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工業(yè)廢水中氨氮處理方法比較

更新時間:2020-06-04  瀏覽次數(shù):958

海南廚房污水處理資訊:近年來,隨著我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展,對礦產(chǎn)資源尤其是稀土資源產(chǎn)生了巨大需求。然而,稀土冶煉過程中會產(chǎn)生大量高氨氮廢水。我國已將氨氮納入了“十二五”環(huán)境污染物約束性控制指標,對冶煉行業(yè)廢水排放制定了更為嚴格的標準,規(guī)定從2012年開始,鉛鋅行業(yè)廢水氨氮直接排放標準需控制在8mg/L以下。在此背景下,如何選用高效經(jīng)濟的方法對其進行處理,已成為水污染控制工程技術(shù)研究的重點。


目前,工業(yè)氨氮廢水處理的方法主要有物理化學方法和生物方法,其中,常用的吹脫法、吸附法、膜技術(shù)、化學沉淀法、化學氧化法屬于物理化學方法。生物方法可分為傳統(tǒng)硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同時硝化反硝化法、厭氧氨氧化法等。


但是由于水質(zhì)指標的不同和工藝條件的限制,針對不同類別的廢水,采用的處理技術(shù)有很大差異,如在高濃度氨氮廢水處理過程中常采用吹脫-生物法、吹脫-折點氯化法、化學沉淀-生物法等;而在低濃度氨氮廢水處理中考慮到成本和效益問題常采用吸附法、生物法等。小編將對含氨氮廢水不同處理技術(shù)及其效果等進行分析和總結(jié),為其工業(yè)化處理過程中在選擇工藝方法和設(shè)計參數(shù)時提供參考。


高濃度氨氮廢水處理技術(shù)


高濃度氨氮廢水是指氨氮質(zhì)量濃度大于500mg/L的廢水。伴隨石油、化工、冶金、食品和制藥等工業(yè)的發(fā)展,以及人民生活水平的不斷提高,工業(yè)廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升,呈現(xiàn)氨氮污染源多、排放量大,并且排放的濃度增大的特點〔2〕。目前針對高氨氮廢水的處理技術(shù)主要使用吹脫法、化學沉淀法等。


吹脫法


將空氣通入廢水中,使廢水中溶解性氣體和易揮發(fā)性溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相,使廢水得到處理的過程稱為吹脫,常見的工藝流程見圖1。


吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。將氨氮廢水pH調(diào)節(jié)至堿性,此時,銨離子轉(zhuǎn)化為氨分子,再向水中通入氣體,使其與液體充分接觸,廢水中溶解的氣體和揮發(fā)性氨分子穿過氣液界面,轉(zhuǎn)至氣相,從而達到去除氨氮的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣,前者稱為空氣吹脫,后者稱為蒸汽吹脫。


蒸汽吹脫法效率較高,氨氮去除率能達到90%以上,但能耗較大,一般應用在煉鋼、化肥、石油化工等行業(yè),其優(yōu)點是可回收利用氨,經(jīng)過吹脫處理后可回收到氨質(zhì)量分數(shù)達30%以上的氨水??諝獯得摲ǖ男孰m比蒸汽法的低,但能耗低、設(shè)備簡單、操作方便。在氨氮總量不高的情況下,采用空氣吹脫法比較經(jīng)濟,同時可用硫酸作吸收劑吸收吹脫出的氨氮,生成的硫酸銨可制成化肥。但是在大規(guī)模的氨吹脫-汽提塔生產(chǎn)過程中,產(chǎn)生水垢是較棘手的問題。通過安裝噴淋水系統(tǒng)可有效解決軟質(zhì)水垢問題,可是對于硬質(zhì)水垢,噴淋裝置也無法消除。此外,低溫時氨氮去除率低,吹脫的氣體形成二次污染。因此,吹脫法一般與其他氨氮廢水處理方法聯(lián)合運用,用吹脫法對高濃度氨氮廢水進行預處理。


許多學者對吹脫法用于不同的氨氮廢水處理進行了實驗研究,分別得到其最佳吹脫工藝條件,見表1。


通過對比分析表1可以得出:


(1)吹脫法普遍適宜的pH在11附近


(2)考慮經(jīng)濟因素,溫度在30~40℃附近較為可行,且處理率高


(3)吹脫時間為3h左右


(4)氣液比在5000∶1左右效果較好,且吹脫溫度越高,氣液比越小


(5)吹脫后廢水的濃度可降低到中低濃度


(6)脫氮率基本保持90%以上。盡管吹脫法可以將大部分氨氮脫除,但處理后的廢水中氨氮仍然高達100mg/L以上,無法直接排放,還需要后續(xù)深度處理。


化學沉淀法(磷酸銨鎂沉淀法)


化學沉淀法的原理,是向氨氮污水中投加含Mg2+和PO43-的藥劑,使污水中的氨氮和磷以鳥糞石(磷酸銨鎂)的形式沉淀出來,同時回收污水中的氮和磷。


化學沉淀法的優(yōu)點主要表現(xiàn)在:工藝設(shè)計操作相對簡單;反應穩(wěn)定,受外界環(huán)境影響小,抗沖擊能力強;脫氮率高,效果明顯,生成的磷酸銨鎂可作為無機復合肥使用,因此解決了氮的回收和二次污染的問題,具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。


磷酸銨鎂沉淀法適用于處理氨氮濃度較高的工業(yè)廢水,表2總結(jié)了一些使用化學沉淀法處理氨氮廢水的案例。


通過對表2的比較,磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水的適宜條件是:pH約為9.0,n(P)∶n(N)∶n(Mg)在1∶1∶1.2左右,磷酸銨鎂沉淀法的脫氮率能維持在較高水平,普遍能夠達到90%以上。