含氨氮废水处理技术

含氨氮废水处理技术

含氨氮废水处理技术主要可以分为物理化学法和生物脱氮技术两大类。以下是详细介绍：

物理化学法：

吹脱法：通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，再通过载气将游离氨从废水中带出，从而达到去除氨氮的目的。

化学沉淀法：又称MAP沉淀法，通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸，使废水中的NH4⁺与Mg²⁺、PO₄³⁻在水溶液中反应生成磷酸镁沉淀，从而达到去除氨氮的目的。

折点氯化法：将氯气或次氯酸钠通入废水中，利用氯的强氧化性将废水中的氨氮氧化成无机氮，从而实现去除。

离子交换法：利用沸石等吸附剂中的阳离子与废水中的NH₄⁺进行交换，以达到去除氨氮的目的。

膜分离技术：通过膜技术将废水中的氨氮分离出来，常见的有反渗透、纳滤等方法。

生物脱氮技术：

生物法：利用微生物的协同作用，通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应，将水中的氨氮最终转化成无害的氮气排放。

新型生物脱氮法：包括短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等，这些方法适用于不同浓度的氨氮废水处理。

此外，还有一些其他的处理方法，如电催化法、沸石吸附法、土壤灌溉法等。各种方法的选择依赖于具体的废水特性（如进水氨氮浓度、处理时间、温度、pH等）以及经济和环境因素。

综上所述，含氨氮废水处理技术多种多样，根据实际情况选择合适的方法可以有效去除废水中的氨氮，实现达标排放。

吹脱法

吹脱法在含氨氮废水处理中的具体操作流程和效率如下：

1.具体操作流程

调节pH值：首先将废水的pH值调至适宜范围。根据不同的研究，适宜的pH值有所不同，但一般在11.5到13之间。

控制温度：将废水加热至适宜的温度，一般在60℃到80℃之间。

吹脱时间：设置合适的吹脱时间，一般为120分钟。

空气或蒸汽吹入：通过通入空气或蒸汽来实现氨氮的吹脱。空气流量一般为150 L/min。

2.效率

吹脱法在处理高浓度氨氮废水方面具有较高的去除效率。根据不同的研究条件，氨氮的去除率可以达到90%以上，甚至在某些条件下可达99.2%。具体的去除效率受多种因素影响，包括pH值、温度、气液比等。

3.影响因素

pH值：pH值是影响吹脱效率的主要因素之一。一般情况下，较高的pH值有助于提高氨氮的去除率。

温度：适宜的温度范围一般在60℃到80℃之间。温度过低会降低吹脱效率，而温度过高可能会导致能耗增加。

气液比：气液比（即通入空气或蒸汽的量与废水体积的比例）也是一个重要因素。较高的气液比有助于提高吹脱效率。

4.优缺点

优点：

高效率：在适宜条件下，氨氮去除率可达95%以上。

操作简便：流程简单，基建费和运行费较低。

可实现氨氮资源化回收：经过吹脱处理后，可以回收利用氨。

缺点：

需要调整进出水的pH值，这可能会增加处理过程的复杂性。

在某些情况下，吹脱过程可能会导致污泥水pH下降，有助于其后续处理，但也可能带来其他问题，如Ca2+浓度下降和固体物质析出。

化学沉淀法（MAP沉淀法）的最佳pH值、反应条件

1.最佳pH值：

根据不同的研究，化学沉淀法的最佳pH值可能会有所不同。例如，在处理含镍电镀废水时，最佳pH值为11；而在处理污泥酸化液脱氮除磷时，最佳pH值为9.0。然而，对于MAP化学沉淀法处理氨氮废水，具体的最佳pH值并未明确提及，但可以推测其应在一个适宜范围内，以确保高效去除氨氮。

2.反应条件：

反应温度：根据研究，反应温度对化学沉淀法的处理效果有一定影响，但具体的最佳温度未在证据中明确提及。

沉淀剂投加比例：沉淀剂的种类和配比对处理效果也有显著影响。例如，在处理高磷制药废水时，FeCl3、AlCl3、MgCl2和CaCl2的最佳金属摩尔比分别为1.8:1、1.8:1、1.6:1和1.6:1。这些数据可以为MAP化学沉淀法提供参考。

反应时间：反应时间也是一个重要因素，但具体的最佳时间未在证据中明确提及。

折点氯化法

折点氯化法处理氨氮废水的机理主要是通过向废水中通入一定量的氯气或次氯酸钠溶液，使得废水中的氨被氧化成氮气，从而实现脱氮的目的。具体过程如下：

化学反应：当氯气或次氯酸钠溶液被加入到废水中时，会发生一系列化学反应。首先，氯气与水反应生成次级过氧化氢（HOCl）和氯离子（Cl-），然后HOCl与废水中的氨（NH4+）反应生成氯胺（NH2Cl）。进一步的反应会将氯胺分解成氮气（N2）、水（H2O）、盐酸（HCl）和氯离子（Cl-）。

折点现象：在上述过程中，存在一个特定的点，即折点。在折点时，废水中的游离氨含量降至最低，而氨的浓度则降为零。当通入的氯气量超过这个折点时，水中的游离氨含量会增加，因此该点成为折点。

脱氮效率：折点氯化法的脱氮效率可以达到95%，同时还具有杀菌消毒的作用。

离子交换法去除氨氮的机制及其适用废水类型。

离子交换法去除氨氮的机制主要是通过离子交换剂上的可交换阳离子与水中的NH4+进行离子交换。这种方法要求离子交换剂对NH4+具有很强的选择吸附性和较大的总比表面积，以保证较好的去除效果。在这个过程中，金属阳离子与NH4+之间的离子交换是去除氨氮的主要机制之一，交换后的金属离子可能会与磷酸盐形成沉淀，进一步促进吸附剂对水中氮和磷的去除。

离子交换法适用于处理各种类型的废水，无需根据废水种类进行调整。这表明离子交换法具有广泛的适用性。特别是在化工产业中，氨氮主要来源于钢铁、石化、焦化、合成氨、发电、水泥等行业排放的工业废水、含氨的气体粉尘和烟雾，这些气体中的氨溶于水中形成氨氮，因此离子交换法在这些领域尤为适用。

然而，对于高浓度的氨氮废水，离子交换法可能会导致树脂再生频繁，从而造成操作困难，并且再生液仍为高浓度氨氮废水，这可能会影响其经济性和效率。尽管如此，离子交换技术仍然被认为是一种经济高效的氨氮处理方法，尤其是在需要深度去除氨氮的情况下，如使用均粒强酸型阳离子交换树脂可以实现出水氨氮低至1ppm以下。

离子交换法通过利用特定的离子交换剂与水中的NH4+进行离子交换来去除氨氮，适用于多种类型的废水，包括来自化工产业的含氨废水。

新型生物脱氮技术中短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等方法的比较研究。

短程硝化反硝化：

原理：短程硝化反硝化工艺利用亚硝酸菌和硝酸菌在不同条件下的生长速率差异，通过调控温度、pH值、溶解氧等参数，实现氮的硝化和反硝化。

优点：该工艺可以缩短反应时间和容积，减少了NO2-和NO3-的累积，从而提高污水脱氮效率并节省运行费用。

应用：Sharon工艺、SBR工艺和UCT工艺等相关工艺都采用了短程硝化反硝化的原理，但具体参数和操作方式有所不同。

好氧反硝化：

原理：好氧反硝化菌通过硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和一氧化二氮还原酶催化完成反硝化作用。电子可以从被还原的有机物基质传递给O2，也可传递给NO3-、NO2-和N2O，并分别将它们还原。

优点：好氧反硝化过程中，电子最终受体可以是O2或NO3-、NO2-，增加了处理灵活性。

厌氧氨氧化：

原理：厌氧氨氧化工艺是在厌氧条件下，以氨为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化成氮气。这比全程硝化（氨氧化为硝酸盐）节省60%以上的供氧量。

优点：该工艺具有高效、稳定和环保的特点，能够显著降低碳源消耗量、废污泥产量和温室气体排放量。

总结：

短程硝化反硝化：适用于需要快速处理和高效脱氮的场景，特别是在空间和时间有限的情况下表现出色。

好氧反硝化：具有较高的处理灵活性，适用于多种电子受体，可以根据实际情况调整。

厌氧氨氧化：在无需曝气的情况下实现高效脱氮，适合于能耗低和环保要求高的应用场景。