今天,江蘇氿舸環(huán)保設(shè)備作為專業(yè)的氨氮廢水企業(yè),來跟大家講講氨氮廢水處理的重要性和處理工藝:
研究調(diào)查表明,在氨氮濃度達(dá)到一定量之后的廢水對環(huán)境的危害非常大,如果不經(jīng)處理就投放到水體中,將會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染,其污染表現(xiàn)主要有:
(1)水體富營養(yǎng)化,導(dǎo)致單一物種過多生長,破壞生態(tài)平衡,影響可持續(xù)發(fā)展。
(2)快速消耗水體中的溶解性氧氣,導(dǎo)致微生物、生物缺氧性死亡,致使環(huán)境破壞。
(3)氨對生物體還會造成一定的毒害作用,氨可通過皮膚、呼吸道及消化道引起中毒。氨濃度在0.1mg/L時,人可感覺到刺激作用,濃度在0.7mg/L時可能危及生命。水中的氨氮在微生物作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮和亞硝態(tài)氮,二者均為強(qiáng)化學(xué)致癌物質(zhì)亞硝基化合物的前體物質(zhì),有致癌、致突變、致畸的性質(zhì),對人體危害十分嚴(yán)重。
因此,高濃度氨氮廢水處理的出水排放標(biāo)準(zhǔn)在不斷提高,高濃度氨氮廢水的處理受到了社會各界的重視。如今在高濃度氨氮廢水處理技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用中涌現(xiàn)了一大批行之有效的處理工藝,這些脫氮技術(shù)可分為物理化學(xué)脫氮技術(shù)和生物脫氮技術(shù)兩大類。
一、高濃度氨氮廢水處理的現(xiàn)狀
1.物理化學(xué)脫氮技術(shù)
目前我國常用的物理化學(xué)法脫氮技術(shù)主要有吹脫法、折點加氯法、選擇性離子交換法、化學(xué)沉淀法等。
(1)吹脫法:
吹脫法是通過向氨氮廢水中加入調(diào)節(jié)pH值的堿,使水中離子氨(NH4+)轉(zhuǎn)為游離氨(NH3),再通入蒸汽或空氣進(jìn)行吹脫,將廢水中氨轉(zhuǎn)化為氣相,從而達(dá)到去除氨氮的目的。一般采用NaOH或CaO調(diào)節(jié)廢水pH,采用冷卻塔作為吹脫裝置。吹脫法操作靈活,占地面積小,脫氮效率高,對于處理濃度較高的氨氮廢水得到了較為廣泛的推廣和使用。但吹脫法也存在一些問題,比如冬季(低溫)氨吹脫效率不高;若以石灰調(diào)節(jié)pH,易在吹脫塔內(nèi)形成水垢;逸出的氨會污染空氣,形成二次污染。
(2)折點加氯法:
折點加氯法是向氨氮廢水中投加足量氯氣,使水中離子氨(NH4+)氧化成氮氣的廢水脫氮技術(shù)。其化學(xué)反應(yīng)式為:
NH4++1.5HClO→0.5N2↑+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-
在折點加氯法中,余氯濃度和殘留氨氮濃度與氯氣、氨氮質(zhì)量之比有關(guān)。最佳理論投氯量(以Cl2計)與氨氮的質(zhì)量之比為7.6:1。折點加氯法對于氨氮濃度低的廢水來說比較經(jīng)濟(jì)適用,常常作為廢水深度處理的一個步驟連接在其他脫氮工藝之后。
(3)化學(xué)沉淀法:
化學(xué)沉淀法中應(yīng)用較多的是磷酸銨鎂沉淀法,它是向氨氮廢水中投加磷酸鹽和氧化鎂,使氨形成磷酸銨鎂沉淀而被去除的廢水脫氮技術(shù)。其化學(xué)反應(yīng)式為:
NH4++Mg2++PO43-→MgNH4PO4?6H2O↓
化學(xué)沉淀法工藝簡單、效率高,但投加藥劑量大,從而致使處理成本較高。另外,產(chǎn)生的磷酸銨鎂容易造成二次污染。研究開發(fā)磷酸銨鎂的回用和綜合利用技術(shù),對于磷酸銨鎂沉淀法在高濃度氨氮廢水處理工程中的應(yīng)用具有重要意義。
2.生物脫氮技術(shù)
生物脫氮技術(shù)是利用微生物的代謝作用使廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣從水體中逸出。氨氮的去除過程主要包括兩個步驟:硝化作用和反硝化作用。
硝化作用,包括兩個基本的反應(yīng)步驟:
(1)由亞硝酸菌參與的將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽(NO2-)的反應(yīng);
(2)由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽(NO3-)的反應(yīng)。
硝化作用過程需要在好氧條件下進(jìn)行,并且以氧作為電子受體。其反應(yīng)方程式如下:
亞硝化反應(yīng):2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化反應(yīng):2NO2-+2O2→2NO3-
反硝化作用,將硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氮氣的過程。反應(yīng)過程中反硝化菌利用各種有機(jī)基質(zhì)作為電子受體,以硝酸鹽作為電子受體而進(jìn)行缺氧呼吸。
硝化菌是好氧、自養(yǎng)菌,反硝化菌是兼性、異養(yǎng)菌,因此硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)實現(xiàn)的環(huán)境條件不同。現(xiàn)行的生物脫氮工藝一般是將缺氧(厭氧)和好氧區(qū)分開,如A/O工藝和A/A/O工藝,氨氮在好氧區(qū)被亞硝化菌和硝化菌氧化成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮,然后將混合液回流到前置缺氧段;在缺氧條件下,亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮被反硝化菌還原為氮氣,達(dá)到脫氮目的。另一種工藝是后置反硝化工藝,即把反硝化反應(yīng)器放在硝化反應(yīng)器之后,因混合液中缺乏有機(jī)物,一般需人工投加碳源。
二、高濃度氨氮廢水處理的未來發(fā)展
1.研究組合式的脫氮技術(shù)
近年來,江蘇氿舸環(huán)保設(shè)備一直在花人力物力對新型的氨氮廢水處理進(jìn)行研究,爭取能找到更好,更高效、便捷的方法來服務(wù)大眾。目前,我們研究發(fā)現(xiàn),物理化學(xué)脫氮技術(shù)和生物脫氮技術(shù)各自有其優(yōu)勢及局限性。組合式處理技術(shù)就是把兩種及兩種以上的處理方法結(jié)合起來對高濃度氨氮廢水進(jìn)行綜合處理。例如,當(dāng)污水中氨氮濃度較高而營養(yǎng)物質(zhì)較少時,先對高濃度氨氮污水進(jìn)行吹托,可以提高去除效率;在低濃度條件下進(jìn)行吸附可以減少吸附劑的用量和再生次數(shù),提高出水水質(zhì)。也可用生物法作后續(xù)處理,通過前面的吹脫處理,降低氨氮的濃度后,可減輕氨氮對微生物的抑制作用,降低營養(yǎng)物的投加量,提高出水水質(zhì)。
2.對現(xiàn)有處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)研究
又有研究發(fā)現(xiàn),現(xiàn)有的高濃度氨氮廢水處理工藝還有改進(jìn)的潛力,應(yīng)開展對現(xiàn)有工藝的改進(jìn)研究。比如吹脫法中,可通過試驗考察各個處理因素(pH值、溫度、鼓風(fēng)量、吹托時間等)對處理結(jié)果的影響,根據(jù)試驗結(jié)果分析得到最佳工藝參數(shù),并對現(xiàn)有的氨吹脫設(shè)備進(jìn)行改造。磷酸銨鎂沉淀法中,通過試驗選定沉淀效果最好的組合藥劑,確定其最佳反應(yīng)條件,并對磷酸銨鎂晶體中營養(yǎng)物質(zhì)的緩釋性能和磷酸銨鎂的循環(huán)性能進(jìn)行研究。
2.研究和發(fā)展新型脫氮技術(shù)
接下來我們考慮的是:操作簡便、處理性能穩(wěn)定高效、運行費用低廉、能實現(xiàn)氨氮回收利用的處理技術(shù)是高濃度氨氮廢水處理的發(fā)展方向。物理化學(xué)脫氮技術(shù)方面,國內(nèi)外研究者對超聲技術(shù)、電化學(xué)法、微波技術(shù)、高級氧化技術(shù)處理高濃度氨氮廢水進(jìn)行了研究,部分工藝已有工程實例且取得了良好的處理效果。生物脫氮技術(shù)方面,隨著生物學(xué)機(jī)理的深入揭示和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展和滲透,為高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮提供了可能的途徑,發(fā)展出了一些新型的脫氮工藝,包括短程硝化反硝化工藝、同步硝化反硝化工藝和好氧反硝化工藝等。
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