废水中氨氮处理方法篇1

（1）吹脱与汽提法吹脱与汽提法适用于含有溶解性氨氮有机氮废水，这种方法是在高的pH值情况下，使溶解性氨氮有机氮废水与通入废水中的气体充分接触，最后靠气体中氨的分压与废水中氨浓度的分压差来推动对废水中氨氮的去除。吹脱与汽提法需要溶解性氨氮废水中的氨氮尽可能以氨分子形态存在，去除效果取决于pH值、水温、水力负荷及气水比等。氨吹脱即空气吹脱，汽提法则利用蒸汽进行吹脱，由于汽提法所需能耗较大，而且设备维护复杂，因此主要采取空气吹脱法来去除水中的氨氮。刘文龙等人[1]利用空气吹脱法处理催化剂生产过程中产生的含（NH4）2SO4高浓度氨氮（平均达4300mg/L）废水，当废水pH值为11.5，吹脱温度为80℃，吹脱时间为120min，气液体积比300时，废水中氨氮脱除率可达99.2%，采用吹脱、汽提法容易造成空气二次污染。（2）电渗析法电渗析是一种利用施加在多对阴阳膜对之间的电压来去除含氮废水中氮浓度的方法。在电渗析槽中阴阳渗透膜之间施加直流电压，当含氮废水进入电渗析槽时，通过施加在多对阴阳离子渗透膜的电压，使氨离子从废水中集聚另一侧的高浓度氨废水中，从而使含氮废水中的氨得到去除。电渗析法处理的优点是效果稳定、启动快、操作简便、受来水温度及pH值等条件影响小；但该法易导致浓水和淡水串流，影响最终出水水质，故该法适用于中低浓度的氨氮废水。电渗析技术需要氨氮尽可能以氨分子形态存在，电渗析法可将含NH3-N3000～3200mg/L废水中的氨氮去除85%以上，同时可获得8.9%的浓氨水，此方法在运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。（3）化学沉淀法化学沉淀法是通过向废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。目前主要采用向废水中投加MgCl2•6H2O和Na3PO4•12H2O生成磷酸氨镁（MAP）沉淀的方法，以去除含氮废水中的氨氮。徐志高等人利用投加MgCl2•6H2O和Na3PO4•12H2O生成磷酸氨镁的化学沉淀法对处理锆铪萃取分离所产的高浓度氨氮废水进行了研究，研究表明pH值对高浓度氨氮废水中氨氮的去除及磷的残余的影响最大，其次是n（P）∶n（N），而n（Mg）∶n（N）和初始氨氮浓度的影响较小，最终所选工艺条件为pH值=9.5，n（Mg）∶n（N）=1.2∶l，n（P）∶n（N）=0.9∶1，25℃下反应20min，静置30min时，可将锆铪分离所产生的废水中氨氮浓度由3000mg/L降至150mg/L以下，其氨氮的去除率大于95％，磷的残留约1.1mg/L。生成的磷酸铵镁沉淀物是一种很有价值的缓释肥。化学沉淀法是一种技术可行、效率高的方法，很有开发前景，但要广泛应用于工业废水处理，还需要解决经济问题。由于其投加药量大，需要寻找价廉高效的沉淀剂；由于工业废水中会存在一些有毒有害物质，需要开发MAP作为肥料的价值。（4）氧化法在强氧化剂或特殊光照作用下，可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质，达到净化的目的。付迎春等人和王颖莉等人分别以催化湿式氧化及光催化氧化法去除氨氮，实验结果表明，在催化氧化法中氨氮去除率可达97%以上，但是在氧化过程中，部分氨氮在氧化过程中部分被氧化成NO3，不利于总氮去除。

2生物法

生物法是指废水中的含氮污染物在多种微生物作用下，通过同化、矿化、硝化、反硝化等一系列反应，最终生成N2，从而达到处理废水中含氮污染物的目的。目前在生物法处理含氮废水的新工艺中主要方法有好氧反硝化法、短程硝化反硝化及厌氧氨氧化等。生物法处理效果稳定，操作简单，适用范围广，不产生二次污染且比较经济；但占地面积大，低温时效率较低，对运行管理要求较高。在所有方法中，对氨氮的去除率均可达到95%以上，但对总氮的去除差异非常大。朱明石等人采用升流式厌氧污泥床（UASB）-生物膜反应器建立厌氧氨氧化工艺来处理高浓度含氮废水，当进水ρ（NH3-N）、ρ（NO2-N）、ρ（TN）分别为340.0mg/L、448.8mg/L、788.8mg/L时，其去除率分别为84.0%、93.0%、85.0%。孙艳波等人对厌氧氨氧化和反硝化的协同脱氮的进行了研究，稳定阶段反应器对氨氮、亚硝氮、TN和COD的去除率分别高达95.3%、99.1%、94.0%和93.2%。结果表明，厌氧氨氧化和反硝化能协同脱氮而且效果很好。与传统生物硝化反硝化技术相比，厌氧氨氧化技术需氧量低，不需外加碳源和中和试剂，同时可大幅度减少污泥产量，是目前已知最经济的生物脱氮工艺；但因厌氧氨氧化的反应速度比较慢，故所需反应器容积大。目前国内在厌氧氨氧化生物脱氮领域开展的研究工作不多，为使这一具有良好应用前景的新型生物脱氮工艺在工业中得到应用，今后应进一步研究确定厌氧氨氧化的反应机理，寻求适于反应微生物的培养条件及反应器系统。虽然许多方法都能有效地去含氮废水中的氮，但大部分目前还处于研究阶段，只有几种方法能真正应用于工业废水的处理，因为它们必须具有应用方便、处理性能稳定可靠、适应于废水水质及较为经济等优点、根据目前的经验，处理含氮废水中的氮的主要技术有：（1）生物硝化法反硝化法除氮，即在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐；然后在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。（2）氨吹脱法。（3）折点氯化法。（4）离子交换法。对于不同性质的废水，无机氮中的氨氮废水处理技术相对比较成熟。根据氨氮浓度的不同，废水可划分为三类：（1）高浓度（＞500mgNH3-N/L）；（2）中等浓度（50~500mgNH3-N/L）；（3）低浓度（＜50mgNH3-N/L）。由于以上几种处理方法原理、影响因素、适用范围等不同，因此，在选择处理方法必须充分利用其特点和优势，做到既“节能减排”又“满足要求”。目前以上几种处理方法中主要采用以下四种处理方法来去除废水中的氮，但各有其特点和适用范围，见表1。

3几点看法

综上所述，可初步得出以下几点看法：（1）多少年来对去除水中氨氮（NH3-N）的研究和实践很多，但各种处理方法对去除总氮起多大作用并没有联系起来统一考虑。（2）对于去除含有机氮如蛋白质、氨基酸、脂肪酸及核酸等的去除方法尚待今后有针对性地进行试验研究，并找出其与去除无机氮的相关关系。（3）对于不同性质的含氮废水处理方法，需要根据废水性质做相应的小试中试试验来确定。（4）为了满足达标排放要求，可采用物理化学法与生物法相结合的工艺处理流程。

废水中氨氮处理方法篇2

关键词：焦化废水；脱氮技术；进展

炼焦、煤气净化及化工产品的精制及焦化产品回收等过程中产生的废水统称为焦化废水，排放量大，难降解。包括剩余氨水、焦油水、粗苯分离水、洗涤废水等。焦化废水成分复杂，组成和煤的质量和加工工艺有关。焦化废水水量因生产规模、工艺类型等不同而有差异。焦化废水的水量与生产工艺有很大关系，此外不同的煤气净化工序、季节变化以及地区差异等都对水量的变化产生影响一般来说，焦化废水含有大量的氨、氰化物、酚类，还有焦油、硫化物、苯及多环芳香烃类、含氮、氧、硫的杂环化合物等有毒有害物质，是典型的难降解的高浓度有机化工废水[1]。此类废水一直是国内外废水处理领域的难题。近年来，迫于环保形势的压力，对废水处理也提出了更高的要求。笔者就近几年焦化废水脱氮的常用技术进行了综述。

1常用处理方法

1.1、蒸氨法

蒸氨法是在碱性条件下，让蒸汽与废水充分接触，使废水中氨氮转换成游离氮被吹出，以达到去除氨氮的目。胡恩波[2]对焦化废水中的剩余氨水进行了处理，改进了蒸氨工艺。原工艺生产过程成中发现蒸氨工艺存在问题：水系统含焦油含量大，而且有波动，COD高，氨氮高，而且不稳定，影响进一步的生化处理。将两台气浮除油机由并联改为串联，更换射流泵，重新调整空气曝气量，将剩余氨水的含油稳定在60mg/L以下；蒸馏方式由由并联改为混合式蒸馏，提高蒸氨效率；经过调整，蒸氨系统稳定，蒸氨废水指标降低，生化处理效果良好，蒸氨废水的可生化率可达100%，生化系统运行出水水质达二级排放标准。

刘显清[3]等研究了直接蒸汽蒸氨工艺、导热油蒸氨工艺、管式炉蒸氨工艺三种蒸氨，比较三种工艺的优缺点。直接蒸汽蒸氨工艺，增加了废水的负荷，受外界蒸汽影响较大；2）导热油蒸氨工艺实现了焦化废水减排，但设备复杂，能源利用效率较低，需要定期补充并更换导热油；3）管式炉蒸氨工艺能满足焦化废水减排的目的，蒸氨效率稳定。因此，综合考虑废水减排及运行费用，管式炉蒸氨工艺应为较佳选择。

1.2、吹脱解析法

吹脱解析法和蒸氨法原理大致相同，废水中存在这样的平衡：

。利用废水中所含的氨氮等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，在碱性条件下使用空气吹脱，吹脱过程中不断排出气体，改变了气相中的氨气浓度，使实际浓度始终小于平衡浓度，最终使废水中溶解的氨不断穿过气液界面，使废水中的NH3-N得以脱除。

吴海忠[4]研究了pH、吹脱温度、气液比、吹脱时间等参数对废水中氨氮脱除效率的影响，指出现在研究的局限性，应加强对关键参数、吹脱塔结构设计、填料选用等方面的研究，

还应考虑如何防止二次污染。为达到更好的脱除效率，吹脱法与其他脱氮工艺相互组合，实现优势互补，达到最佳运行条件，最后使出水达到国家标准。

1.3、折点氯化法

向废水中投入氯气，当投入超过折点的氯或次氯酸钠时，废水中的氨可完全氧化为氮气，其反应式如下：2NH4++3HClON2+3H2O+5H++3Cl-。折点氯化法的NH3-N2去除率可达95%以上，处理效率稳定，基建投资少，但用药量大，处理成本高，脱氮后废水中含高浓度余氯和有毒氯代有机物，其处理难度反而增大。

刘恒嵩等[5]对折点氯化法处理废水中氨氮工艺进行了研究，实验发现pH介于6～8，药剂投入量比（氯氯：N-羟基琥珀酰亚胺）为7：1，反应时间介于10～15min，实验效果好。

1.5、沉淀法

宋玮华等[6]采用化学沉淀法去除废水的氨氮，在高浓度氨氮废水中加入MgCl2-6H2O和Na2HPO4，与其中的氨氮反应，生成MgNH4PO4-6H2O结晶沉淀，文中研究了pH值、反应时间、试剂用量比等因素对去除氨氮的影响，实验表明在pH为8～10，反应时间为20min、试剂用量比为Mg2+：NH4+：PO43-=1.5：1：1.5，废水中氨氮浓度可由初始1981mg/L沉淀降低到5mg/L，去除率达95%，大幅度降低了原污水中的氨氮浓度，为后续生物处理创造了有利的条件。

胡彩霞等[7]研究了纳米级硬硅钙石二次粒子，作为一种纳米级纤维材料，具有较大的比表面积和固体吸附剂性能采用纳米级硬硅钙石作为吸附剂，考察了焦化废水pH值、初始浓度、吸附剂粒度、吸附剂用量、搅拌时间、搅拌频率等对去除焦化废水氨氮净水效果的影响。结果表明其中以100mL、氨氮初始浓度283.39mg/L焦化废水、用1.0g粒度0.022-0.2 mm的硬硅钙石作为吸附剂，室温条件下、pH值为8，以200r/rain频率搅拌180min至吸附平衡，氨氮去除率可达到45.6%。硬硅钙石的吸附性能和表面改性等方面有待进一步研究。

1.6、离子交换法

离子交换法利用固相离子交换剂的功能基团置换废水中的相同电性的污染物离子（NH4+），再通过分离、浓缩、去除，从而达到去除氨氮的目的。该法不适于有机物高的废水脱氮，此外还产生大量被浓缩而更难处理的再生液。

罗仙萍等[8]对蛭石、蒙脱石、沸石、离子交换树脂等常见离子交换材料在氨氮废水处理中的应用进行了探索，对比分析对这几种常用离子交换材料的结构特性、交换吸附的机理，提出了改性提高蛭石、蒙脱石、沸石的离子交换和吸附效果，并将离子交换法与生物法结合使用，出水效果好，大大降低运行成本，具有较大的发展空间。

2结语

焦化废水排放量大，水质成分复杂，氨氮高，COD高，不易降解，是较难处理的一类工业污水。实际生产过程中，单独的一类工艺或处理方法，很难达到很好的脱氮效果，对工艺进行选择和组合取长补短才能更好的治理焦化废水。根据焦化废水的具体成分，制定不同的脱氮方法，寻求既高效又经济的处理技术，改善环境质量，实现水资源的循环利用有着现实意义。

参考文献

[1]陈菊香，马智博，元月.焦化废水氨氮去除方法的研究进展[J]，广东化工，2014，41（1）：73.

[2]胡恩波，聂世汉.焦化废水蒸氨工艺改进[J]，邢钢科技，2008 （2）：52.

[3]刘显清.焦化废水蒸氨工艺的比较[J]，燃料与化工，2012.6（43）：50.

[4]吴海忠.吹脱法处理高氨氮废水关键因素研究进展[J]，2013，2：144.

[5]刘恒嵩，彭玉玲，丁伟.折点氯化法处理废水中氨氮工艺研究[J]，农村经济与科技，2016，27（2）：144.

[6]宋玮华，尹冬俏，刘邵博：化学沉淀法去除废水中高浓度氨氮研究[J]，吉林建筑工程学院学报，2014，31（6）：24.

[7]胡彩霞，韩剑宏，郝敏等.硬硅钙石二次粒子对焦化废水氨氮去除效果的影响研究[J]，内蒙古科技大学学.

废水中氨氮处理方法篇3

关键词：电催化氧化法；吹脱法；氨氮；废水处理；工业废水

文章以湿法生产车间废水为例，主要研究了采用电催化氧化法去除工业废水中氨氮的可行性及最佳条件，然后根据试验结果，设计了废水处理工艺流程。

1 电催化氧化法处理氨氮机理

化学技术的基本原理就是使污染物在电极上直接发生电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性物质使污染物发生氧化还原反应，后者称为间接电化学反应。如图1所示：

电催化氧化（ECO）机理主要是通过电极和催化材料的作用产生超氧自由基（・O2）、H2O2、羟基自由基（・OH）等活性基团来氧化水体中的污染物，若溶液中有Cl-存在，还可能有Cl2、HClO-及ClO-等氧化剂存在，能大大提高降低污染物的能力[1]。

电催化氧化法利用阳极氧化性可直接或间接地将氨氮氧化，具有较高的去除率，该方法操作简便自动化程度高，不需要添加氧化还原剂，避免污泥的二次污染，能量效率高，反应条件温和，常温常压下即可。其缺点是耗电量大[2]。

2 实验部分

2.1 试验过程

针对湿法生产车间废水特点，为了研究电催化氧化法去除氨氮最佳条件，做了以下实验：进水来自某湿法生产车间产生的含氨氮废水，初始氨氮含量约为1500mg/L，稀释后作为实验用水，通过调节氧化电流及电压，控制氧化时间，调节进水中氯离子含量，达到去除废水中氨氮的效果。

2.2 试验装置

3 结果与讨论

3.1 氧化时间对去除效率的影响

生产线含氨氮废水经稀释后，氨氮含量329.28mg/L作为实验用水，固定电流（80A）电压（5.0V），进水中氯离子含量小于0.5g/L，PH：8.2，调整循环时间，实验结果见图3。

由图3可看出：进水氨氮浓度为329.28mg/L，当氧化时间大于90分钟时，去除效率大于80%，残留氨氮含量小于65mg/L。继续增加氧化时间，去除效率略有提高，但幅度不大，另外，考虑随着氧化时间的延长，会增加耗电量，增加处理成本，因此，确定最佳氧化时间为90分钟。

3.2 进水浓度对去除效率的影响

生产线含氨氮废水经稀释后，固定电流（80A）电压（5.0V），进水氯离子含量小于0.5g/L，PH：7.9，氧化时间90分钟，改变进水中氨氮含量，结果如图4所示。

由图4可看出：当进水中氨氮在400mg/L左右时，去除效率可达到85%以上，出水氨氮含量小于60mg/L，提高进水中氨氮含量，残留氨氮大于100mg/L。因此，试验中选择进水氨氮小于400mg/L。

3.3 氯离子含量对去除效率的影响

生产线含氨氮废水经稀释后，氨氮浓度为340-450mg/L，固定电流（80A）电压（5.0V），氧化时间90分钟，PH：8.1，改变进水中氯离子含量，结果如图5、6所示。

4 工业设计方案

根据以上试验，电催化氧化实验最佳条件为：进水中氨氮含量400mg/L左右，氧化时间90分钟，进水中氯离子含量1.5g/L，去除效率可达到95%以上，氧化后残留氨氮小于30mg/L。

结合车间废水特点：氨氮含量1500-2000mg/L，PH：7-8。我们推荐设计工艺方案为：首先采用两级吹脱去除废水中80%的氨氮，剩余氨氮采用电催化氧化，吹脱后氨氮采用稀盐酸吸收后返回氧化池，可增加其中氯离子含量，降低成本。

整个工艺流程可分为五个部分：PH调节、温度调节、吹脱、吸收、氧化。PH调节采用NaOH将废水PH调至11-12；温度调节采用饱和蒸汽将废水升温至30℃以上；吹脱部分采用吹脱法除氨氮，尽可能降低废水在的氨氮；氨氮吸收部分采用稀盐酸吸收吹脱出的氨氮，并返回氧化池利用；氧化部分采用电催化氧化法去除吹脱后废水中残余的氨氮，达到排放要求[3]。

5 结束语

文章根据湿法生产车间废水特点，研究了电催化氧化法处理含氨氮废水的可行性，从处理成本等方面考虑，通过试验，得出电催化氧化法处理氨氮的最佳条件：进水氨氮浓度小于400mg/L，氧化时间90分钟，进水中氯离子含量1.5g/L，则吨水耗电量约30KWh。根据废水特点，结合试验结论，设计了采用“吹脱+电催化氧化法”处理废水中氨氮含量在1500-2000mg/L的工艺方案。

参考文献

[1]曾次元，李亮，赵心越，等.电化学氧化法除氨氮的影响因素[J].复旦大学学报，2006，45（3）：348-352.

[2]商娟，冯秀娟.电化学在低浓度氨氮废水处理中的研究进展[J].中国资源综合利用，2010，28（12）：33-35.

[3]胡继峰，刘怀.含氨废水处理技术及工艺设计方案[J].水处理技术，2003，29（4）：244-246.

废水中氨氮处理方法篇4

关键词：膜法处理；高浓度；氨氮废水；聚丙烯中空纤维膜；

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

引言

水中氨氮主要来源于生活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，焦化、合成氨等工业废水，以及农田排水等。生活污水中平均含氮量每人每年可达2.5kg~4.5kg，雨水径流以及农用化肥的流失也是氮的重要来源。另外，氨氮还来自钢铁、石化、焦化、合成氨、发电、水泥等化工厂向环境中排放工业废水、含氨的气体、粉尘和烟雾；随着人民生活水平的不断提高，私家车也越来越多，大量的自用轿车和各种型号的货车等交通工具也向环境空气排放一定量含氨的汽车尾气。这些气体中的氨溶于水中，形成氨氮。目前国内外普遍采用物化法、化学法和生物法，这些方法虽各有特点，但也有一定的局限性，或是不同程度的存在着设备投资大，能耗多，运行费用高，或是废水中的氨氮不能回收利用，排放到空气中造成大气污染等问题，国内多采用物化法和生化法，国外以化学法和生物法为主。本文简单的论述了膜分离技术在高浓度氨氮废水中的应用。膜分离技术是20世纪中期发展起来的新型分离技术，和传统的分离技术相比，其具有设备简单、操作方便、分离效率高、温度低、能耗低、环境友好等特点，被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物工程、能源工程等领域，已经成为不可替代的单元操作之一。

1、高氨氮废水的特性及危害

1.1 氨氮的特性

水体中的氮元素主要以硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮(包括分子态氨和离子态NH4+)和氮气。氨氮在水环境中将参与分解转化环节，如图1。

1.2 氨氮的危害

氮在自然环境中会进行氨的硝化过程，即有机物的生物分解转化环节，氨化作用将复杂有机物转换为氨氮，速度较快；硝化作用是在亚硝化菌、硝化菌作用下，在好氧条件下，将氨氮氧化成硝酸盐和亚硝酸盐；反硝化作用是在外界提供有机碳源情况下，由反硝化菌把硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气。氨氮在水体中硝化作用的产物硝酸盐和亚硝酸盐对饮用水有很大危害。硝酸盐和亚硝酸盐浓度高的饮用水可能对人体造成两种健康危害，长期饮用对身体极为不利，即诱发高铁血红蛋白症和产生致癌的亚硝胺。硝酸盐在胃肠道细菌作用下，可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐可与血红蛋白结合形成高铁血红蛋白，造成缺氧。而水体中的分子氨可经过渗透作用进入生物体内，将血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，从而降低血液的载氧能力。其次，氨还能影响水生动物的神经系统与肝肾系统，水生动物的肝肾系统遭受破坏，引起体表及内脏充血、肌肉增生及出现肿瘤，严重的发生肝昏迷以致死亡[1]。

1.1 膜分离技术的特点和发展

膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩。与蒸馏、分馏、沉淀、萃取、吸附等传统的分离方法相比，该技术具有如下特点：(1)膜分离过程未发生相变，因而它是一种能耗低的技术。(2)膜分离过程是在常温下：进行分离，适合于热敏感物质，如酶、果汁等。(3)该技术分离范围广，对无机物、有机物及生物制品都可适用，从微粒级到离子级都适用。(4)膜分离技术是以压力差作为驱动力，该技术所用装置简单，操作方便。

2、用膜处理高浓度氨氮废水方法

2.1 以氨水形式回收氨氦的废水处理技术

去除氨氮的同时可获得浓氨水的氨氮回收技术，不仅可经济有效地分离与回收氨氮，而且能使处理后废水达标排放。杨晓奕[2]等人通过电渗析法处理高浓度氨氮废水，氨氮浓度2000-3000mg/L，氨氮去除率可达到87.5%，同时可获得89%的浓氨水；电渗析法处理氨氮废水的原理是，电渗析器由极板、离子交换膜和隔板组成。当含氨氮废水通入时，在直流电场作用下，产生NH4+和OH-的定位迁移。离子迁移结果使废水得到净化，氨水得到浓缩。此法工艺流程简单、处理废水不受pH与温度的限制、操作简便、投资省、回收率高、不消耗药剂、运行过程中消耗的电量与废水中氨氮浓度成正比。以氨水形式回收氨氮的污水处理技术，可使氨氮得到充分的回收利用，发挥良好的经济效益。

采用离子膜电解法对高浓度氨氮废水进行脱氨预处理是可行性的，其处理原理是：离子膜电解技术在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，有选择地使部分离子通过离子交换膜，进而与原溶液分离。张梅玲等人[3]将一定量氨氮废水过滤澄清作为阳极区电解液，NaOH溶液作为阴极区支持电解质，在直流电场作用下，NH4+、H+等能通过阳离子交换膜，由阳室向阴室迁移，与阴室的OH-结合，分别生成NH3•H2O和水；同时，在两个电极上发生电化学反应，阳极生成H+以补充阳室迁移出去的阳离子，阴极生成OH-以补充阴室由于与阳室迁移来的NH4+等结合所消耗的OH-。对于氨氮浓度高达7500mg/L的废水，在4V、11L/h、60℃的操作条件下，电解1.5h平均去除率可稳定在58.1%左右，3h去除率接近63.8%，脱除的氨氮可以以浓氨水形式回收，降低处理成本，实现了废物资源化利用。

2.2 将氨氮制成硫酸铵回收利用的废水治理技术

将氨氮制成硫酸铵回收利用的废水治理技术，是向富含氨氮的废水中加入碱液，使废水中的氨以游离态的氨存在，然后采用硫酸吸收氨，以(NH4)2S04的形式回收氨氮。采用空气吹脱加硫酸吸收的闭气氨氮汽提系统是将废水中的氨氮去除，并将氨氮制成硫酸铵回收利用的废水治理技术[4]。此法不但有效地治理了高氨氮废水，还将氨氮回收利用。硫酸吸收系统主要由汽提塔、洗涤塔、风机及相关附属设备组成。其工作原理是：向富含氨氮的废水中加入碱液将废水pH值调为12，加热到一定的温度后，NH4+由废水中释放出来，与废水一起由汽提塔顶进入塔内，可循环使用的净化空气由风机推动从汽提塔下部进入塔内，在汽提塔内形成逆向对流，气、液相在塔内填料层发生传质，废水中的氨氮被从塔底进入的净化空气所吹脱，并随空气携带着从汽提塔顶排出，进入洗涤塔，使到达汽提塔塔底的废水中氨氮含量大为减少，达到污水排放条件。废水中氨氮浓度为5000～8500mg/L，用闭式硫酸吸收法处理后，废水中氨氮脱出率约为99％，排入水沟与不含氨氮的污水混合，进一步降低污水中的氨氮含量，送往污水处理厂进一步处理，有效地解决了原污水排放不合格的问题，极大地缓解了污水处理场的压力。闭式硫酸吸收法处理技术的使用，也减少了氨气的外泄，改善了现场环境，同时得到硫酸铵溶液可回用利用。

聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮废水，也可将氨氮制成硫酸铵同收利用[5]。疏水微孔膜把含氨氮废水和H2S04。吸收液分隔于膜两侧，通过调节pH值，使废水中离子态的NH4+转变为分子态的挥发性NH3。聚丙烯塑料在拉丝过程中，将抽出的中空纤维膜拉出许多小孔，气体可以从孔中溢出，而水不能通过。当废水从中空膜内侧通过时，氨分子从膜壁中透出，被壁外的稀H2S04吸收，而废水中的氨氮得以去除，同时氨以(NH4)2S04的形式回收。聚丙烯中空纤维膜法脱氨技术先进，二级脱除率>99.4％，适用于处理高浓度氨氮废水，处理后废水能够达标排放。采用酸吸收的方法，可以(NH4)2S04的形式回收氨氮，且不产生二次污染。膜法脱氨工艺设备简单，能耗低，占地面积小，操作方便。

结束语

综上所述，膜分离技术是20世纪中期发展起来的一项新型分离技术。和传统的分离技术相比，其具有设备简单、操作方便、分离效率高、温度低、能耗低、环境友好等特点，在氨氮废水的处理方面有着广泛应用，这将对传统工业的快速发展起到十分重要的推动作用。

参考文献

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废水中氨氮处理方法篇5

关键词：氨氮；水生植物；养殖废水；去除效果

中图分类号：X703；X173 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）16-4129-04

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2016.16.014

近年来，随着社会经济的持续增长，城乡居民生活水平逐年提高，各种惠农政策在广大农村的普遍实施，使中国农村经济得到了快速发展，禽畜养殖业也逐步朝规模化、集约化方向发展壮大。根据《畜禽养殖业产污系数与排污系数手册》推荐的正常育肥期生猪产污系数（中南地区：粪便量1.18 kg/（头・d），尿液量3.18 L/（头・d））计算，2014年年末全国生猪存栏46 583万头，日均排放粪便54.97万t、排尿14.82万L[1，2]。加之养殖场经营者和农村居民环保知识缺乏，导致广大农村地区养殖生产环境污染严重，使养殖环境污染治理形势日趋严峻。

然而，养殖废水的排放在时间和空间上均具有鲜明的特点，采用工程的办法治理虽然效果理想，但投资较大，往往超过了养殖业主的承受能力[3-5]。而人工湿地因其具有投资与运行维护费用低、无二次污染、改善生态与景观环境等优点而日益受到人们的关注[6-11]。本研究旨在通过模拟试验，探讨3种常见水生植物对养殖废水中氨氮的净化效果，从而为人工湿地系统处理养殖废水提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试植物的采集与驯化 分别在湖南省衡阳市石鼓区木村鱼塘、灵官庙村农户猪场排水沟、李坳村排水沟以及湖南环境生物职业技术学院养殖场排水池采集芦苇（Phragmites australis）、水葫芦（Eichhornia crassipes）和蕹菜（Ipomoea aquatica）3种水生植物样品。

在上述沟、渠、鱼塘中采集适量水样（5.0 L/处）。将采集的芦苇、水葫芦和蕹菜依次用低、中、高浓度养殖废水进行培养。培养条件：pH 7左右（用氢氧化钾溶液调节），温度23～28 ℃，光照为3 000～5 000 lx。首先进行适应性培养驯化，待植物生长状况稳定后，再进行不同浓度的养殖废水水培试验，同时，对试验植物的耐污能力进行全面考察和评价（主要考察植物的耐污能力）。通过15 d的驯化观察，3种供试植物在各种浓度养殖废水中均能正常生长繁殖。

1.1.2 养殖废水样品的采集分析与模拟 从湖南环境生物职业技术学院养殖场排水池中采集水样，分析其氨氮、总磷及有机物的含量。通过分析，本研究养殖废水的污染浓度范围见表1，pH为6.5～7.5。

结合养殖废水成分分析结果，人工配制试验用水。配制方案为：从湖南环境生物职业技术学院养殖场采集养殖废水原液，先沉淀处理，再使其充分厌氧发酵，然后用去离子水按照表2设计化学需氧量（CODcr）浓度，配制5组不同的试验废水，在此基础上，用氯化铵调节氨氮浓度，用磷酸二氢钾调节总磷浓度。

试验废水的浓度以氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和化学需氧量（CODcr）为主要参考指标，本试验拟从高浓度到低浓度设5组。

1.2 试验设计

将候选植物（芦苇、水葫芦、蕹菜、芦苇-水葫芦组合、芦苇-蕹菜组合）分别置于人工模拟的养殖废水中培养。在培养0 d（2 h）、2、5、10、15 d后，分别测定水样中氨氮（NH3-N）的浓度。以培养时间（d）为横坐标，水样中氨氮（NH3-N）浓度（mg/L）为纵坐标作曲线。

试验按照模拟养殖废水浓度分别设置对照组，对照组未种植水生植物，观察其在试验条件下氨氮（NH3-N）的自我净化规律。

1.3 数据处理

分析植物对废水中氨氮的净化效率，将试验所得数据进行计算。净化效率=（培养15 d后试验废水中氨氮的浓度-试验废水设计的氨氮的浓度）/试验废水设计的氨氮的浓度×100%。

2 结果与分析

2.1 芦苇对养殖废水中氨氮的净化效果

芦苇对养殖废水中氨氮的净化效果见图1。从图1可知，试验15 d，芦苇对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至129、81、66、51、28 mg/L，净化效率分别为48.4%、59.5%、56.0%、49.0%、44.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），有3组达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。

对照组中氨氮含量虽然均有降低趋势，但下降速率与试验组相比明显较差。试验15 d，对照组的氨氮含量分别下降至148、110、92、64、31 mg/L，去除效率分别为40.8%、45.0%、38.7%、36.0%和38.0%，净化效果明显不及处理组。

芦苇对养殖废水的氨氮净化能起到一定作用，但由于芦苇根系以及生长趋势不如蕹菜、水葫芦发达，因此，其净化效率一般。导致其产生先慢后快的原因可能是前期芦苇对养殖废水需要一个适应过程。

2.2 蕹菜对养殖废水中氨氮的净化效果

蕹菜对养殖废水中氨氮的净化效果见图2。从图2可知，试验15 d，蕹菜对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至124、80、61、49、27 mg/L，净化效率分别为50.4%、60.0%、59.3%、51.0%、46.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），效果较芦苇明显，5组废水中，有4组能达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，蕹菜较芦苇好，原因可能是蕹菜根系以及生长趋势较芦苇发达。

2.3 水葫芦对养殖废水中氨氮的净化效果

水葫芦对养殖废水中氨氮的净化效果见图3。从图3可知，试验15 d，水葫芦对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至107、65、45、37、21 mg/L，净化效率分别为57.2%、67.5%、70.0%、63.0%、58.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），5组废水中，有4组氨氮达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，水葫芦较芦苇、蕹菜好，原因可能是水葫芦根系以及生长趋势较芦苇、蕹菜发达。

2.4 芦苇-蕹菜组合对养殖废水中氨氮的净化效果

芦苇-蕹菜组合对养殖废水中氨氮的净化效果见图4。从图4可知，试验15 d，芦苇-蕹菜组合对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至98、55、45、33、16 mg/L，去除效率分别为60.8%、72.5%、70.0%、67.0%和68.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），5组废水中只有1组氨氮未达到最高允许日均排放浓度不超过80 mg/L的要求。净化速率方面，也较单一植物好，原因可能是植物组合弥补了芦苇对养殖废水适应性方面的不足，同时蕹菜具有较多的匍匐根，既能长在土壤中，又能浮于水上，解决了污水垂直方向的净化问题。

2.5 芦苇-水葫芦组合对养殖废水中氨氮的净化效果

芦苇-水葫芦组合对养殖废水中氨氮的净化效果见图5。从图5可知，试验15 d，芦苇-水葫芦组合对5组养殖废水中的氨氮均有一定的净化效果，第一组至第五组模拟养殖废水的氨氮含量分别下降至85、47、40、28、15 mg/L，净化效率分别为66.0%、76.5%、73.3%、72.0%、70.0%。参照《畜禽养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001），效果较单一芦苇或水葫芦明显，5组废水中仅有1组不达标，氨氮含量明显较单一植物下降很多。净化速率方面，也较单一植物或芦苇-蕹菜组合好。原因可能是植物组合弥补了芦苇对养殖废水适应性方面的不足，同时水葫芦浮于水面上，解决了污水垂直方向的净化问题。同时水葫芦的生长较蕹菜要快，故其净化效果比芦苇-蕹菜组合要好。

3 小结与讨论

通过3种水生植物（芦苇、蕹菜和水葫芦）对养殖废水中氨氮的净化作用研究，得出如下结论。

1）通过15 d的水培试验，3种水生植物及其组合对养殖废水中氨氮的净化效率为44.0%～76.5%，而对照组为36%～45%。

2）从单一植物的净化效率分析，水葫芦>蕹菜>芦苇；植物组合方面，芦苇-水葫芦组合>芦苇-蕹菜组合，且植物组合的净化效率明显优于单一植物。由于废水中污染物质主要是通过根系等吸收，而水葫芦的生长繁育较其他两种植物旺盛，故其净化效率较为理想。植物组合的净化效率较单一植物理想的原因可能是弥补了植物根系在废水分层不够均匀的不足，从而使根系吸收更加充分。

3）构建人工湿地养殖废水处理系统时，应组建有一定层次的植物体系，以利于加快对污染物质的净化。

4）植物只是人工湿地的一部分，人工湿地之所以具有良好的去污效果，还与其填料、微生物等有关。下一步应探讨适宜的填料，研究人工湿地系统微生物，构建完整的适宜养殖废水处理的人工湿地。

5）人工湿地类型较多，其水流方式对处理效果的影响也较大，下一步应加强适合养殖废水处理的人工湿地水流方式研究，同时结合植物、填料研究成果，揭示水力学特点（污染负荷、水力停留时间等）对养殖废水中污染物降解的影响规律。

6）研究不同季节提高处理效果的保护措施。

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废水中氨氮处理方法篇6

零排放这个概念最早是在1994年，由总部设在日本的联合国大学提出的。日本人喜欢零这个词，曾把它应用在品质管理中，把企业中不合格产品为零称作产品的零缺陷，把产品的尽产尽销称为零库存。在日本诞生的第三个零概念便是零排放。

零排放概念传到中国，就直接被化工行业所接受。它成为化工企业在生产过程中的废水、废气、废液一点也不流出厂区外造成污染的奋斗目标。

1、工艺流程图

合成氨工艺流程见图1-1：图1-1合成氨生产工艺流程

2、合成氨生产废水来源

1、以煤、焦造气为原料的合成氨废水主要来自三个部分：①造气的洗涤塔和冲渣污水；②脱硫工序产生的脱硫废水；③铜洗工序产生的含氨废水。

2、以油为原料的合成氨的废水主要来自三个部分：①除炭工序产生的碳黑废水及含氰废水；②脱硫工序产生的脱硫废水；③在脱除有机硫过程中产生的低压变换冷凝液及甲烷化冷凝液即含氨废水。

3、以天然气制合氨工艺废水，主要是①脱硫工序产生的脱硫废水；②铜洗工序产生的含氨废水；③在脱除有机硫过程中产生的冷凝液即合氨废水。

3、氮肥工业生产废水零排放处理技术的研究现状

针对氮肥工业生产废水排放的特点，目前治理技术种类有物理法、化学法、生物法等多种，特别是近年来开发的新工艺、新技术层出不穷，在很多方面都取得了突破性的进展，为氮肥生产污水的治理和实现零排放提供了先进适用、经济有效的技术手段。

氮肥工业治水污染必须从源头抓起，即要实现清浊分流、三水闭路循环；采用先进生产工艺技术醇烃化和尿素工艺冷凝水深度水解，消除生产过程2个污染源；以高效换热设备，提高热回收率，减少冷却水用量；生物法终端处理，再生水回用；控制全企业的水平衡等措施，可以使氮肥生产过程吨氨补充水大降低，做到氮肥生产废水零排放，全国以煤为原料的中小氮肥厂合成氨生产量为3422.85万t，如果每年冷却用水减少80%，那么减少污水排放30.12亿t。

4、源头治理的方法

源头治理的措施是采用当前国内先进的生产工艺、技术设备，对生产工艺进行改进，在生产过程中全面回收，重复利用，尽量提高资源和能源的利用效率。具体方法有：①采用造气、脱硫系统冷却水闭路循环技术,实现含氰、含酚、含尘污水零排放。②采用锅炉系统除尘水闭路循环技术,实现含硫、含尘污水零排放。③用栲胶脱硫替代氨水液相催化脱硫,采用连续熔硫工艺回收硫磺,消除硫泡沫污染,实现含硫氨水零排放。④采用含氨废水提浓回用、稀氨水回收利用不排放技术。⑤采用尿素工艺冷凝液深度水解技术,回收其中的尿素和氨,处理后废水中含氨、含尿素均小于5×10-6作为工艺软水全部用于锅炉,实现尿素含氨氮废水零排放。⑥采用甲醇精馏残液用作造气夹套锅炉补水工艺,实现甲醇废液零排放。⑦含油废水经回收油后作为锅炉除尘洗涤水系统补水,实现含油废水的零排放。⑧采用“一套三”浅除盐工艺制脱盐水,含酸、含碱废水送入锅炉除尘洗涤水系统,实现闭路循环。

5、末端治理的方法

对末端污水处理的工艺有深度水解法、吹脱法及气提法、折点氯化法、离子交换法、化学沉淀法、生物法以及多种方法的组合等。

①深度水解技术是在20世纪70年代兴起得一门技术，可将尿素生产中要排放的工艺冷凝液中的尿素分解成氨和二氧化碳，再进行解吸将氨和二氧化碳从工艺冷凝液中分离出来回收至生产系统，使排放废液中的氨氮值低于环保规定值。早期的水解技术可使废液中的氨氮和二氧化碳残余量均小于50mg/L，但还不能满足环保的要求，后来发展的深度水解技术可使废液中的氨氮和二氧化碳残余量均小于5mg/L，水解解吸后的残液完全符合国家和行业规定的排放标准，还可将残液处理后作为软水回收至锅炉房循环使用，不外排。

②吹脱法及气提法：均是将废水和气体接触，使氨氮从液相转移到气相的方法。

吹脱法是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而去除。废水中的氨氮通常以铵离子(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，离子态氨转化为分子态氨，然后通入空气将氨氮吹脱出。

气提法是用蒸汽将废水中游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱法一样一个传质过程，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气提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水，操作条件与吹脱法类似，对氨氮的去除率可达97%以上。但气提塔内容易生成水垢，使操作无法正常进行。

③折点氯化法是将氯气通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量最低，而氨的浓度降为零。氯化法的处理率达90%-100%，处理效果稳定，不受水温影响，投资较少，但运行费用较高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。

④离子交换法是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法采用无机离子交换剂沸石作为交换树脂，沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，它是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，它对氨氮有很强的选择性。

⑤化学沉淀法是通过向废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的某些溶解性的污染物发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。利用化学沉淀法可使废水中的氨氮作为肥料得以回收。

⑥生物法是指首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，然后在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)的将亚硝酸和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出。该方法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70%-95%，二次污染较小且比较经济，因此在国内外得到了广泛的应用。其缺点是占地面积大，抗冲击能力较差。

⑦用循环冷却水系统脱氮

循环冷却水系统由冷却塔、循环泵和换热设备组成，它是一个特殊的生态环境，具有合适的水温、长的停留时间、巨大的填料表面积、充足的空气等优良条件，可促使氨氮的转化。氨氮主要是在冷却塔内得以脱除，其中80%为硝化作用，10%为微生物同化作用，10%为解吸作用，三种作用综合影响，但以硝化作用为主。本法适宜处理氨氮浓度低于5Omg/L的废水，一般操作条件为:温度为25-40℃，停留时间为12.5h，pH值为7.0-8.2。

6、研究目的

本论文通过对氮肥企业废水实际工程处理工艺的研究分析，寻找经济上合理、技术上可靠的小型氮肥行业废水处理的完整工艺。从而实现合理、高效地用水，提高现有水资源的重复利用率，做到按品质供水、一水多用，实现废水零排放。（作者单位：太原市排水管理处污水净化四厂）

参考文献

［1］闫海生.农药市场信息［J］2008.11,16

废水中氨氮处理方法篇7

[关键词]氨氮废水处理技术方法选择

近年来,随着环境保护工作的日益加强,水体中有机物的代表指标――COD基本上得到有效控制,但是,含高氨氮废水达标排放没有得到有效控制,未经处理的含氮废水排放给环境造成了极大的危害,如易导致湖泊富营养化,海洋赤潮等。本文总结了国内外高氨氮废水处理技术及其优缺点、适用范围等。

1废水中氨氮处理的主要技术应用与新进展

1.1 吹脱法

吹脱法是将废水中的离子态铵(NH4+),通过调节pH值转化为分子态氨,随后被通入的空气或蒸汽吹出。影响吹脱效率的主要因素有:pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。

NH4++OH-NH3+H2O

炼钢、石油化工、化肥、有机化工等行业的废水,常含有很高浓度的氨,因此常用蒸汽吹脱法处理,回收利用的氨部分抵消了产生蒸汽的高费用。石灰一般用来提高pH值。用蒸汽比用空气更易控制结垢现象,若用烧碱则可大大减轻结垢的程度。吹脱法一般采用填料吹脱塔,主要特征是在塔内装置一定高度的填料层,利用大表面积的填充塔来达到气水充分接触,以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。胡允良等人研究了某制药厂生产乙胺碘呋酮时产生的一部分高浓度氨氮废水的静态吹脱效果。结果表明:当pH=10～13,温度为30～50℃时,氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。

氨吹脱法通常用于高浓度氨氮废水的预处理,该处理技术优点在于除氨效果稳定,操作简单,容易控制。但如何提高吹脱效率、避免二次污染及如何控制生产过程水垢的生成都是氨吹脱法需要考虑的问题。

1.2 化学沉淀法(MAP法)

化学沉淀法是在含有NH4+离子的废水中,投加Mg2+和PO43-,使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4

•6H2O(简称MAP)结晶,通过沉淀,使MAP从废水中分离出来。化学沉淀法尤其适用于处理高浓度氨氮废水,且有90%以上的脱氮效率。在废水中无有毒有害物质时,磷酸氨镁是一种农作物所需的良好的缓释复合肥料。

处理时,若pH值过高,易造成部分NH3挥发。建议缩短沉淀时间,适当降低pH值,以减少NH3挥发。沉淀剂最好使用MgO和H3PO4,这样不但可以避免带入其他有害离子,MgO还可以起到中和H+离子的作用。赵庆良等人的研究发现:在pH=8.6时,同时投加Na2HPO4和MgCl2可将氨氮从6518mg/L降至65mg/L。

化学沉淀法处理高浓度氨氮废水工艺简单、效率高。但是,废水中的氨氮残留浓度还是较高;另外,药剂的投加量、沉淀物的出路及药剂投加引人的氯离子及磷造成的污染是需要注意的问题。

1.3 膜吸收技术

比较老的膜技术是液膜法,除氨机理是:NH3易溶于膜相(油相),它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的酸发生解脱反应,生成的NH4+,利用膜两侧的NH3分压差为推动力,使NH3从废水向吸收液转移从而达到降低废水中氨氮含量的目的。但如何防止液膜乳化、富集了氨氮的吸收液的去向及减少吸收液对废水的有机污染是该技术需要着力研究的内容。

目前随着膜技术的日臻完善,采用膜技术进行高浓度氨氮废水处理成为研究的热点。利用一疏水性膜将含氨废水与易吸收游离氨的液相隔于膜两侧。不同的吸收液需要选用不同的膜。当采用H2SO4为吸收液时,必须选用耐酸疏水性固体膜,透过膜的NH3与H2SO4反应生成(NH4)2 SO4而被回收。处理后废水中氨氮的浓度理论上可达到零。该工艺的难点在于防止膜的渗漏。为了保证较高的通量,一般的微孔膜的膜厚都比较薄,膜两侧的水相在压差的作用下很容易发生渗漏。

1.4 高级氧化技术

1.4.1 折点加氯法

折点加氯法是通过投加足量氯气至使废水中NH3-N氧化成无害氮气,反应如下:

2NH4++3HClO N2+3H2O+5H++3Cl-

处理时所需的实际氯气量,取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每毫克氨氮一般需要6~10mg氯气。虽然氯氧化法反应迅速完全,所需设备投资较少,但液氯的完全使用和贮存要求高,并且处理成本也较高;若用次氯酸或二氧化氯发生装置代替使用液氯,安全问题和运行费用可以降低,但目前国内最大的发生装置产氯量太少,并且价格昂贵,因此氯氧化法一般用于给水处理,将其用来作深度脱氮。对于大水量高浓度氨氮废水的处理显得不太适宜。

1.4.2 催化湿式氧化法

催化湿式氧化法是20世纪80年展起来的治理废水新技术。在一定温度、压力和催化剂作用下,经空气氧化,可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2、H2O等无害物质,达到净化的目的。

杜鸿章等人用在270℃、9MPa条件下,利用催化湿式氧化法处理焦化废水中的氨氮,去除率达到99.6%。该法具有净化效率高、流程简单、占地面积少等特点。经过国外多年应用与实践,在技术上已具有较强的竞争力。但如何降低成本还是实践应用有待研究解决的问题。

1.5 离子交换技术

离子交换法是选用对氨离子有很强选择性的沸石作为交换载体,从而达到去除氨氮的目的。根据有关资料,每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限能力,当沸石粒径为30～16目时,氨氮去除效率可达到78.5%,但操作复杂,且再生液仍为高浓度氨氮废水,仍需再处理,一般适合于低浓度氨氮处理。

1.6 生物脱氮技术

1.6.1 生物脱氮传统工艺――硝化/反硝化法

传统的硝化/反硝化法是废水中的氨氮在好氧菌作用下,最终氧化生成硝酸盐,这一过程称为硝化反应。其反应如下:

2NH4+ + 3O2 2NO2- + 4H+ + 2H2O

2NO2- + O2 2NO3-

总反应式为:

NH4+ + 2O2 NO3- + 2H+ + H2O

硝化过程中要耗用大量的氧,一般认为溶解氧应控制在1.2~2.0mg/L以上,低于0.5mg/L则硝化作用完全停止。硝化反应后有硝酸形成,使生化环境的酸提高,因此要求废水中应有足够的碱度来平衡硝化作用中产生的酸,一般要求硝化作用最适宜的pH值为7.5~8.5。

反硝化反应是指在无氧条件下,反硝化菌将硝酸盐氮(NO3-)还原为氮气(N2)的过程。其反应如下:

4NO3- + 5C(有机C)+ H2O2N2+ 5CO2 + OH-

反硝化菌属异养型兼性厌氧菌,在有氧存在时,它会以O2为电子受体进行好氧呼吸;在无氧而有NO3-或NO2-存在时,则以NO3-或NO2-为电子受体,以有机碳为电子供体和营养源进行反硝化反应。反硝化过程中,理论的C/N应为2.86。当废水中的C/N大于2.86时才能充分满足反硝化对碳源的要求。废水中C/N愈小,反硝化去除率也愈低,工程运行中一般控制C/N在3.0以上。

生物处理对氨氮的降解彻底、运行费用低。是目前应用最为广泛的脱氮技术。传统的生物脱氮工艺是由Barth基于氨化、硝化及反硝化反应过程建立的三级活性污泥工艺。该系统因细菌生长环境条件优越,能够快速彻底地去除总氮。但该工艺流程复杂、处理设备多。上世纪80年代初开创的前置反硝化工艺A/O,以其流程简单、碳源和碱度需求低的优势迅速成为一种重要的生物脱氮工艺。此后随着研究的深入,先后出现了生物接触氧化脱氮工艺、氧化沟脱氮工艺、SBR脱氮工艺及MBR脱氮工艺等新的生物处理技术。

1.6.2 生物脱氮新工艺――短程硝化/反硝化

生物脱氮新技术的研究主要集中在开发一些低能耗、高效率、低投资的工艺。目前是通过选择抑制性物质或限制硝化菌的活性,使氨氮氧化为亚硝酸盐并积累,然后对其进行反硝化脱氮的短程硝化/反硝化。此法所需的氧量和电子供体量将分别减少25%和40%。

根据研究,通过控制pH:7.8~8.0、DO:2.0mg/L、温度:25~30℃等条件,可促使亚硝化菌成为优势菌,将大部分氨氮氧化为亚硝酸根。亚硝化菌对环境的变化很敏感。为了能获得稳定和较高的氨氮亚硝化率,必须保证适宜亚硝化菌生长的环境条件并限制硝化菌的活性。因此,目前亚硝化菌筛选和培育的研究也十分活跃。

2常用技术运行费用分析

上述几种方法中,从技术上讲都是可行的,确定采用哪种方法关键在于处理工艺投资、运行成本以及运行可靠性,各类处理法处理1kg氨氮的成本估算比较见表1。

表1各类处理法处理1Kg氨氮的运行费用表 (单位:元)

处理法 主要原材料或动力 成本估算 应用情况

500mg/l 10000mg/l

硝化/反硝化 氧气(动力)、碳源 1.00 1.50 适用于中低浓度处理、占地面积大、投资高

离子交换法 碱剂、食盐、动力 2.00 无法应用 投资高、运行费用略高、可回收氨产品

MAP沉淀法 磷酸、镁盐 18.00 18.00 适用于高浓度处理、占地小、运行成本高

折点加氯法 氯气 20.00 20.0 适用于低浓度处理、工艺简单、占地小、运行成本高

空气吹脱法 碱剂、空气(动力) 3.0 2.0 适用于中高浓度处理、有二次污染

蒸汽汽提法 碱剂、蒸汽 20.00 1.00 适用于高浓度可处理回收氨,运行成本高

3结论

目前氨氮处理法分为两类:一类为物化法,包括吹脱法、MAP沉淀法、膜法、折点加氯法和离子交换法;第二类为生物脱氮法,包括硝化和亚硝化/反硝化工艺。对于高浓度污水氨氮污水来说,一般可采用空气吹脱法、蒸汽汽提法、MAP沉淀法进行预处理,回收氨产品以补偿运行成本;对于中低浓度氨氮污水来说,一般可采用生物脱氮法、离子交换法和高级氧化法。

目前国内围绕高浓度氨氮废水处理的研究十分活跃,特别是膜吸收技术、湿式催化高级氧化技术及突破传统生物脱氮的短程硝化/反硝化新工艺和新技术等。

参考文献:

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废水中氨氮处理方法篇8

随着工业化进程的加快，以及工业氨氮废水排放量的增加，做好工业氨氮废水，尤其是低浓度氨氮废水处理工艺研究，进一步完善低浓度氨氮废水处理技术，为工业生产、发展创造可靠的环保技术保障。本文在比较了低浓度氨氮废水处理工艺原理、优点和不足的基础上，就氨氮废水处理研究进行了展望，为实际应用提供参考。

关键词：

低浓度氨氮废水；处理方法；比较

0概述

近年来，随着我国工业化进程的加快以及现代工业的快速发展，产生的大量工业废水加剧了水环境的污染。根据《中国环境状况公报》公布的数据显示，2015年全国废水排放总量为695.4亿吨，其中，工业废水排放量为209.8亿吨，占总排放量的30.17%。工业废水处理，尤其是作为工业废水主要成分之一的氨氮废水处理方法和技术的选择日益受到人们关注。

1工业氨氮废水及处理方法

1.1工业氨氮废水来源

氨氮是以游离氨（NH3）和氨离子（NH4+）形式存在于水中的氮。工业氨氮废水的来源十分广泛主要有钢铁行业、化工、选矿、鞣革、饲料生产、化肥、玻璃制造、炼钨厂、石油、制药以及化工等领域。

1.2工业氨氮废水危害

工业废水中的氨氮能够导致水体富营养化，引起水体中的藻类及微生物大量繁殖，降低水体中的溶解氧含量，导致鱼类或水生生物死亡。此外，水体中的氨氮经过硝化作用后会产生硝酸盐、亚硝酸盐，长期饮用会诱发高铁血红蛋白症，对人体健康危害较大。此外，氨氮废水还会导致工业金属设备产生腐蚀，缩短了设备的使用寿命，增加工业维护和运营成本。

1.3工业氨氮废水处理方法

工业废水处理方法较多，根据浓度高低可以分为：高浓度氨氮废水处理法（如吹脱法、化学沉淀法等）和低浓度氨氮处理法（如吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等）；无机氨氮废水处理法主要有空气吹脱法和离子交换法等，有机氨氮废水处理法主要是生物法等。生物法又可以细分为硝化反硝化法、短程硝化反硝化法、厌氧氨氧化法以及同时硝化反硝化法等。

2低浓度氨氮废水处理方法比较

长期以来，出于成本及技术因素，企业对于工业废水处理多对COD进行深度处理，对于低浓度氨氮废水处理关注度不够。目前，低浓度氨氮废水的处理方法主要有折点氯化法、生物法、膜技术和吸附法等。

2.1折点氯化法

（1）原理：将氯气通入到工业氨氮废水中，使其达到某一临界点，最终使氨氮氧化成为氮气的化学处理过程。影响折点氯化法效果主要有pH值、温度、接触时间以及氯的初始化值等因素。（2）优点：折点氯化法的最大优点是易操作、过程易控制，氨氮去除效果好且稳定。（3）不足：折点氯化法的运用需要加大量氯气，运营维护费用高，产酸增加总溶解固体等，副产物氯胺和绿代有机物容易造成二次污染。目前，折点氯化法一般作为氨氮废水的后续处理，或给水、饮用水处理领域较多。

2.2生物法

（1）原理：在微生物作用下，将废水中的有机氮和氨态氮等通过硝化、反硝化等一系列反应转化为N2和NXO的过程。影响生物法处理氨氮废水的主要因素是有机碳的相对浓度，维持碳氮最佳比是生物法能否成功的关键。（2）优点：生物法处理氨氮废水具有经济性、效果稳定，易操作且不会产生二次污染等优点。（3）不足：生物法处理氨氮的占地面积大、处理效率容易受到温度、有毒物质等因素影响，管理要求较高。目前，生物处理氨氮废水重点需要解决的问题是硝化反硝化所需的较长时间，要加强缩短曝气时间以及反硝化过程研究。

2.3膜分离法

（1）原理：利用特定膜的透过性能对溶液中的某种成分进行选择性分离。膜分离技术可以在室温、无相变条件下进行。（2）优点：膜分离技术