氨氮廢水處理新思路

作者：admin 發(fā)布日期：2020-07-24 12:43

一、氨氮廢水處理現(xiàn)狀
氨氮廢水主要來源于化肥、焦化、石化、制藥、食品等行業(yè)廢水，氨氮廢水處理方法通常有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)以及生化法等。
（1）氨氮廢水處理生物法
傳統(tǒng)的生化法主要用于低濃度氨氮廢水處理，它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨?。低濃度氨氮廢水通常具有比低的特點，有些生產(chǎn)廢水甚至不含COD，因此采用生物脫氮的方式處理，需要加入碳源，運行成本很高。常見工藝有A/O或A₂/O）和SBR工藝。其缺點是處理過程對溫度和工業(yè)廢水中某些組分的干擾非常敏感，需要的反應(yīng)器體積比較大，而且反硝化過程中會產(chǎn)生N₂O，易轉(zhuǎn)化為其它影響臭氧層的氮氧化物，反硝化把NH⁴^＋這種有價值的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成N₂逸入空氣，造成浪費。在A/O工藝中，為了促使反硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，一般要求C/N大于3。
（2）氨氮廢水處理蒸汽汽提法
蒸汽汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變?yōu)榘睔庖莩?，其處理機(jī)理與吹脫法基本相同，也是一個氣液傳質(zhì)過程，即在高pH值時，使廢水與蒸汽密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質(zhì)過程的推動力是氣相中氨的分壓與廢水中氨的濃度對應(yīng)的平衡分壓之間的差值。蒸汽汽提法由于采用的工作介質(zhì)是蒸汽，氨自廢水進(jìn)入蒸汽中，然后在塔頂精餾成為濃氨水回收，因此無需增加后處理工序。蒸汽汽提所需蒸汽體積要比空氣吹脫法中所需空氣體積小得多，因此設(shè)備體積較小，占地面積較少。汽提法比較適用于處理1000mg/L以上的高濃度氨氮廢水，對氨氮的去除率可達(dá)99％以上，效率高，技術(shù)成熟度好。但是，常規(guī)的汽提廢水脫氨技術(shù)蒸汽消耗量大，處理廢水單耗比較高。蒸汽汽提廢水脫氨技術(shù)的普及推廣應(yīng)用需要在節(jié)能降耗方面加大研究開發(fā)的力度。
（3）氨氮廢水處理離子交換法
離子交換法適用于氨離子濃度在10～100mg/L的廢水。其原理是選用陽離子交換樹脂，將水中的銨離子與樹脂上的鈉離子交換，從而達(dá)到去除銨的目的。沸石具有從含鈉、鎂和鈣等離子的溶液中有選擇地去除氨離子的特點，因而選其作為交換樹脂也叫有選擇性的離子交換法，穿透的樹脂要用2%的氯化鈉溶液再生，再生液經(jīng)過去氨處理后再循環(huán)使用，達(dá)一定的循環(huán)率后排放。離子交換除氨法樹脂的再生操作復(fù)雜，設(shè)備及管道的腐蝕嚴(yán)重，再生下來的氨回用價值不高，因此工業(yè)型規(guī)模應(yīng)用很少。
（4）化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是通過向水中投加化學(xué)藥劑，使氨反應(yīng)生成不溶于水的沉淀，從而達(dá)到廢水脫氨的目的。一般所用的化學(xué)藥劑為鎂鹽和可溶性磷酸鹽?；瘜W(xué)沉淀法的氨氮脫除率一般為80%-90％。工藝比較簡單、設(shè)備投資較少。但是由于需要向廢水中投加國家嚴(yán)格控制排放的磷酸鹽（國家一級標(biāo)準(zhǔn)要求磷<0.5mg/L），后續(xù)除磷要求很高。因此該工藝一般只適用于氨氮和磷同時存在的場合。
（5）氨氮廢水處理膜分離法
采用膜分離技術(shù)處理氨氮廢水是近幾年來研究比較多的廢水脫氨技術(shù)之一。膜分離技術(shù)處理氨氮廢水的處理效果比較好，條件溫和。由于氨氮廢水中往往有較多的固體懸浮物及易于結(jié)垢的鹽類，考慮到膜的阻塞及再生問題，膜分離技術(shù)對水質(zhì)的要求較高。
（6）反滲透法和電滲析法
反滲透法和電滲析法的投資和運行費用都比較高。而且，電滲析的預(yù)處理要求高，反滲透膜的使用壽命短，目前在國內(nèi)應(yīng)用極少。一般采用生化處理方式降低廢水中的氨氮含量，隨著化肥、石油化工等行業(yè)的迅速發(fā)展壯大，越來越多的高氨氮廢水生化處理不達(dá)標(biāo)，成為制約行業(yè)發(fā)展的一項重要因素。
二、海普定制化氨氮廢水處理工藝
江蘇海普功能材料有限公司致力于高性能吸附劑和催化劑產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，2018年獲批為蘇州市吸附與催化功能納米材料工程技術(shù)研究中心通過多年的自主研發(fā)，在離子交換技術(shù)與吸附技術(shù)、納米無機(jī)材料雜化技術(shù)等方面具有國際領(lǐng)先的水平，實現(xiàn)吸附和催化產(chǎn)品的系列化，并成功應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)和資源循環(huán)領(lǐng)域。以自主研發(fā)的系列高性能吸附劑和催化劑產(chǎn)品為核心，配合自主開發(fā)的工藝技術(shù)，海普已經(jīng)成為專業(yè)的綠色環(huán)保解決方案供應(yīng)商。

圖1 氨氮水處理工藝
海普公司研究的特種吸附材料能針對性地吸附廢水中的氨氮物質(zhì)，對氨氮物質(zhì)能做到高效吸附且脫附徹底，脫附后的廢水氨氮含量可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。采用海普的吸附工藝處理氨氮廢水時，將廢水預(yù)先過濾去除其中的懸浮和顆粒物質(zhì)，然后進(jìn)入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特種吸附材料能將廢水中的氨氮吸附在材料表面，出水氨氮可達(dá)標(biāo)排放。吸附飽和后，再利用特定的脫附劑對吸附材料進(jìn)行脫附處理，使吸附材料得以再生，如此不斷循環(huán)進(jìn)行。氨氮廢水吸附處理工藝流程見下圖。
三、氨氮廢水處理案例介紹
本新建氨氮廢水吸附處理設(shè)施，總設(shè)計廢水處理規(guī)模為300m³/d，氨氮廢水氨氮含量高，生化后氨氮含量超標(biāo)，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，影響企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)。海普對該廢水進(jìn)行了定制化的工藝設(shè)計，廢水設(shè)計指標(biāo)如下表。
案例1 吸附進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)

水量（m³/d）	原水氨氮濃度（mg/L）	出水氨氮濃度（mg/L）	去除率
300	300	12.3	96%

海普定制的吸附工藝能深度吸附去除廢水中的氨氮，氨氮的去除率穩(wěn)定在90%以上，吸附出水氨氮含量遠(yuǎn)低于客戶要求（<25mg/L），由圖可以看出廢水中的氨氮大部分被吸附脫除，氨氮被轉(zhuǎn)移至少量脫附液中，脫附液氧化后可直接返回前端生化系統(tǒng)，滿足客戶排放要求的同時，不產(chǎn)生二次污染，保障了企業(yè)的正產(chǎn)運行。
四、吸附法的優(yōu)點
1. 高效去除廢水中的氨氮物質(zhì)，去除率高，嚴(yán)格控制出水的氨氮含量（出水氨氮含量<15mg/L）；
2. 對生化尾水進(jìn)行深度處理，濃縮比高，解決低濃度廢水處理難題；
3. 設(shè)計投資低、運行費用低，工藝先進(jìn)，無二次污染；
4. 工藝流程簡單、可靠，占地面積小。