近年来,我国社会经济高速发展,对矿产资源尤其是稀土资源产生了大需求。然而,稀土冶炼过程中会产生大量高氨氮废水。我国已将氨氮纳入了“十二五”环境污染物约束性控制指标,对冶炼行业废水排放制定了更为严格的标准,规定从2012 年开始,铅锌行业废水氨氮直接排放标准需控制在8mg/L 以下。在此背景下,如何选用经济的方法对其进行处理,已成为水污染控制工程技术研究的重点。
        目前,工业氨氮废水处理的方法主要有物理化学方法和生物方法,其中,常用的吹脱法、吸附法、膜技术、化学沉淀法、化学氧化法属于物理化学方法。生物方法可分为传统硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同时硝化反硝化法、厌氧氨氧化法等。但是由于水质指标的不同和工艺条件的限制,针对不同类别的废水,采用的处理技术有很大差异,如在 高浓度氨氮废水处理过程中常采用吹脱-生物法、吹脱-折点氯化法、化学沉淀-生物法等;而在低浓度氨氮废水处理中考虑到成本和效益问题常采用吸附法、生物法等。

氨氮

1、高浓度氨氮废水处理技术
        高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展,以及人民生活水平的不断提高,工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升,呈现氨氮污染源多、排放量大,并且排放的浓度增大的特点。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。
2、低浓度氨氮工业废水处理技术
       由于技术和处理成本方面的原因,我国许多企业在排放污水时仅对COD进行深度处理,而往往忽略了对低浓度氨氮的处理。废水中氨氮的构成主要有两种,一种是氨水形成的氨氮,一种是无机氨形成的氨氮,主要是硫酸铵、氯化铵等。氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一,对这类污水进行回收利用时还会对管道中的金属产生腐蚀作用,缩短设备和管道的寿命,增加维护成本。目前工业上常用于处理低浓度氨氮的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。
3、新型生物脱氮技术
     (1)短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中,先在有氧的条件下,利用氨氧化将氨氧化成亚硝酸盐,阻止亚硝酸盐进一步氧化,然后直接在缺氧的条件下,以有机物或外加碳源作为电子供体,将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点:对于活性污泥法,可节省25%的供氧量,降低能耗;节省碳源,一定情况下可提高总氮的去除率;提高了反应速率,缩短了反应时间,减少反应器容积。但由于亚硝化和硝化之间关系紧密,每个影响因素的变化都同时影响到两类,而且各个因素之间也存在着相互影响的关系,这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段,对此现象的理论解释还不充分。
      (2)同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时,即为同时硝化反硝化(SND)。废水中溶解氧受扩散速度限制,在微生物絮体或者生物膜的表面,溶解氧浓度较高,利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖,越深入絮体或膜内部,溶解氧浓度越低,形成缺氧区,反硝化占优势,从而形成同时硝化反硝化过程。随着对氨氮的排放标准要求的提高,工业氨氮废水处理技术具有广阔的应用前景。目前,中低浓度氨氮废水处理技术还需进一步完善,多种脱氮技术联用以及氨氮回收综合利用将是今后的重点研究方向。对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究,实验结果表明,当DO为1mg/L,C/N=30,pH=7.2时,COD、NH4+-N、TN去除率分别为96%、95%、92%,并发现在一定的范围内,升高或降低反应器内DO浓度后,TN去除率都会下降。同时硝化反硝化法节省反应器,缩短了反应时间,且能耗低、投资省。但目前对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验室阶段,其作用机理及动力学模型需做进一步的研究,其工业化运用尚难实现。
     (3)厌氧氨氧化技术。厌氧氨氧化是指在缺氧或厌氧条件下,微生物以NH4+为电子受体,以NO2-或NO3-为电子供体进行的NH4+、NO2- 或NO3-转化成N2的过程。研究了工艺与厌氧氨氧化工艺联用技术处理“中老龄”垃圾渗滤液的效果,实验结果表明,厌氧氨氧化反应器可在具有硝化活性的污泥中实现启动;在进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度不超过250mg/L的条件下,氨氮和亚硝酸氮的去除率分别可达到80%和90%。目前,与厌氧氨氧化联合工艺的研究仍处于实验室阶段,还需要进一步调整和优化工艺条件,以提高联合工艺去除实际高氨氮废水中的总氮的效能。
         厌氧氨氧化技术可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗,免去反硝化反应的外源电子供体,可节省传统硝化反硝化过程中所需的中和试剂,产生的污泥量少。但目前为止,其反应机理、参与菌种和各项操作参数均不明确。




本文标题:工业废水中氨氮处理方法如何?
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