.689.9
氨氮废水的几种处理技术 王昊 周康根 (中南大学冶金科学与工程学院 长沙410083) 摘 要 介绍了氨氮废水处理的各种方法及原理,综述了目前国内外氨氮废水处理的研究现状及进展,并提出今后氨氮废水处理应着重考虑的几个问题。 关键词 氨氮废水 处理 研究进展 The R esearch Development on the T reatment of Ammonia -nitrogen W astew ater W ANG Hao ZHOU K ang gen (School o f Metallurgical Science and Engineering ,Central South Univer sity Changsha 410083) Abstract The methods and principles of treating amm onia nitrogen wastewater are introduced ,the research status and developments at home and abroad are described and several problems in the treatment for amm onia -nitrogen wastewater considered in the future are put for 2 ward. K eyw ords amm onia nitrogen wastewater treatment research development 氨氮是水体污染因素中重要的污染物,主要来自城镇生活污水、各种工业废水及化学肥料和农家肥料等。水体中氮含量超标,不仅使水环境质量恶化,引起富营养化,还对人类以及动植物有严重危害。我国从20世纪80年代开始废水处理过程中脱氮的研究,但目前大多数污水处理厂仍未考虑脱氮的问题。因此对废水中氮的去除,特别是氨氮的去除需要引起高度的重视。本文介绍几种氨氮废水处理方法。 1 氨氮废水处理的主要方法1.1 吹脱法 氨吹脱工艺[1,2]是将水的pH 值提到10.5 11.5的范 围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水,常需加石灰,经吹脱可以回收氨气。 夏素兰 [3] 从相平衡与气液传质速率两方面分析了氨氮 吹脱工艺的影响因素,认为调节pH 值是改变吹脱体系化学平衡的重要手段,喷淋密度和气液比都是重要影响因素。胡继峰等[4]认为去除率要达到90%以上,pH 值必须大于12且温度高于90℃。胡允良等 [5] 实验室研究确定氨氮质量浓度 为7.27.5g/L 废水的最佳吹脱条件为:pH 值为11,温度为 40℃,吹脱时间2h ,出水中氨氮的质量浓度为307.4mg/L 。 黄骏等[6]采用吹脱法处理三氧化二钒生产的高浓度氨氮废水,在实验室试验的基础上进行工业试验,出水达标排放。 吹脱法主要用于处理高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多缺点,主要有:①环境温度影响大,低于0℃时,氨吹脱塔实际上无法工作;②吹脱效率有限,其出水需进一步处理;③吹脱前需要加碱把废水的pH 值调整到11以上,吹脱后又须加酸把pH 值调整到9以下,所以药剂消耗大;④工业上一般用石灰调整pH 值,很容易在水中形成碳酸钙垢而在填料上沉积,可使塔板完全堵塞;⑤吹脱时所需空气量较大,因此动力消耗大,运行成本高。 1.2 化学沉淀(M AP )法 在一定的pH 条件下,水中的Mg 2+、HPO 43-和NH 4+可以生成磷酸铵镁沉淀[7],而使铵离子从水中分离出来。 影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH 值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。 有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH 值为10.0,物质的量之比Mg ∶N =1.2、P ∶N =1.02时沉淀效果最好,氨氮去除率达到90%[8]。赵庆良等[9]研究表明,MgCl 2?6H 2O 和 Na 2HPO 4?12H 2O 组合沉淀剂优于MgO 和H 3PO 4组合,垃圾渗 滤液中的氨氮质量浓度可由5618mg/L 降低到65mg/L 。李芙蓉等[10]采用氧化镁和磷酸作为沉淀剂去除煤气洗涤循环水中高浓度的氨氮,效果良好。李才辉等[11]对M AP 法处理氨氮废水的工艺进行优化,研究表明氨氮的去除率随着反应时间的增加而增加,随着Mg ∶N 比值的增加而增加。刘小澜[12]探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH 值为 8.59.5的条件下,投加的药剂Mg 2+∶NH 4+∶PO 43-(摩尔比) 为1.4∶1∶0.8时,废水氨氮的去除率达99%以上,出水氨氮的质量浓度由2g/L 降至15mg/L 。 国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究。 S tratful 等[13]详细研究了影响磷酸铵镁沉淀及晶体生长的因 素,得出4点结论:①过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利;②镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素;③如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3h 的结晶时间;④沉淀的pH 值应大于8.5。 Battistoni 等[14]进行了用化学沉淀法从废水厌氧消化后的上 清液中同时回收氮和磷的研究。废水厌氧消化过程中,有机物中的氮和磷被微生物分解为无机的磷酸盐和氨氮,添加 MgO 可以生成磷酸铵镁沉淀可回收磷和氮。Lind 等[15]则进 行了用磷酸铵镁沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究,可以回收65.0%80.0%的氮。 ? 7?2006年第32卷第11期N ovenmber 2006 工业安全与环保 Industrial Safety and Environmental Protection
第一章、工程概况一、设计水量 ?设计小时处理量：设计水量为8 T/h 二、原水水质 根据业主提供提供资料，废水性质如表1： 表1 设计废水水质 三、处理出水指标 ?出水指标：氨氮≤150mg/l ?烟囱排放高度：H=15m 四、氨氮处理系统其它进水条件 ?pH调节：NaOH调碱至11～12，硫酸回调至7～8 ?进水温度：T ≥30℃
五、 废水处理工艺流程设计 1、 流程如图1所示： 图 1 工艺流程图 2、工艺流程说明 事故池的废水由泵提升至管道混合器调pH 后进入预处理塔，同时碱泵将碱打管道混合器。经预处理塔处理后出水进入超声水池，污水经过调节pH 至11～12及加入脱氮剂后超声处理，污水中的氨在超声空化的作用下，加速了污水中氨及铵盐的分解，再经过泵提升至氨吹脱吸收塔（我公司专利）处理后，污水的氨氮指标可以降到150mg/L 以下。脱胺后的废水进入pH 回调池，后进入后续生化处理系统。 吹脱出的含氨废气进入回收塔，由泵将循环水箱的吸收液打至吸收段将废气中的氨吸收，净化气外排，当吸收液达到饱和状态，及时将饱和溶液打到指定储罐并向回收塔添加 净外气外排 回收液至贮罐
新的吸收液。预处理塔及超声水池的含氨废气进入2#回收塔净化，过程与1#回收塔同，净化气外排入大气环境。 六、设备一览表
第二章、操作程序 一、系统检查 （1）设备检查：系统运行前，对系统每台设备状况及系统管道要全面仔细检查。（2）系统检查：系统运行前检查级超声池水位，碱槽液位，吹脱吸收塔下的水位。仔细查看各个管道阀门的起闭情况。 二、开机程序 （1）开启原水提升泵将废水泵入预处理塔，同时启动加药泵、超声风机及引风机，根据流量计控制好水泵加药量进行PH调节，PH值应控制在11.5以上；待pH调节及超声水池有一定水位，开启吹脱风机、循环水泵2--5分钟后启动超声水池废水提升泵。
高浓度氨氮废水处理工艺 工业废水氨氮处理工艺： 工业废水——原水泵——粗格栅——曝气沉砂——细格栅—— 池——消毒池——出水 一、氨氮废水处理技术 1.传统脱氮工艺 活性污泥法脱氮的传统工艺[1]是在1969年美国的巴茨（Barth）提出的，被称为三级活性污泥法，是以氨化、硝化和反硝化3步反应过程为基础建立起来的。活性污泥含有有机物降解菌、硝化菌和反硝化菌，它们分别在各自的反应池内生长繁殖，并且有各自的沉淀池和回流设施，如图1.1所示。在实践中还可采用两级生物脱氮系统（如图1.2所示），将前两级BOD去除和硝化两道反应过程合在同一反应器内进行，第一级池去除BOD，将有机氮转化为NH3、NH4+，同时使NH3、NH4+进一步氧化成NO x－-N。第二级池在缺氧条件下，将NO x－-N还原为氮气，并逸出大气，应采取厌氧－缺氧的运行方式。碳源，既可投加CH3OH （甲醇）作为外加碳源，亦可引入原废水作为碳源。 该工艺优点反应速率大，而且比较彻底。缺点是处理设施多，占地面积大，造价高，管理不够方便，因此在实践中采用比较少。
图1.1 传统活性污泥法脱氮工艺（三级活性污泥法流程） 图1.2 两级生物脱氮工艺 2.A/O法 A/O脱氮工艺是80年代初开发出来的工艺流程（图1.4）。废水经预处理和一级处理后，首先进入缺氧池，利用氨化菌将废水中有机氮转化成NH3-N，与原废水中的NH3-N一并进入好氧池。在好氧池中，除与常规活性污泥法一样对含碳有机物进行氧化外，在适宜的条件下，利用亚硝化菌及硝化菌，将废水中NH3-N硝化生成NO x－-N。为了达到废水脱氮的目的，好氧池中硝化混合液通过内循环回流到缺氧池，利用原废水中有机碳作为电子供体进行反硝化，将NO x－-N还原成氮气。与传统生物脱氮工艺相比，A/O系统不用投加外加碳源，
高浓度氨氮废水处理 过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮（500 mg/L以上，甚至达到几千mg/L），以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。 王文斌等[1]对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25 ℃,气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000 mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。 王有乐等[2]采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882 mg/L）进行了处理试验。最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40 min，气水比为l000：1试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脱后氨氮在100 mg/L以内。 为了以较低的代价将pH调节至碱性，需要向废水中投加一定量的氢氧化钙，但容易生水垢。同时，为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染，需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。 Izzet等[3]在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液（2240 mg/L）时发现在pH＝11.5，反应时间为24 h，仅以120 r/min的速度梯度进行机械搅拌，氨氮去除率便可达95％。而在pH＝12时通过曝气脱氨氮，在第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85％。据此认为，吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。 1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而，蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明，每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率达到了78.5%，且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。 Milan等[5]用沸石离子交换法处理经厌氧消化过的猪肥废水时发现Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo 中Na-Zeo沸石效果最好，其次是Ca-Zeo。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率，综合考虑经济原因和水力条件，床高18 cm（H/D=4），相对流量小于7.8BV/h是比较适合的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度的影响较大。 应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。蒋展鹏等[6]采用电渗析法和聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水可取得良好的效果。电渗析法处理氨氮废水2000～3000 mg/L，去除率可在85％以上，同时可获得8.9％的浓氨水。此法工艺流程简单、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。PP中空纤维膜法脱氨效率＞90％，回收的硫酸铵浓度在25％左右。运行中需加碱，加碱量与废水中氨氮浓度成正比。 乳化液膜是种以乳液形式存在的液膜具有选择透过性，可用于液-液分离。分离过程通常是以乳化液膜
高氨氮废水处理技术及其发展趋势 （能源与环境学院，环境工程072班，学号：200701144210） 摘要：经济有效地控制氨氮废水污染是当前面临的重大课题。本文简述了高浓度氨氮废水的危害, 介绍了对高浓度氨氮废水处理的处理方法, 并对这些方法工艺的优缺点做出了分析，对今后高氨氮废水的处理技术作出了展望。 关键词：脱氨氮废水处理技术发展 一、引言 随着人们生活水平的提高和对环境要求的加强、环境污染治理的加强和环保技术的发展，水体中有机物的代表指标——COD 基本上得到有效控制，但是，含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制，未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害，如易导致湖泊富营养化，海洋赤潮等。 随着社会经济的发展,来源广泛的高氨氮废水处理越来越受到重视,像传统领域的化工、制革、屠宰等行业废水的预处理主要采用物化的吹脱工艺或投加氯系氧化剂的化学处理工艺,在市政污水处理方面,随着排放标准的提高,A /O或A /A /O的生化处理工艺得到了越来越广泛的应用。本文总结了高氨氮废水处理技术、现状及其发展趋势等。 二、技术简介 许多方法都能够有效的处理氨氮，如物理化学法有吹脱、气提、折点加氯、离子交换、混凝沉淀、反渗透、电渗析及各种高级氧化技术（AOTs）等多种方法；生物方法有硝化及水藻等水生植物养殖。但具有应用方便，处理效果稳定、适应废水水质及比较经济等优点，并且目前实用性较好、研究较多、具有良好发展用前景的有：氨吹脱、化学沉淀法、高效生物脱氮法和高级氧化技术。 1. 吹脱法 吹脱法是目前处理氨氮废水最普遍应用的方法之一。研究主要集中在：吹脱设备（吹脱池、吹脱塔）、吹脱形式（自然吹脱、鼓风吹脱）、填料形式（规整填料、拉西环、聚丙烯鲍尔环等）吹脱参数（pH 值、气水比、吹脱温度等）。 吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+)，通过调节pH 值转化为分子态氨，随后被通入的空气或蒸汽吹出。影响吹脱效率的主要因素有：pH 值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。。研究结果表明：当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。 炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水，常含有很高浓度的氨，因此常用蒸汽吹脱法处理。 吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理，该处理技术优点在于除氨效果稳定，操作简单，容易控制。但如何提高吹脱效率、避免二次污染及如何控制生产过程水垢的生成都是氨吹脱法需要考虑的问题。 2.化学沉淀法(MAP 法) 化学沉淀法是在含有NH4+离子的废水中，投加Mg2+和PO43-，使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4·6H2O(简称MAP)结晶，通过沉淀，使MAP 从废水中分离出来。 化学沉淀法尤其适用于处理高浓度氨氮废水，且有90%以上的脱氮效率。在废水中无有毒有害物质时，磷酸氨镁是一种农作物所需的良好的缓释复合肥料。处理时，若pH 值过高，易造成部分NH3 挥发。建议缩短沉淀时间，适当降低
高浓度氨氮废水处理 废水处理, 高浓度废水处理, 高浓度 过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮（500 mg/L以上，甚至达到几千mg/L），以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。 王文斌等[1]对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25 ℃,气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000 mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。
王有乐等[2]采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882 mg/L）进行了处理试验。最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40 min，气水比为l000：1试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脱后氨氮在100 mg/L 以内。 为了以较低的代价将pH调节至碱性，需要向废水中投加一定量的氢氧化钙，但容易生水垢。同时，为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染，需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。 Izzet等[3]在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液（2240 mg/L）时发现在pH＝11.5，反应时间为24 h，仅以120 r/min的速度梯度进行机械搅拌，氨氮去除率便可达95％。而在pH＝12时通过曝气脱氨氮，在第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85％。据此认为，吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。 1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而，蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明，每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率达到了78.5%，且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。
氨氮废水解决方式主要有蒸汽获取法、生化法、离子交换法、点氯化法和磷酸镁沉淀法。当前阶段在国内选用生化法和蒸气法，海外选用生化法和磷酸铵镁离子交换法。汽提法重要用作中、高浓度、高流量氨氮废水的解决。获取后的氨气能够回收再利用,但存有着降垢非常容易、超低温氨氮除去高效率低、获取时间长、二次环境污染和氨氮浓度值高等缺陷。说明了危害汽提法的首要条件，提高了氨氮去除率。这对操纵氨氮处理成本费用，操纵水资源污染，开展大城市可持续发展观观具备重要现实意义。 一、吹脱原理 剥离方式的基本概念是运用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际上浓度值与均衡浓度值中间的差别，并在碱性前提条件下应用气体开展汽提，鉴于气体在这段时间持续排出来。剥离全过程，气体更改。气相中氨的浓度值促使实际上浓度值一直小于在该前提条件下的均衡浓度值，末尾融解在废水中的氨不断根据气-液页面，促使NH3-N在一般用气体除去废水。做为载体。 氨汽提是一类传质全过程。推动力来自空气中氨分压与废水中氨浓度值平衡分压之差。气体组分在液位的分压和液体中的浓度值合乎亨利定理，即占比关联。这类方式也称之为“氨分析法”。分析速率与气温和气液比相关。 吹脱法的基本概念是气液平衡论和传质速率理论.废水中的NH3-N一般以铵态(NH4)和游离氨(NH3)的形式存有. 当pH为中性时，NH3-N重要以铵离子(NH4+)的形式存有。当pH为碱性时，NH3-N 重要处在游离氨(NH3)的状态。剥离方式是在沸水中加入碱以调节pH。该值为碱性，废水中的NH4+首先转化为NH3，然后根据蒸汽或气体解吸，将废水中的NH3转化为气相，从而从水中除去NH3-N。常见的气体或水蒸气做为载气，前者称之为气体吹脱，后者称之
高氨氮废水处理技术方法选择 发表时间：2017-06-22T14:48:04.100Z 来源：《基层建设》2017年6期作者：刘策刘土发[导读] 摘要：探讨工业化生产中所产生的高氨氮废水的处理工艺，对于当前的主要处理技术进行简单讨论，并对其实用性进行相关分析。 中国空分工程有限公司 摘要：探讨工业化生产中所产生的高氨氮废水的处理工艺，对于当前的主要处理技术进行简单讨论，并对其实用性进行相关分析。在对高氨氮进行处理时，可以根据处理需要选择恰当的处理方式。 关键词：高浓度氨氮废水；物化法；生物法工业化时代，推动经济发展的同时，也带来了相应的化工废水处理的问题。尤其是近年来，污水的富营养化等现象日益严重，化工废水主要表现为高浓度、高氨氮、难降解等特点。尽管政府通过相应的法律规范提高人们的环保意识，规范企业的生产，化工废水污染问题在一定程度上有所缓解。但是由于化工废水所引起的环境问题依旧严峻，特别对于高氨氮废水的处理需要引起一定的重视。本文就其相关 问题进行探讨。 一、高氨氮废水处理技术现状和应用情况 高浓度的氨氮废水中所含有的氨氮浓度极高，并对环境造成了极大的危害。我国每年的在工业生产中会产生大量的高浓度氨氮废水，并且呈现逐年增加的趋势。高氨氮废水的处理方式比较多，就其各自的特点可以分为两大类，物化法和生物法[1]。下文中对两大类又做了详细的介绍。 二、物化法 （一）吹脱法 吹脱法的工作原理是通过调节废水中的pH值到碱性，使电离平衡向分子氨转变，再通过鼓入大量空气将氨气带出，从而实现对氨氮的处理。影响最终吹脱效果的相关因素包括pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间等。这种处理技术常常使用在有机化工行业，比如生产废水氨氮浓度极高的炼钢等相关行业。吹脱法一般采用填料吹脱塔，主要特征是在塔内装置一定高度的填料层，利用有大表面积的填充塔来实现气水充分接触，以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。结果表明，当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。相关调查研究表明，这种高氨氮的处理技术一般被用作高浓度氨氮废水的预处理。同时，这种处理技术操作比较简单，容易控制，通常处理效果也比较稳定。吹脱法的主要不足在于，会产生二次污染，并且在操作过程中极其容易产生水垢，后续处理也比较麻烦。段落修改（二）折点加氯法 折点加氯法是利用一定数量的氯气通过氧化原理，将高浓度的氨氮转化为氮气，从而实现高浓度氨氮的处理。在运行操作过程中所需的实际氯气量是由pH值、温度以及氨氮浓度所决定的[2]。通常前况下，这种处理技术所需要的设备投资比较少，并且反映也比较迅速，但这种处理技术中液氯的使用成本极高。在有的研究中发现，可以使用其他物质代替液氯，能够减少运行成本。但是目前国内这类技术并不是特别成熟，发生装置相对比较少，价格成本也比较高。所以目前国内使用折点加氯法处理高氨氮废水的实际工程运用比较少，通常将其用来作深度脱氮。 （三）离子交换法 在现有技术的基础上，离子交换通常采用沸石作为去除氨氮的离子交换体。这种处理技术比较著名的是利用安徽宣城天然的沸石为吸附材料的实验，这种天然沸石的吸附性比较强，以其为材料进行包括静态和动态的实验，研究高浓度氨氮废水中的氨氮浓度，pH值，水质情况，过滤条件，以及过滤速度和时间对于处理效果的影响。在这项研究中的数据如下：“静态试验结果表明,当氨氮初始浓度为10mg/L、pH值为7～9、沸石粒径为20～40目时,沸石的静态吸附容量为1.6mmolNH4+/g。动态试验结果表明,在滤速为2m/h、停留时间为30min的条件下,出水氨氮<2mg/L,沸石产水量为0.62L/g。”这项研究结果具有十分重要的意义，为天然沸石深度处理氨氮废水技术的应用提供了参考依据，也为以后的高氨氮的处理技术提供了新的思路。 （四）磷酸铵镁沉淀法 磷酸铵镁沉淀法主要是通过化学反应，利用镁化合物和磷酸的化学作用，生成磷酸铵镁沉淀,从而达到对高氨氮废水的处理的目的。这种操作技术比较精细，百分之九十的氨氮都能得到有效的处理。但是需要注意在使用这种处理技术操作的时候，尽量缩短沉淀时间，同时可以适当地降低pH值。因为当pH值达到一定数值的时候，会有氨气的挥发。 用化学沉淀法处理高浓度氨氮废水，其优点在于操作技术相对比较简单，同时效率相对比较高。不足之处在于药剂投加费用较高，废水中的氨氮残留浓度也比较高，难以达到目前国家相关排放标准要求，同时，反应所产生的沉淀物如何处理也是一个比较突出的问题，随意处置会对环境造成严重的二次污染。 三、生物法 （一）传统生物脱氮方法 传统意义的硝化是充分利用好氧硝化菌和废水中的氨氮的氧化反应，生成硝酸盐，最终实现工业废水中的氨氮处理。而这类处理技术中，要求大量的氧，通常要求所溶解的氧的浓度在每升1.2到2.0mg之间，同时不能低于0.5mg，否则会造成氧化作用的停止。在硝化反应中会有有大量硝酸的形成，也就是说，反应环境中的酸浓度提高，这时便要求一定数量的碱进行酸碱中和，平衡反应环境。相关研究表明，硝化作用最适宜的pH值在7.5到8.5左右。反硝化反应则与上述反应的逆向发生，利用无氧条件下，把硝酸盐氮重新还原为氮气[3]。在这其中，需要注意，反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在有氧的情况下，会进行好氧呼吸，而在无氧的条件下，则以有机碳为电子供体营养源进行反硝化反应。有相关的调查数据显示：“反硝化过程中，通常要求C/N应为2.86，当废水中的C/N大于2.86时才能充分满足反硝化对碳源的要求。废水中C/N愈小，反硝化去除率也愈低，实际操作运行中一般控制C/N在3.0以上。” 生物处理对氨氮的降解比较彻底、运行费用相对也比较低。因此在实际应用中也比较广泛。上世纪80年代开始，人们逐渐发现反硝化处理技术操作流程并不是特别复杂，对于碳源和碱度需求也比较低，凭借其独特优势，迅速被人们可定，并成为一种重要的脱氮处理技术。近年来，随着技术的不断的成熟和发展，又出现了许多新兴的处理技术。比如生物接触氧化脱氮工艺、氧化沟脱氮工艺、SBR 脱氮工艺及MBR脱氮工艺等新的生物处理技术。