含氨氮废水处理技术

来源:建树环保 2021-09-24 14:35:25 144

  氨氮废水来源非常广泛,水中含有大量的氨离子与游离氨,如果不对其进行任何处理直接排放到水体中,直接会造成水体的富营养化,扰乱整个生物的生长环境,不仅会污染水系,还会增加水产品的危险,对人体健康带来一定威胁。因此必须要从现状出发,进一步对含氨氮废水处理技术和手段进行研究,确保能够更有效的治理污水,降低其对各方面带来的不良影响。

  1、含氨氮废水特点

  通过含氨氮废水直接排放到水体内,会直接对整个水生生态环境带来危害。氨氮为污染水体的主要对象,其氧化分解的同时需要消耗大量氧,而导致水中溶解氧含量降低,威胁水生动物的正常生长,甚至会造成死亡。并且,氨氮的毒性远超过氨盐,含量超标会造成水生生物毒害。尤其是在氧气充足的条件下,氨氮还会在微生物的作用下被氧化成亚硝酸盐氮,然后与蛋白质结合会生成亚硝胺,如果通过水生生物进入到人体,将会存在致癌和致畸威胁。为排除含氨氮废水对环境、水生生物以及人体等带来威胁,必须要及时采取可靠措施进行处理,常见的如吹脱法、膜技术、吸附法、化学沉淀法以及生物法等,将氨氮含量控制在允许指标内,将其对外界带来的影响控制到最小。

  2、含氨氮废水常用处理技术

  (1)吹脱法。

  吹脱法在含氨氮废水处理中应用比较常见,即向废水内通入气体,促使废水中溶解性气体以及易挥发性溶质气液进行充分接触,通过pH值的调节将废水内离子氨转化成分子氨,最后利用通入的空气或者蒸汽将其吹出,降低废水内氨氮含量。其中,需要调节氨氮废水pH为碱性,为氨离子向氨分子的转换提供条件,而涌入水中的气体要保证与液体进行充分接触,促使废水内溶解气体与挥发性氨分子可以穿透气液界面,达到脱出氨氮的目的。总结以往实践经验来看,pH值、布水负荷、水温、气液比等均会对最终的脱除效率产生影响,且一般此方法多用于高浓度氨氮废水预处理阶段,具有比较稳定的处理效果,且整个工艺操作简单,过程易于控制。

  (2)化学沉淀法。

  应用化学沉淀法来进行废水脱氨氮,即向含氨氮废水投加适量的Mg2+与PO43-药剂,促使其与废水内含有的NH4+反应生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4?6H2O结晶沉淀,最后对废水中剩余的氮磷进行回收处理。一般此种方法适用于高浓度氨氮废水的处理,可以保证至少90%的脱氮效率。并且,在确认废水内无毒害物质的条件下,沉淀脱除得到的磷酸氨镁可以作为一种缓释复合肥料使用。化学沉淀法在实际应用中工艺设计简单,反应过程稳定性高,受外界因素的干扰小,具有比较强的抗冲击能力,且可以保证较高脱氮效果。但是在实际操作中还需要注意控制药剂投加量,提前确定沉淀物应用方向,并且反应后废水中氨氮残留浓度较高,均需要采取相应的措施处理应对。

  (3)离子交换法。

  应用离子交换法处理含氨氮废水,最为常见的就是以沸石作为交换载体,提高氨氮脱除率。基于历史实践数据可知,每克沸石最高可以吸附15.5mg的氨氮,且对于粒径在30~60目的沸石其脱除氨氮的效率可以达到78%。但是相比其他处理技术,利用沸石交换脱除工艺操作比较复杂,并且再生液为需要再次处理的高浓度氨氮废水,因此更适用于低浓度氨氮废水处理。

  (4)膜吸收法。

  1)反渗透技术。

  反渗透处理氨氮废水的原理,即以超过溶液渗透压的压力作用,通过半透膜选择溶质的截留作用,对溶质和溶剂进行可靠分离,实际应用中具有能耗低、无污染、工艺先进以及维护简单等特点。为保证反渗透脱除氨氮废水的高效率,必须要提供足够大的压力,促使水通过选择性膜析出,适度的提高膜一侧氨氮溶液浓度,且面对高浓度的溶液必须要配备同样大的反渗透压力,保证较高的氨氮脱除效果。

  2)电渗析技术。

  通过设置外加直流电场,基于离子交换膜选择透过性特点,促使电解质溶液将离子分离出来。就整体应用效果来看,电渗析技术可以将废水中的氨氮高效的分离出来,且前期所需投入较小,所消耗的能量与药剂少,工艺整体操作简单,反应后也不会产生二次污染副产物,在实际应用中具有较大的技术优势。

  (5)生物处理法。

  1)硝化反硝化技术。

  传统生物硝化反硝化脱氮技术可以应用到含氨氮废水处理中,分为硝化和反硝化两个阶段。硝化阶段即在好氧条件下,利用硝酸盐和亚硝酸盐,促使氨氮被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮。而反硝化过程则是在缺氧条件下,通过反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气,将废水内的氮脱除。比较常用的硝化反硝化技术如A2/O法、A/O法以及SBR序批示处理法等,工艺操作简单,且反应过程稳定性高,成本低还不会产生二次污染副产物。但是在实际操作中需要重点控制好硝化细菌浓度以及碳源的补给,很容易造成运行成本增加。

  2)新型脱氮技术。

  第一,短程硝化反硝化技术。

  此种方法可以在同一个反应器内进行,先于有氧条件反应,通过氨氧化细菌促使氨氮转换成亚硝酸盐,避免亚硝酸盐的进一步氧化,然后便可以在缺氧条件下,利用有机物或者外加碳源,促使亚硝酸盐进行反硝化反应,最终生成氮气。

  第二,同时硝化反硝化技术。

  在同一个反应器内进行硝化反硝化反应,即为同时硝化反硝化技术。含氨氮废水溶解氧在扩散速度的限制下,一般于微生物虚体以及生物膜表面存在较高的溶解氧浓度,为好氧硝化菌和氨化均提供生长繁殖条件,内部则会形成一个缺氧环境,满足反硝化细菌生长繁殖,进而达到同时硝化反硝化反应。

  3、结束语

  含氨氮废水处理技术比较多,需要基于实际情况来对比选择,保证所选处理技术手段的适应性,争取在保证最高脱氨氮效率的同时,不会产生二次污染,达到最佳处理效果。

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