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氨氮废水处理

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氨氮废水处理

中华硕博网核心提示:摘要：综述了目前国内外高浓度氨氮废水处理方法中物化法、生化联合法和新型生物脱氮法的原理、应用以及研究进展情况，并指出了各种方

文摘：综述了国内外物化法、生化组合法和新型生物脱氮法处理高浓度氨氮废水的原理、应用及研究进展，指出了各种方法存在的问题。指出新型高效生物脱氮工艺和简单实用的生化组合工艺是今后研究的重点。

关键词：高浓度氨氮废水物化法生化联合法新型生物脱氮

过量的氨氮排入水体会导致水体富营养化，降低水体的观赏价值，氧化态硝酸盐和亚硝酸盐也会影响水生生物乃至人类的健康。因此，废水脱氮处理引起了广泛关注。目前，脱氮的主要方法有生物硝化反硝化、断点氯化、气提汽提和离子交换。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中含有非常高浓度的氨氮。由于生物抑制或游离氨氮的成本，上述方法的应用将受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可分为物化法、生化组合法和新型生物脱氮法。

1物化法1吹脱法

在碱性条件下，它是一种利用氨氮气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的方法。一般认为汽提效率与温度、pH值和气液比有关。

王文斌等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2000～4000mg/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。

王友乐等利用超声波反吹技术处理化肥厂高浓度氨氮废水。最佳工艺条件为pH=1，超声波吹扫时间40min，气水比1000:1。试验结果表明，超声波辐射后，氨氮吹扫效果显著提高。与传统吹炼工艺相比，氨氮去除率提高17%～164%，超过90%，吹炼后氨氮小于100mg/L。

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，但轻易生水垢。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等人发现，当pH=1时，反应时间为24小时，仅在120r/min的速度梯度下进行机械搅拌，氨氮去除率可达到95%。当pH=12时，氨氮通过曝气去除，pH在第17小时开始下降，氨氮去除率仅为85%。因此，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。

2沸石脱氨法 沸石中的阳离子与废水中的NH4+交换，达到反硝化的目的。沸石通常用于处理低浓度含氨废水或含有微量重金属的废水。然而，姜建国等人讨论了沸石吸附去除垃圾渗滤液中氨氮的效果和可行性。小规模试验结果表明，每克沸石都有吸附15mg氨氮的极限电位。当沸石粒径为30~16目时，氨氮去除率可达78.5%。当沸石的吸附时间、用量和粒径相同时，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，用沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。

milan等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18cm，相对流量小于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。

沸石脱氨法的应用必须考虑沸石的再生。通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，必须对产生的氨进行处理。

3膜分离技术

一种利用膜的选择性渗透性去除氨氮的方法。该方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。姜占鹏等用电渗析和聚丙烯中空纤维膜处理高浓度氨氮无机废水，取得了良好的效果。电渗析法可处理2000~3000mg/L氨氮废水，去除率可达85%以上，同时可获得8.9%的浓氨氮。该方法工艺流程简单，不消耗试剂。操作过程中消耗的功率与废水中氨氮的浓度成正比。PP中空纤维膜法脱氨效率在90%以上，回收的硫酸铵浓度在25%左右。操作过程中需要添加碱，碱的量与废水中氨氮的浓度成正比。

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为分离介质，在油膜两侧通过nh3的浓度差和扩散传递为推动力，使nh3进入膜内，从而达到分离的目的。用液膜法处理某湿法冶金厂总排放口废水，当采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚为表面活性剂用量为4％～6％，废水ph调至10～1乳水比在1：8～1：1油内比在0.8～5。硫酸质量分数为10％，废水中氨氮去除率一次处理可达到97％以上。

4map沉淀法

主要是利用以下化学反应：mg2++nh4++po43-=mgnh4po4

理论上，高浓度氨氮废水在10c13生成5×磷酸镁铵时，按一定比例加入磷盐和镁盐，去除废水中的氨氮。Mu outline等人采用向高浓度氨氮的工业废水中添加MgCl 2-6h 2O和Na 2HP 04-12h 20的方法，形成磷酸镁铵沉淀，以去除高浓度氨氮。结果表明，在pH值8.9l、Mg2+、NH4和p043摩尔比为25:1、反应温度25℃、反应时间20min、沉淀时间20min的条件下，氨的质量浓度可从9500mg/L降至460mg/L，去除率大于95%。由于大多数废水中镁盐的含量低于磷酸盐和氨氮的含量，尽管生成的磷酸铵镁可以用作农业肥料以抵消部分成本，但添加镁盐的成本仍然是限制该方法实施的主要因素。海水取之不尽，而且含有大量镁盐。Kumashiro等人利用海水作为镁离子源，研究了磷酸铵镁的结晶过程。盐水是制盐的副产品，主要含有氯化镁和其他无机化合物。Mg2+约为32g/L，是海水的27倍。Lee等人分别以MgCl 2、海水和盐水为Mg>2+源，采用磷酸铵镁结晶法处理养猪场废水。结果表明，pH值是最重要的控制参数。当终点pH为≈ 9.6，反应可能在10分钟内结束。由于废水中N/P的不平衡，与其他两种Mg2+源相比，盐水的除磷效果相同，但脱氮效果稍差。5化学氧化法是利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行去除的方法。断点氯化是利用水中的氨与氯气反应生成氨以去除氨。这种方法也可以起到杀菌作用，但产生的余氯会对鱼类产生影响，因此必须安装余氯去除设施。在溴的存在下，臭氧和氨氮将发生以下类似于断点氯化的反应：Br-+O3+H+→ HBrO+O2，NH3+HBrO→ nh2br+H2O、nh2br+HBrO→ nhbr2+H2O，nh2br+nhbr2→ N2+3Br-+3H+。Yang等人使用有效容积为32L的连续曝气柱对合成废水进行了实验研究，以探索BR/N、pH和初始氨氮浓度对反应的影响，从而确定去除最多氨氮和形成最少NO3-的最佳反应条件。结果表明，当氨氮负荷为6～0kg/h时，NFR与Br-/N在对数坐标系下呈线性相关，随着氨氮负荷的降低，NFR降低。当pH=0时，NFR和bro-BR最小。溴-溴可通过Na2SO3进行定量分解，Na2SO3的用量可通过ORP控制。2生化-物化联合法处理高浓度氨氮废水不会因氨氮浓度过高而受到限制，但不能将氨氮浓度降低到足够低。高浓度的游离氨或亚硝酸盐氮会抑制生物脱氮。在实际应用中，采用生化组合的方法，对高浓度氨氮废水进行物化处理后再进行生物处理。鲁平平研究了吹脱-缺氧-好氧工艺处理高浓度氨氮垃圾渗滤液。结果表明，当反萃条件控制在pH=9，反萃时间为12h时，反萃预处理可去除废水中60%以上的氨氮。缺氧-好氧生物处理后，氨氮和COD的去除率为90%。Horan等人使用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液。结果表明，当氨氮负荷为0.71kg/h时，硝化去除率可达90%以上，COD去除率可达70%，BOD均能去除。Fikret等人采用石灰絮凝沉淀+空气吹脱作为预处理手段，提高渗滤液的可生化性，并向后续的好氧生化处理池中添加吸附剂。结果表明，当吸附剂浓度为0~5g/L时，COD和氨氮的去除率随吸附剂浓度的增加而增加。沸石对氨氮的去除效果优于活性炭。膜生物反应器技术是一种新型高效的废水处理技术

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废水中氨氮的去除

废水中氨氮的去除

废水中氨氮的去除

废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在.生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。

一、生物硝化与反硝化（生物陈氮法）

（一） 生物硝化

在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为：

由上式可知：（1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4。57g；(2）硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度（以CaCO3计) 7。lg。

影响硝化过程的主要因素有：（1）pH值 当pH值为8。0～8。4时(20℃），硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰,维持pH值在7.5以上;（2）温度

温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；（3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 ＝0.3～0.5d—1（温度20℃,pH8.0～8。4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 .在实际运行中,一般应取 ＞2 ，或 ＞2 ；(4）溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；(5)BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌,而BOD氧化菌是异养型菌.若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势,结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5）/kg（SS).d以下。

(二） 生物反硝化

在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌）的作用，将NO2—-N和NO3——N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体（氢供体)是各种各样的有机底物（碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：

氨氮废水处理技术介绍(详解)

氨氮废水处理技术介绍(详解)

氨氮废水处理技术介绍（详解）

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，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。氨氮废水主要来自化工、冶金、化肥、煤气、炼焦、鞣革、味精、肉类加工和养殖等行业。排放的废水以及垃圾渗滤液等。氨氮废水对鱼类及某些生物也有毒害作用。另外，当含少量氨氮的废水回用于工业中时，对某些金属，特别是铜具有腐蚀作用，还可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖，形成生物垢，堵塞管道和设备。处理氨氮废水的方法有很多，目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。

一、化学沉淀法

化学沉淀法又称为MAP沉淀法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水中的NH4﹢与Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀，分子式为MgNH4P04.6H20，从而达到去除氨氮的目的。磷酸按镁俗称鸟粪石，可用作堆肥、土壤的添加剂或建筑结构制品的阻火剂。反应方程式如下:

Mg²﹢＋NH4﹢＋PO4³﹣＝MgNH4P04.6H20

影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg²﹢):n(NH4﹢):n(P04³-))等。

化学沉淀法的优点是当氨氮废水浓度较高时，应用其它方法受到限制，如生物法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法等，此时可先采用化学沉淀法进行预处理;化学沉淀法去除效率较好，且不受温度限制，操作简单;形成含磷酸馁镁的沉淀污泥可用作复合肥料，实现废物利用，从而抵消一部分成本;如能与一些产生磷酸盐废水的工业企业以及产生盐卤的企业联合，可节约药剂费用，利于大规模应用。化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铁镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投人药剂量，则去除效果不明显，且使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。 二、吹脱法

去除氨氮的最好方法

去除氨氮的最好方法

去除氨氮的最好方法

氨氮是指水中溶解态氨和氨离子的总量。在环境保护和水处理过程中，去除氨氮是一项重要的任务。常见的去除氨氮的方法有生物法、物理法和化学法。下面将详细介绍这些方法：

1. 生物法：

生物法是指利用微生物对水体中的氨氮进行处理的方法。常见的生物法包括活性污泥法、生物接触氧化法和固定化微生物法。

- 活性污泥法：活性污泥法是将含氨氮的水体与活性污泥混合反应，通过微生物的代谢作用将氨氮转化为氮气。该方法适用于处理中低浓度的氨氮污染水体，但对污水中有机负荷和微量有毒物质较敏感。

- 生物接触氧化法：生物接触氧化法是将水体与生物载体（如颗粒污泥）接触反应，通过附着在载体上的微生物代谢将氨氮转化为氮气。这种方法适合处理高浓度氨氮的废水。

- 固定化微生物法：固定化微生物法是将微生物固定在某种载体（如泡沫塑料、陶瓷颗粒等）上，通过微生物对氨氮的降解作用去除氨氮。这种方法能够适应高浓度氨氮的废水处理，并且具有一定的抗负荷冲击能力。

2. 物理法： 物理法是指通过物理手段将水中的氨氮去除的方法，常见的物理法包括吸附法、膜分离法和气体扩散法。

- 吸附法：吸附法是利用吸附剂将水中的氨氮吸附到固体表面上，并实现去除的方法。常用的吸附剂有活性炭、天然矿物、离子交换树脂等。吸附法适用于处理氨氮浓度较低的水体。

- 膜分离法：膜分离法是通过薄膜的选择性渗透作用将水中的氨氮分离出去的方法。常见的膜分离法包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等。膜分离法适用于处理氨氮浓度较低并且水质要求较高的水体。

- 气体扩散法：气体扩散法是将含氨氮的水体与气体（如空气）接触，通过气体的扩散将氨氮从水中转移到气相。这种方法适用于氨氮浓度较低并且需要降低水体中溶解气体含量的情况。

3. 化学法：

化学法是通过化学反应将水中的氨氮与某些试剂反应生成不溶性沉淀物而去除的方法。常用的化学法有硫酸铵法、硫酸镁法和氯化铁法等。

- 硫酸铵法：硫酸铵法是将硫酸铵加入含氨氮的水体中，氨氮与硫酸铵反应生成铵盐沉淀而达到去除氨氮的目的。该方法适用于处理氨氮浓度较高的水体。

吹脱法处理氨氮废水

吹脱法处理氨氮废水

吹脱法处理氨氮废水

吹脱法的基本原理是利用氨氮具挥发性的特点,采用溶液中氨氮

的实际浓度与确定条件下平衡浓度间存在差异的办法,在碱性条件下

使用空气进行吹脱。由于废水外气相环境的氨浓度总是小于吹脱出水

气相中的平衡浓度,离子态铵转化为分子态氨,调节废水pH至碱性,通

入空气后,废水中溶解的气体和挥发性溶质不断地穿过气液界面进入

气相,使废水中的氨得以脱除。氨吹脱是一个解吸的过程,氨在气相中

的平衡分压与氨在液相中的平衡浓度符合亨利定律。NH4++OH-=NH3+H2O.影响氨氮吹脱效率的因素主要是温度、气液比

等。吹脱塔和吹脱池是氨氮吹脱的主要装备。刘文龙等采用吹脱法对

某高浓度氨氮废水进行脱氮处理,试验结果表明:当pH=11.5,温度为80,

吹脱处理120min的氨氮去除率达99.2%。彭人勇等对某含氨氮印染

废水采用超声吹脱技术进行深度处理,结果表明:在不调节废水pH值,

温度为30,超声波功率为100W,反应时间为150min情况下,废水中氨氮

的脱除效率达90.78%,比传统吹脱技术提高效率30~40个百分点。

江涛等采用吹脱法对含高浓度氨氮的稀土废水进行脱氨试验,分

析了pH、HRT、气液比、吹脱水温等因素的影响,结果表明:当pH=12,

吹脱水温为30,气液比(通入空气和含有氨氮的废水的体积比)为6000,

吹脱时间为3h时,废水的氨氮浓度可由2420mg/L降到99.68mg/L,脱

氮效率高达96%,吹脱产生的废气用酸进行吸收处理并加以回收利

用。吹脱法与其他方法比较,其常用于处理浓度较高、流量较大的氨氮废水,具有工艺简单,操作简便,成本和维护费用较低,适应性较强,氨

氮脱除效率较高等特点,且吹脱法逸出的氨气可被有效回收利用。该

方法存在的问题是:受废水温度的影响较大,低温情况下氨氮的去除效

率较低,吹脱时间较长,氨氮的出水浓度偏高,对氨氮脱出过程的稳定

性有影响,且可能产生二次污染,吹脱容器易结垢等。