《氨氮废水处理技术简介》.doc

氨氮废水处理技术简介 当前我国工业企业所排出的废水种类众多，废水总量很大，而氨氮废水是其中非常重要的一部分。根据国家环保部2011年公布的有关2010年主要工业行业氨氮排放统计数据如下： （1）化学原料及化学制品制造业：13.16万吨； （2）有色金属冶炼及压延加工业：3.13万吨； （3）石油加工、炼焦及核燃料加工业：2.57万吨； （4）农副产品加工业：1.79万吨； （5）纺织业：1.60万吨； （6）皮革、羽绒及制品加工业：1.49万吨； （7）饮料制造业：1.24万吨； （8）食品制造业：1.12万吨； 以上总计：26.1万吨。考虑到有关统计数据的可靠性，实际工业氨氮排放量将达到30万吨以上。另外，考虑到城市污水、农业、养殖等行业巨大废水排放量，我国总的氨氮年排放量约264万吨。 大量的氨氮排放不仅严重污染环境，而且造成巨大资源浪费，因此国家“十二五”发展规划中将氨氮减排列入控制指标，要求“十二五”末氨氮排放量在2010年的基础上减排10%。 考虑到经济的发展及工业总量的增加，不仅要在原有氨氮排放总量的基础上减排10%，而且将经济的发展及工业总量增加所带来的氨氮排放量全部“吃掉”，要实现这样强制性减排目标，难度非常大。这不仅需要各企业单位加强环保设施的建设及管理，同时更重要的是各大专院校及科研机构大力研究开发高效、低成本的氨氮废水处理技术及装备，为国家氨氮污染物的减排提供技术支撑。 2．氨氮废水处理技术简介 氨氮废水的处理技术大致可以分为两大类：一类是生化处理技术；另一类是物理化学处理技术。 2.1?生化处理技术 生化法是利用好氧菌及厌氧菌的硝化和反硝化过程，将废水中的氨氮转化为硝酸盐，然后转化为氮气，实现废水的达标排放。生化法能彻底脱除废水中的氨，并且不会造成二次污染，能耗较物理化学法低。但由于生物所能承受氨氮的浓度较低，一般生物处理氨氮浓度不能超过200 mg?L-1。 如果废水中的氨氮浓度高于200 mg?L-1，而低于1000 mg?L-1时则通常需要采用物理化学法和生化法相结合的工艺，即采用物理化学法先去除废水中部分氨，然后再采用生化法将氨氮彻底去除到排放标准。 如果废水中的氨氮浓度高于1000 mg?L-1，例如几千mg?L-1，甚至达到数万mg?L-1，则主要采用物化法，首先将废水中的氨氮降至15 mg?L-1（国家一级排放标准）以下，甚至更低，然后采用生化方法处理其他污染物，如COD等。 2.2?物理化学处理技术 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）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2.5~5m3/(m2·h)，气水比为2500~5000 m3/m3，此时氨氮去除率在60%~85%。 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，因此正面临逐步被淘汰的境地。 （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