目前氨氮廢水的處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法等。物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉；化學(xué)法有離子交換法、空氣吹脫、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)氯化法、電滲析、電化學(xué)處理、催化裂解；生物方法有多種形式。生物處理法有厭氧生物處理和好氧生物處理，主要工藝有：A/O法、氧化溝法、SBR法、接觸氧化法、曝氣生物濾池等。

        物理化學(xué)法

        （1）空氣吹脫法

        空氣吹脫法是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用水中組分的實(shí)際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除。廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態(tài)保持平衡而存在（NH4+＋OH-→NH3+H2O）。將廢水pH值調(diào)節(jié)至堿性時(shí)，離子態(tài)銨轉(zhuǎn)化為分子態(tài)氨，然后通入空氣將氨吹脫出。

        該法適合于高氨氮廢水的預(yù)處理，脫氮率高、操作靈活、占地小，但NH3僅從溶解狀態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并沒(méi)有徹底除去。當(dāng)溫度降低時(shí)，脫氮率急劇下降，因此不適合在寒冷的冬季使用；同時(shí)容易受吹脫裝置大小及長(zhǎng)徑比例、氣液接觸效率的影響；裝置及管道時(shí)間長(zhǎng)久易產(chǎn)生CaCO3沉淀。該法需不斷鼓氣、加堿，出水需再加酸調(diào)低pH。因此，投資和處理費(fèi)用比較高，對(duì)周?chē)h(huán)境有一定的污染，目前該方法在實(shí)際應(yīng)用（尤其在較大處理水量的工程上）很少。

        （2）折點(diǎn)加氯法

        折點(diǎn)加氯法是將氯氣通入廢水中達(dá)到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量較低，而氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣通入量超過(guò)該點(diǎn)時(shí)，水中的游離氯就會(huì)增多，因此，該點(diǎn)稱(chēng)為折點(diǎn)，該狀態(tài)下的氯化稱(chēng)為折點(diǎn)氯化。折點(diǎn)氯化法除氨的機(jī)理為氯氣與氨反應(yīng)生成無(wú)害的氮?dú)�，其反�?yīng)方程式為：NH4+＋1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。N2逸入大氣，使反應(yīng)源源不斷向右進(jìn)行。加氯比例：Cl2與NH3-N質(zhì)量之比為8:1-10:1。當(dāng)氨氮濃度小于20mg/L時(shí)，脫氮率大于90%，pH影響較大，pH高時(shí)產(chǎn)生NO3-，低時(shí)產(chǎn)生NCl3，將消耗氯，通�？刂苝H在6-8。

        此法用于廢水的深度處理，脫氮率高、設(shè)備投資少、反應(yīng)迅速完全，并有消毒作用。但液氯安全使用和貯存要求高，對(duì)pH要求也很高，產(chǎn)生的水需加堿中和，因此處理成本高。另外副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。

        （3）化學(xué)沉淀法

        化學(xué)沉淀法是通過(guò)向廢水中投加某種化學(xué)藥劑，使之與廢水中的某些溶解性污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成難溶鹽沉淀下來(lái)，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法。整個(gè)反應(yīng)pH值的適宜范圍為9-11。此法可去除氨氮、重金屬及某些大分子有機(jī)物，常與其它處理技術(shù)組合，既適用于反滲透、活性炭吸附等深度處理的預(yù)處理，也可用于生化處理的須處理或深度處理。絮凝劑常用FeCl3、Al2(SO4)3和陰陽(yáng)非離子型聚合物。

        此法對(duì)氨氮的去除率很高，可達(dá)90%以上，但費(fèi)用比吹脫法高，產(chǎn)生的污泥對(duì)環(huán)境造成二次污染，但當(dāng)其用于脫氮預(yù)處理時(shí)，也可采用PO43-類(lèi)物質(zhì)，污泥可作肥料使用，故有很大的靈活性，但藥劑費(fèi)用比較貴。已用該法處理垃圾滲濾液（NH4+-N濃度為1500mg/L），去除率為96%。

        （4）離子交換法

        離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過(guò)程。離子交換法采用無(wú)機(jī)離子交換劑沸石作為交換樹(shù)脂，沸石具有對(duì)非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類(lèi)硅質(zhì)的陽(yáng)離子交換劑，成本低，對(duì)NH4+有很強(qiáng)的選擇性。pH=4-8是沸石離子交換的最佳范圍。當(dāng)pH＜4時(shí)，H+與NH4+發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)；pH＞8時(shí)，NH4+變?yōu)镹H3而失去離子交換性能。

        離子交換法具有投資省、工藝簡(jiǎn)單、占地小、操作較為方便、溫度和毒物對(duì)脫氮率影響小等優(yōu)點(diǎn)，適用于中低濃度的氨氮廢水（500mg/L），對(duì)于高濃度的氨氮廢水，會(huì)因樹(shù)脂再生頻繁而造成操作困難。離子交換法去除率高，但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進(jìn)一步處理。常用的離子交換系統(tǒng)有三種類(lèi)型：固定床、混合床、移動(dòng)床。

        （5）液膜法

        液膜法去除氨氮的機(jī)理是：氨態(tài)氮（NH3-N）易溶于膜相（油相），它從膜相外高濃度的外側(cè)，通過(guò)膜相的擴(kuò)散遷移，到達(dá)膜相內(nèi)側(cè)與內(nèi)相界面，與膜內(nèi)相中的酸發(fā)生解脫反應(yīng)如下: NH3＋H+→NH4+。

        （6）電滲析除氨氮

        電滲析是一種膜法分離技術(shù)，它利用施加在陰陽(yáng)膜對(duì)之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室的陰陽(yáng)滲透膜之間施加直流電壓，當(dāng)進(jìn)水通過(guò)多對(duì)陰陽(yáng)離子滲透膜時(shí)，含氨離子及其它離子在施加電壓的影響下，通過(guò)膜而進(jìn)入另一側(cè)的濃水中去，并在濃水中集聚，因而從進(jìn)水中分離出來(lái)。

        （7）催化濕式氧化法

        催化濕式氧化法是在一定溫度、壓力下，在催化劑作用下，經(jīng)空氣氧化，使污水中的有機(jī)物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無(wú)害物質(zhì)，達(dá)到凈化的目的。具有凈化效率高（廢水經(jīng)過(guò)凈化后可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)）、流程簡(jiǎn)單、占地面積少等特點(diǎn)。

        （8）土壤灌溉法

        土壤灌溉是把低濃度的氨氮廢水（＜50mg/L 作為農(nóng)作物的肥料來(lái)使用，既為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，又避免了水體富營(yíng)養(yǎng)化，提高了水資源利率。但用于土壤灌溉的廢水必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理,去除病菌、重金屬、酚類(lèi)、氰化物、油類(lèi)等有害物質(zhì),防止對(duì)地面、地下水的污染及病菌的傳播。

        （9）循環(huán)冷卻水系統(tǒng)脫氨

        循環(huán)冷卻水系統(tǒng)由冷卻塔、循環(huán)泵和換熱設(shè)備組成，它是一個(gè)特殊的生態(tài)環(huán)境，具有合適的水溫、長(zhǎng)的停留時(shí)間、巨大的填料表面積、充足的空氣等優(yōu)良條件，可促使氨氮的轉(zhuǎn)化。氨氮主要是在冷卻塔內(nèi)得以脫除，其中80%為硝化作用，10%為解吸作用，10%為微生物同化作用，三種作用綜合影響，但以硝化作用為主。本法適宜處理低濃度氨氮廢水。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)兼用脫氨不需增加費(fèi)用就可使廢水處理達(dá)標(biāo)，具有雙重效益。然而在實(shí)際運(yùn)用中,必須要考慮系統(tǒng)內(nèi)生物膜的形成對(duì)熱交換效率、水質(zhì)穩(wěn)定等造成的影響。

3.5.1.2生物法

        生物法生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達(dá)70%-95%，二次污染小且比較經(jīng)濟(jì)，因此在國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最多。以下介紹主要的幾種生物脫氮機(jī)理和方法。

        （1）傳統(tǒng)硝化反硝化

        傳統(tǒng)硝化反硝化工藝脫氮處理過(guò)程包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的基礎(chǔ)上，硝化階段是將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽氮或硝酸鹽氮的過(guò)程；反硝化階段是將硝化過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氮?dú)獾倪^(guò)程。只有當(dāng)廢水中的氮以亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的形態(tài)存在時(shí)，僅需反硝化一個(gè)階段。A/O法、SBR法、氧化溝等工藝就屬于傳統(tǒng)脫氮工藝，都可實(shí)現(xiàn)生物硝化和反硝化。

        （2）短程硝化反硝化

        短程硝化反硝化又稱(chēng)亞硝化反硝化，把硝化反應(yīng)過(guò)程控制在氨氧化產(chǎn)生NO2-的階段，阻止NO2-進(jìn)一步氧化，直接以NO2-作為菌體呼吸鏈氫受體進(jìn)行反硝化。此過(guò)程減少了亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，然后硝酸鹽再還原成亞硝酸鹽兩個(gè)反應(yīng)的發(fā)生，降低了需氧量、反硝化過(guò)程中有機(jī)碳的投入量，降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用。短程硝化反硝化與傳統(tǒng)的生物脫氮相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)于活性污泥法，可以節(jié)省25%的供氧量，降低能耗；②節(jié)省反硝化所需碳源40%，在C/N一定的情況下可提高總氮（TN）的去除率；③減少污泥量可達(dá)50%；④減少堿耗；⑤提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少反應(yīng)器容積。實(shí)現(xiàn)短程硝化與反硝化的關(guān)鍵是抑制硝化菌的活性而使NO2-得到累積。影響硝化菌活性及NO2-累積的因素有自由氨、pH、DO、溫度等。

        完全的短程硝化反硝化尚處于機(jī)理研究階段，由于受控制條件限制，目前在應(yīng)用上尚處于實(shí)驗(yàn)室研究或小試階段，在工程應(yīng)用上目前尚無(wú)報(bào)道。

        （3）厭氧氨氧化

        厭氧氨氧化（Anaerobic ammonia oxidation，簡(jiǎn)稱(chēng)ANAMMOX）是指在厭氧條件下，以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體，以NO2-或NO3-為電子受體，將NH4+、NO2-或NO3-轉(zhuǎn)變成N2的生物氧化過(guò)程。該過(guò)程利用獨(dú)特的生物機(jī)體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉(zhuǎn)化為N2，最大限度的實(shí)現(xiàn)了N的循環(huán)厭氧硝化，這種耦合的過(guò)程對(duì)于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景，對(duì)于高氨氮低COD的污水

        由于硝酸鹽的部分氧化，大大節(jié)省了能源。目前推測(cè)厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應(yīng)，而N2O可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為氮?dú)�，氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應(yīng)生成聯(lián)氨，聯(lián)氨被轉(zhuǎn)化成氮?dú)獠⑸?個(gè)還原性[H]，還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統(tǒng)形成羥氨。第三種是：一方面亞硝酸被還原為NO，NO被還原為N2O，N2O再被還原成N2；另一方面，NH4+被氧化為NH2OH，NH2OH經(jīng)N2H4，N2H2被轉(zhuǎn)化為N2。厭氧氨氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)：可以大幅度地降低硝化反應(yīng)的充氧能耗；免去反硝化反應(yīng)的外源電子供體；可節(jié)省傳統(tǒng)硝化反硝化反應(yīng)過(guò)程中所需的中和試劑；產(chǎn)生的污泥量極少。厭氧氨氧化的不足之處是：到目前為止，厭氧氨氧化的反應(yīng)機(jī)理、參與菌種和各項(xiàng)操作參數(shù)不明確。

        （4）曝氣生物濾池(Gaia-BAF)生物處理工藝

        該工藝是固定化微生物與曝氣生物濾池結(jié)合發(fā)展而成的一種新型污水處理工藝。在Gaia-BAF反應(yīng)器中投加占曝氣池有效容積的從10%-60%的微生物載體，微生物大量的附著并固定于其上，通過(guò)附著的微生物來(lái)降解污水中的污染物。各級(jí)Gaia-BAF反應(yīng)器中，通過(guò)培養(yǎng)不同的特效菌種，來(lái)達(dá)到降解污染物的目的；載體材料表面所生長(zhǎng)的生物量通常為18-25g/L。Gaia-BAF的曝氣器位于反應(yīng)器下部，系統(tǒng)在曝氣運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)入載體內(nèi)部的氧氣逐漸減少直至氧氣消耗完畢，這樣使每一個(gè)載體內(nèi)部生成良好的缺氧區(qū)、兼氧區(qū)和好氧區(qū)，使得載體的內(nèi)部形成無(wú)數(shù)個(gè)微型的硝化和反硝化反應(yīng)器，因而可在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生氨氧化、硝化和反硝化聯(lián)合作用（可能存在短程硝化/反硝化和厭氧氨氧化，詳盡的機(jī)理目前有關(guān)科研單位正在研究中），從而達(dá)到對(duì)氨氮去除目的。該工藝有關(guān)科研單位進(jìn)行過(guò)研究，但目前還沒(méi)有工程實(shí)例。
綜上所述，氨氮去除方法有多種，不同方法有各自的優(yōu)勢(shì)與不足之處，有時(shí)需要采取多種技術(shù)的聯(lián)合處理，才能取長(zhǎng)補(bǔ)短達(dá)到較好的處理效果。而且由于不同廢水性質(zhì)上的差異，我們必須針對(duì)不同工業(yè)廢水的性質(zhì)，以及它所含的成分進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，選擇和確定處理技術(shù)及其工藝。與此同時(shí)，我們還要盡可能的選擇高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的方法處理氨氮廢水，避免二次污染。
 

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”