氨氮废水处理技术研究进展_刘莉峰

［摘要］ 概括了氨氮废水的生物法、吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、膜分离法、离子交换法、氧化法等常用处 理方法，并分析了其影响因素，介绍了氨氮废水处理技术的研究现状，根据实际工程要求，系统分析了各种氨氮废水 处理方法存在的问题和发展趋势，为氨氮废水处理技术的应用提供参考。 研究表明，在氨氮废水的预处理和深度处 理阶段联合使用多种氨氮处理方法，能够得到较好的脱除效果。
过量的氨氮对废水的处理及回用造成了严重影
响， 寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生 产具有重大意义。
1 常用氨氮废水处理方法
1.1 生物法 生物法是利用各种微生物的协同作用， 通过氨
化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮最终 转化为氮气排放从而去除氨氮的方法， 主要包括传 统硝化反硝化、短程硝化反硝化、同步硝化反硝化和 厌氧氨氧化等工艺。 高浓度的氨氮对硝化过程有抑 制作用， 因此生物法常用来处理含有机物较多但氨 氮浓度相对较低的废水， 对采用生物法处理高浓度 废水的研究较少。
水氨氮质量浓度为 1 200 mg/L，出水氨氮质 量 浓 度 为 60 mg/L， 满 足 后 续 深 度 处 理 要 求 ， 经 深 度 处 理 出 水 氨 氮 质 量 浓 度 为 5 mg/L， 总 处 理 成 本 约 11.3 元/m3。
吹脱法主要用于对高浓度氨氮废水的预处理， 其脱氮效率较高，但处理过程中需要通入大量蒸汽， 能耗大；释放出的氨气会造成二次污染，需强酸吸收 废气；设备易结垢。 为解决这一系列问题，在吹脱工 艺中引入了超声波技术， 超声辐射与水体作用能够 产生空化效应， 游离氨在这一特殊作用下热解为氮 气 和 氢 气 ，空 化 效 应 下 水 处 于 超 临 界 状 态 〔9〕， 使 氨 气 的传质速度加快，更易从废水中吹脱去除；吹脱产生 的气泡亦可促进空化效应。
化学沉淀法操作简单易懂，对氨氮的去除率高， 沉淀物不仅是一种农业肥料， 还可作为灭火剂进行
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灭火，但沉淀剂在水体中引入的余磷易造成二次污 染，化学沉淀法的主要影响因素为 pH，在处理废水 时需根据实际情况进行 pH 调节，增加了处理成本。 化学沉淀法主要用于处理可生化性差的高浓度氨 氮废水，但近几年的研究表明，此方法对低浓度氨 氮也有一定去除能力，但受初始氨氮浓度的影响 较大。 1.4 折点氯化法
刘 华 等 〔7〕采 用 蒸 氨/氨 吹 脱 两 级 工 艺 处 理 工 业 废水，在 pH=11，温度 25 ℃，空气流速为 128 m/min 的条件下，吹脱 1.5 h 后出水水质达到天津市《污水 综合排放标准》（DB 12/356—2008）的三级标准，同 时对氨水进行回收，实现了资源回收利用。 黄军 等〔8〕采用吹脱法对某化 工 企 业 废 水 进 行 预 处 理 ，进
水， 考察 pH 和沉淀剂加入量及配比对氨氮去除效 果 的 影 响 ， 实 验 结 果 表 明 ：pH=9.0，n （NH4+）∶n （Mg2+）∶ n（PO43－）=1∶1.3∶1.3 时，氨氮去除率可达 98.48%。 王 文华等〔13〕采用 MAP 法对低浓度氨氮污海水进行处 理，该方法利用海水中存在的大量 Mg2+，省去一部分 沉 淀 剂 投 入 ，节 约 了 处 理 成 本 ，在 pH 为 9.5~10.5， n（NH4+）∶n（PO43－）=1∶1.1，氨氮质量浓度为12 mg/L 的 条件下，氨氮去除率为 42.80%，该结果表明沉淀法 对低浓度氨氮废水也有一定的处理效果， 结合实际 情况选用可降低处理费用。
第 34 卷第 11 期 2014 年 11 月
工业水处理 Industrial Water Treatment
Vol．34 Leabharlann o．11 Nov.，2014氨氮废水处理技术研究进展
刘莉峰 1，宿 辉 2，李凤娟 2，武宁宁 2，李明月 2，崔会为 3
（1. 中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津 300461；2. 中海油能源发展人力资源碧海环保公司， 天津 300458；3. 江苏中能硅业科技发展有限公司，江苏徐州 221004 ）
彭人勇等 采 〔10〕 用超声吹脱法对某印染厂印染废 水进行脱氨氮处理，进水氨氮质量浓度为 280 mg/L， 实 验 结 果 表 明 ： 在 温 度 为 30 ℃ ， 超 声 波 功 率 为 100 W 的条件下，反应 2.5 h 后，氨氮的去除率达到 了 90.78%，比传统吹脱工艺提高了 30%~40%。 王有 乐 等 〔11〕采 用 超 声 吹 脱 工 艺 处 理 质 量 浓 度 为 1 400 mg/L 左 右 的 高 浓 度 氨 氮 废 水 ， 氨 氮 去 除 率 大 于 90%， 此方法对废水中的 COD 也 有 一 定 的 去 除 效 果 ，与 传 统 方 法 相 比 去 除 率 提 高 了 21%，吹 脱 后 的 氨气用盐酸溶液吸收回用。 1.3 化学沉淀法
徐 磊 〔2〕采 用 厌 氧-缺 氧/好 氧 生 物 处 理 工 艺 （A-
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专论与综述
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A/O工 艺 ） 处 理 含 难 降 解 有 机 物 的 氨 氮 废 水 ， 工 程 实 践表明： 在 UASB 中引入厌氧预处理可以改变苯环 等有机物的结构从而促使其降解，该工艺投入使用 2 a来，系统运行稳定，氨氮去除率可达 97.5%，出水 主 要 污 染 物 指 标 符 合 《 污 水 综 合 排 放 标 准 》 （GB 8978—1996） 的 一 级 标 准 ， 吨 水 处 理 成 本 6.53 元 。 Zhi Zhang 等〔3〕改变传统 A-A/O 工艺的工艺顺 序 处 理有机物含量低的废水，在有氧阶段控制 DO 为 0.5 mg/L，以解决炭源不足的问题，处理后出水氨氮质量 浓 度 为 2 mg/L，氨 氮 去 除 率 为 90%，总 氮 质 量 浓 度 为 17 mg/L，去除率为 54%。 李亮等〔4〕采用好氧池－高 效沉淀池组合工艺（PNH 工艺）处理氨氮废水，接种 污泥选用 MBR 膜好氧池活性污泥， 在 DO>2 mg/L、 温 度 为 （30±1） ℃、pH 为 7.5～7.6 的 工 艺 条 件 下 ，系 统运行 3 d 后即成功启动短程硝化反应， 在运行过 程中亚硝酸盐积累率长期稳定在 90％以上，最高达 99.9%，当进水氨氮质量浓度为 4 645 mg/L 时，氨氮 负荷最高为 8.9 m3/d， 氨氮转 化 率 最 高 达 97.17％。 Hongjun Han 等 〔5〕采 用 三 级 曝 气 生 物 系 统 （BAF） 处 理低 C/N 比的城市污水， 短程硝化启动后，30 d 连 续运行结果稳定，出水各项指标均符合《城镇污水 处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级 标 准 。 H. Yoo 等 〔6〕采 用 同 步 硝 化 反 硝 化 的 方 法 处 理 氨 氮 废 水 ， 在 曝 气 时 间 为 72 min， 沉 淀 时 间 为 48 min，排水时间为 24 min 的循环条件下，氨氮去除 率超过 90%。
Liu Lifeng1，Su Hui2，Li Fengjuan2，Wu Ningning2，Li Mingyue2，Cui Huiwei3 （1. CNOOC （China） Tianjin Branch Co.，Ltd.，Tianjin 300461，China；2. CNOOC Energy Technology &
生物法处理氨氮废水结果稳定、 处理费用较 低、不产生二次污染，但受温度影响较大，低温情况 下处理效率低，同步硝化反硝化和厌氧氨氧化等工 艺对高浓度氨氮废水的处理效果较好，但其作用机 理尚不明确，需对其工艺条件进行进一步研究。 1.2 吹脱法
吹脱法利用碱性条件下水中氨氮主要以游离 氨存在的特性，向水体中通入气体使气液之间充分 接触， 水中的游离氨穿过气液界面向气相转移，从 而达到脱除水中氨氮的目的，通入的气体常用空气 和蒸汽，常见设备为吹脱塔。
Service-Human Resources Bihai Environmental Protection Co.，Tianjin 300458，China； 3. Jingsu Zhongneng Silicon Technology，Ltd.，Xuzhou 221004，China）
Abstract： The different kinds of frequently-used ammonia nitrogen wastewater treatment methods，such as biological method，blow-off method，chemical precipitation，fold point chlorination process，membrane separation，ion exchange method，oxidation method，etc. are summarized. The present research status of ammonia nitrogen wastewater treatment technology is introduced. Based on actual project requirements，existing problems and development trend of various ammonia nitrogen wastewater treatment methods are analyzed systematically，providing guidance for the application of ammonia nitrogen wastewater treatment technology. The research shows that using various treatment methods in combination for the ammonia nitrogen wastewater pretreatment and advanced treatment can get better removing effect. Key words： ammonia nitrogen wastewater；wastewater treatment；biological method