氨氮废水处理

    氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要来自城镇生活污水、各种工业废水 及化学肥料和农家肥料等。水体中氮含量超标,不仅使水环境质量恶化,引起富营养化,还对人类以及动植物有严重危害。我国从20 世纪80 年代开始废水处理过程中脱氮的研究,但目前大多数污水处理厂仍未考虑脱氮的问题。因此对废水中氮的去除,特别是氨氮的去除需要引起高度的重视。本文介绍几种氨氮废水处理方法。

吹脱法

　氨吹脱工艺是将水的pH 值提到10. 5 11. 5 的范围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水,常需加石灰,经吹脱可以回收氨气。夏素兰从相平衡与气液传质速率两方面分析了氨氮吹脱工艺的影响因素,认为调节pH 值是改变吹脱体系化学平衡的重要手段,喷淋密度和气液比都是重要影响因素。胡继峰等认为去除率要达到90 %以上,pH 值必须大于12 且温度高于90 ℃。胡允良等实验室研究确定氨氮质量浓度为7. 2 7. 5 g/L 废水的最佳吹脱条件为:pH 值为11 ,温度为40 ℃,吹脱时间2 h ,出水中氨氮的质量浓度为307. 4 mg/L。黄骏等采用吹脱法处理三氧化二钒生产的高浓度氨氮废水,在实验室试验的基础上进行工业试验,出水达标排放。吹脱法主要用于处理高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多缺点,主要有: ①环境温度影响大,低于0 ℃时,氨吹脱塔实际上无法工作; ②吹脱效率有限,其出水需进一步处理; ③吹脱前需要加碱把废水的pH值调整到11 以上,吹脱后又须加酸把pH 值调整到9 以下,所以药剂消耗大; ④工业上一般用石灰调整pH 值,很容易在水中形成碳酸钙垢而在填料上沉积,可使塔板完全堵塞;⑤吹脱时所需空气量较大,因此动力消耗大,运行成本高。

分离法
   膜分离法是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，可在室温、无相变的条件下进行，主要包括电渗析、反渗透、超滤及渗析等工艺。

针对锰矿矿渣废水中氨氮浓度较高且含有大量重金属离子的特点，杜祥君采用新型膜工艺对其进行处置，实验工艺采用“NF+NF+ＲO”组合工艺，中试结果表明：废水的初始氨氮质量浓度为1 000 mg/L，纳滤出水的氨氮去除率为88%，通过RO膜后，氨氮质量浓度降至6 mg/L，氨氮去除率达到95%，该方法对重金属离子也有较好的去除效果，处理后水中锰离子、镁离子的质量浓度均小于1.0 mg/L，去除率分别为97.5%、95.3%，出水各项指标均可达一级排放标准。

   膜分离法处理氨氮废水效率高、耗能少、处理结果稳定，但在处理过程中膜易被污染，使系统处理压力过高，出现渗漏等问题，需定期对膜进行反洗，增加了处理成本，针对这一问题，如何开发耐污染性强、产水性能优、使用寿命长的膜材料将是未来研究的基本方向。

   国内外的水处理工作者将生物反应器与膜分离技术相结合，创造了一种新兴的污水处理技术与工艺——膜生物反应器（MBR）。李强等采用A/O- MBR工艺处理高氨氮废水，考察溶解氧对氨氮脱除效果的影响，在温度为25~28 ℃，pH 为7.5~8.5，DO为2.5 mg/L的工艺条件下，氨氮的去除率可达93.2%，控制其他条件不变，将DO降至1.5 mg/L，氨氮的去除率为87.5%。J. H. Shin等采用浸没式 MBR处理猪厂废水，氨氮去除率可达到99%，该工艺对总氮也有一定的去除效果，总氮去除率为60%。

MBR的工艺设备集中，易实现自动化控制，反应器内微生物浓度高，可提高硝化反应效率，但处理成本较常规生物处理方法偏高，如何优化膜生物反应器工艺仍需进一步研究。

催化湿式氧化法
   催化湿式氧化法（CWAO）是在传统湿式氧化法中加入适宜的催化剂，使废水中的氨氮氧化分解为CO2、H2O和N2等无害物质，达到去除氨氮的目的，常用于对较高浓度氨氮废水的处理。

付迎春等自制Ce-Mn-Cu氧化物复合催化剂用于催化湿式氧化法处理废水，在温度255 ℃，压力4.2 MPa，pH=10.8的条件下，反应2.5 h，进水氨氮质量浓度为1 023 mg/L，出水氨氮质量浓度为20 mg/L，氨氮去除率达到98%，出水水质符合国家二级排放标准。

   催化湿式氧化技术的核心是催化剂的选用，多组分复合催化剂对氨氮的脱除率高，非贵金属催化剂在处理过程中易溶出造成二次污染，贵金属催化剂没有这一问题，但价格高，因此，如何制备高效经济的催化剂是催化湿式氧化技术亟需解决的问题。

氨氮废水的处理方法有很多，分别适用于不同类型的氨氮废水，不同的方法在氨氮废水的预处理和深度处理阶段联合使用，能够得到较好的脱除效果，在处理氨氮废水的过程中，应根据具体废水水质，选择合适的处理技术及组合工艺，以达到高效经济去除氨氮的目的。