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       氨氮废水通常有物理法、化学法、物理化学以及生化法等。物理法有反渗透、土壤灌溉等;化学法有离子交换、折点加氯、含氨副产品焚烧、催化裂解、电渗析、电化学处理等;物理化学法有空气吹脱法、蒸汽汽提法等;生物法有藻类养殖、生物硝化等。

       目前在实际工程应用中主要有生物法、空气吹脱法、蒸汽气提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、反渗透法和电渗析法等,分别介绍如下:

    ⑴生物法

       传统的生化法它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮转变为氮气。低浓度氨氮废水通常具有比低的特点,有些生产废水甚至不含COD,因此采用生物脱氮的方式处理,需要加入碳源,运行成本很高。常见工艺有A/O或A2/O)和SBR工艺。其缺点是处理过程对温度和工业废水中某些组分的干扰非常敏感,需要的反应器体积比较大,而且反硝化过程中会产生N2O,易转化为其它影响臭氧层的氮氧化物,反硝化把NH4+这种有价值的物质转化成N2逸入空气,造成浪费。在A/O工艺中,为了促使反硝化反应顺利进行,一般要求C/N大于3。

    ⑵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,利用废水中氨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达到废水脱氨的目的。在空气吹脱过程中,废水pH、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有非常大的影响。一般来说,pH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2500-5000m3/m3,当废水处理要求更高时甚至达到7000-8000m3/m3,或者需要多塔串联操作方可满足工艺要求。空气吹脱法所需空气量大,而空气吹脱塔因为受到塔设备空塔气速的限制,一般体积非常庞大,占地面积大。另外,空气吹脱法需要在系统中引入第三种介质——空气,氨自废水进入空气中,因为空气量很大,氨在空气中的浓度很低,必须再采用酸对含氨空气进行洗涤,而酸洗塔同样体积非常庞大,而且在吸收不够充分的情况下,容易造成二次污染,即水污染转化为空气污染。

       空气吹脱法一级除氨效率一般为85%左右,要达到更高的处理要求,则需要多级串连操作。另外,因为废水中氨的平衡浓度受温度影响非常大,因此水温低时采用空气吹脱效率很低,一般不太适合在寒冷的冬季使用。在空气吹脱工艺中,如果将废水及空气进行加热,提高操作温度,可以提高脱氨效率,但是由于系统热量无法实现综合回收利用,会导致其废水处理单耗显著增加,其经济性将受到很大的影响。通常认为空气吹脱法比较适用于1000mg/L以下的较低浓度氨氮废水的处理。

    ⑶蒸汽汽提法

       蒸汽汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,其处理机理与吹脱法基本相同,也是一个气液传质过程,即在高pH值时,使废水与蒸汽密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气相中氨的分压与废水中氨的浓度对应的平衡分压之间的差值。蒸汽汽提法由于采用的工作介质是蒸汽,氨自废水进入蒸汽中,然后在塔顶精馏成为浓氨水回收,因此无需增加后处理工序。蒸汽汽提所需蒸汽体积要比空气吹脱法中所需空气体积小得多,因此设备体积较小,占地面积较少。汽提法比较适用于处理1000mg/L以上的高浓度氨氮废水,对氨氮的去除率可达99%以上,效率高,技术成熟度好。但是,常规的汽提废水脱氨技术蒸汽消耗量大,处理废水单耗比较高。蒸汽汽提废水脱氨技术的普及推广应用需要在节能降耗方面加大研究开发的力度。

    ⑷折点加氯法

       折点加氯法是通过投加过量的氯或次氯酸钠,将废水中的氨完全氧化为N2的方法。为了保证完全反应,氧化1kg氨氮需要10kg的氯气。折点氯化法的出水在排放前需用活性炭或与O2进行反氯化,以去除水中的残余氯。折点氯化法的处理效果稳定,不受水温影响,投资较少。其突出优点是通过正确控制加氯量和对流量进行均化,使废水的全部氨氮降为零,同时使废水达到消毒目的,对于低浓度氨氮废水的处理,此法较经济因此常用作深度处理。但运营成本高,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。因本工程氨氮含量偏高、需大量的氯气和NaOH,故处理成本也很高(15-20元/m3),而且氯气在贮存、运输等方面存在不安全因素。

    ⑸离子交换法

       离子交换法适用于氨离子浓度在10~100mg/L的废水。其原理是选用阳离子交换树脂,将水中的铵离子与树脂上的钠离子交换,从而达到去除铵的目的。沸石具有从含钠、镁和钙等离子的溶液中有选择地去除氨离子的特点,因而选其作为交换树脂也叫有选择性的离子交换法,穿透的树脂要用2%的氯化钠溶液再生,再生液经过去氨处理后再循环使用,达一定的循环率后排放。离子交换除氨法树脂的再生操作复杂,设备及管道的腐蚀严重,再生下来的氨回用价值不高,因此工业型规模应用很少。

    ⑹化学沉淀法

       化学沉淀法是通过向水中投加化学药剂,使氨反应生成不溶于水的沉淀,从而达到废水脱氨的目的。一般所用的化学药剂为镁盐和可溶性磷酸盐。化学沉淀法的氨氮脱除率一般为80%-90%。工艺比较简单、设备投资较少。但是由于需要向废水中投加国家严格控制排放的磷酸盐(国家一级标准要求磷<0.5mg/L),后续除磷要求很高。因此该工艺一般只适用于氨氮和磷同时存在的场合。

    ⑺膜分离法

       采用膜分离技术处理氨氮废水是近几年来研究比较多的废水脱氨技术之一。膜分离技术处理氨氮废水的处理效果比较好,条件温和。但是由于氨氮废水中往往有较多的固体悬浮物及易于结垢的盐类,考虑到膜的阻塞及再生问题,膜分离技术对水质的要求非常高,其长周期运行问题尚需进一步研究。

    ⑻反渗透法和电渗析法

       反渗透法和电渗析法的投资和运行费用都比较高。而且,电渗析的预处理要求高,反渗透膜的使用寿命短,目前在国内应用极少。