淺析(xi)氨氮(dan)廢水處(chu)理(li)技(ji)術

隨著(zhe)工農(nong)業(ye)生(sheng)產的(de)發展和人民(min)生(sheng)活水平(ping)的(de)提高(gao)，含(han)氮(dan)化(hua)合(he)物(wu)的(de)排放量(liang)急(ji)劇(ju)增(zeng)加，已(yi)成(cheng)為環(huan)境的(de)主要(yao)汙染(ran)源(yuan)，並引(yin)起(qi)各界(jie)的(de)關(guan)註。經(jing)濟(ji)有(you)效(xiao)地控制氨氮(dan)廢水汙(wu)染(ran)已(yi)經(jing)成(cheng)為當今(jin)環(huan)境工作者所面(mian)臨的(de)重大課(ke)題(ti)。  

1氨氮(dan)廢水的(de)來(lai)源(yuan)  

含氮(dan)物(wu)質(zhi)進(jin)入水環(huan)境的(de)途徑主要(yao)包括(kuo)自然過程和(he)人類活動(dong)兩(liang)個方(fang)面(mian)。含(han)氮(dan)物(wu)質(zhi)進(jin)入水環(huan)境的(de)自然來(lai)源(yuan)和過(guo)程(cheng)主(zhu)要(yao)包括(kuo)降(jiang)水降(jiang)塵(chen)、非市區(qu)徑流和生(sheng)物固(gu)氮(dan)等(deng)。人類的(de)活動(dong)也(ye)是(shi)水環(huan)境中氮(dan)的(de)重要(yao)來(lai)源(yuan)，主要(yao)包括(kuo)未(wei)處(chu)理(li)或(huo)處(chu)理(li)過(guo)的(de)城市生(sheng)活和(he)工業(ye)廢水、各(ge)種(zhong)浸(jin)濾液(ye)和(he)地表(biao)徑(jing)流等。人工(gong)合(he)成(cheng)的(de)化學肥料(liao)是(shi)水體(ti)中氮(dan)營(ying)養(yang)元素的(de)主要(yao)來(lai)源(yuan)，大量(liang)未(wei)被農作物利(li)用的(de)氮(dan)化(hua)合(he)物(wu)絕大部分被農(nong)田(tian)排(pai)水和(he)地表(biao)徑(jing)流帶入地下(xia)水和(he)地表(biao)水中。隨著(zhe)石(shi)油(you)、化工(gong)、食(shi)品和(he)制藥等(deng)工業(ye)的(de)發展，以(yi)及人民(min)生(sheng)活水平(ping)的(de)不斷提(ti)高(gao)，城市生(sheng)活汙(wu)水和(he)垃(la)圾(ji)滲濾液(ye)中氨氮(dan)的(de)含量(liang)加速(su)上升。

2氨氮(dan)廢水的(de)危害(hai)  

水環(huan)境中存在(zai)過量(liang)的(de)氨氮(dan)會(hui)造成(cheng)多方(fang)面的(de)有害(hai)影響(xiang)：  

(1)由於(yu)NH4+-N的(de)氧(yang)化，會(hui)造成(cheng)水體(ti)中溶解氧(yang)濃度降(jiang)低(di)，導致水體(ti)發黑發臭，水質(zhi)下(xia)降(jiang)，對水生(sheng)動(dong)植物(wu)的(de)生(sheng)存造成(cheng)影響(xiang)。

(2)水中氮(dan)素含量(liang)太(tai)多會(hui)導(dao)致水體(ti)富營(ying)養(yang)化，進(jin)而(er)造成(cheng)壹系(xi)列(lie)的(de)嚴重後(hou)果。由(you)於(yu)氮(dan)的(de)存在(zai)，致使(shi)光合(he)微(wei)生(sheng)物(大多(duo)數(shu)為藻類)的(de)數量(liang)增(zeng)加，即水體(ti)發生(sheng)富營(ying)養(yang)化現(xian)象，結果造成(cheng)：堵塞濾池，造成(cheng)濾池運轉周(zhou)期(qi)縮(suo)短，從(cong)而(er)增(zeng)加了(le)水處(chu)理(li)的(de)費(fei)用;妨(fang)礙水上(shang)運動(dong);藻(zao)類代謝的(de)終(zhong)產物可(ke)產生(sheng)引(yin)起(qi)有色度(du)和(he)味(wei)道的(de)化合(he)物(wu);由於(yu)藍(lan)-綠(lv)藻類產生(sheng)的(de)毒素，家畜(chu)損(sun)傷(shang)，魚(yu)類死亡;由於(yu)藻(zao)類的(de)腐爛，使(shi)水體(ti)中出現(xian)氧(yang)虧現(xian)象。  

(3) 水中的(de)NO2--N和NO3--N對人和(he)水生(sheng)生(sheng)物有(you)較大的(de)危害(hai)作用。長(chang)期(qi)飲用(yong)NO3--N含(han)量(liang)超過10mg/L的(de)水，會(hui)發生(sheng)高(gao)鐵(tie)血紅(hong)蛋白癥(zheng)，當(dang)血液(ye)中高(gao)鐵(tie)血紅(hong)蛋白含(han)量(liang)達(da)到70mg/L，即發生(sheng)窒息(xi)。水中的(de)NO2--N和胺(an)作用會(hui)生(sheng)成(cheng)亞硝(xiao)胺，而(er)亞硝(xiao)胺是(shi)“三(san)致”物質(zhi)。NH4+-N和(he)氯反應(ying)會(hui)生(sheng)成(cheng)氯胺，氯胺的(de)消毒(du)作用比(bi)自由氯小，因此當有(you)NH4+-N存在(zai)時，水處(chu)理(li)廠將(jiang)需要(yao)更(geng)大的(de)加氯量(liang)，從(cong)而(er)增(zeng)加處(chu)理(li)成(cheng)本(ben)。

3氨氮(dan)廢水處(chu)理(li)的(de)主要(yao)技術  

目前，國(guo)內外(wai)氨(an)氮(dan)廢水處(chu)理(li)有(you)折(zhe)點(dian)氯化法(fa)、化(hua)學沈澱法(fa)、離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)、吹(chui)脫法(fa)和(he)生(sheng)物脫(tuo)氨法(fa)等(deng)多種方(fang)法(fa)，這些技(ji)術可(ke)分(fen)為物理(li)化(hua)學法(fa)和(he)生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)技(ji)術兩大類。  

3.1生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)法(fa)  

微生(sheng)物去除氨氮(dan)過(guo)程(cheng)需(xu)經(jing)兩個階(jie)段(duan)。壹(yi)階(jie)段(duan)為硝化(hua)過(guo)程，亞硝(xiao)化菌(jun)和硝(xiao)化菌(jun)在(zai)有氧(yang)條(tiao)件(jian)下將(jiang)氨態(tai)氮(dan)轉(zhuan)化(hua)為亞硝(xiao)態(tai)氮(dan)和(he)硝(xiao)態(tai)氮(dan)的(de)過程(cheng)。第(di)二階段(duan)為反硝(xiao)化(hua)過程，汙(wu)水中的(de)硝態(tai)氮(dan)和(he)亞(ya)硝(xiao)態氮(dan)在(zai)無氧(yang)或(huo)低(di)氧(yang)條(tiao)件(jian)下，被(bei)反硝(xiao)化(hua)菌(jun)(異養(yang)、自養(yang)微生(sheng)物均(jun)有發現(xian)且種(zhong)類很多)還(hai)原(yuan)轉化為氮(dan)氣(qi)。在(zai)此過程(cheng)中，有機物(甲醇、乙酸、葡(pu)萄糖等(deng))作為電子(zi)供(gong)體(ti)被氧(yang)化而(er)提供(gong)能量(liang)。常見的(de)生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)流程可(ke)以(yi)分(fen)為3類，分別是(shi)多(duo)級汙(wu)泥系(xi)統(tong)、單級(ji)汙泥系(xi)統(tong)和生(sheng)物膜系(xi)統(tong)。  

3.1.1多級(ji)汙(wu)泥系(xi)統(tong)  

此流程可(ke)以(yi)得(de)到相當好的(de)BOD5去除效果和(he)脫(tuo)氮(dan)效(xiao)果，其(qi)缺點(dian)是(shi)流程長、構築(zhu)物多、基(ji)建(jian)費(fei)用高(gao)、需(xu)要(yao)外加碳(tan)源(yuan)、運行(xing)費(fei)用高(gao)、出水中殘留(liu)壹定(ding)量(liang)甲(jia)醇等。  

3.1.2單級(ji)汙(wu)泥系(xi)統(tong)  

單級(ji)汙(wu)泥系(xi)統(tong)的(de)形(xing)式包括(kuo)前置(zhi)反(fan)硝(xiao)化(hua)系(xi)統、後(hou)置(zhi)反(fan)硝(xiao)化(hua)系(xi)統及交(jiao)替工(gong)作系統(tong)。前置(zhi)反(fan)硝(xiao)化(hua)的(de)生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)流程，通常稱(cheng)為A/O流程與傳統(tong)的(de)生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)工(gong)藝(yi)流程相比，A/O工(gong)藝(yi)具(ju)有(you)流程簡(jian)單、構(gou)築(zhu)物少(shao)、基(ji)建(jian)費(fei)用低(di)、不需外加碳(tan)源(yuan)、出水水質(zhi)高(gao)等(deng)優點。後(hou)置(zhi)式反硝(xiao)化(hua)系統，因為混合(he)液(ye)缺乏有機物，壹般還(hai)需要(yao)人工(gong)投加碳(tan)源(yuan)，但脫氮(dan)的(de)效果可(ke)高(gao)於(yu)前置(zhi)式，理(li)論(lun)上(shang)可(ke)接(jie)近100%的(de)脫氮(dan)。交(jiao)替工(gong)作的(de)生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)流程主要(yao)由兩(liang)個串(chuan)聯(lian)池子(zi)組成(cheng)，通過(guo)改換(huan)進(jin)水和(he)出水的(de)方向，兩(liang)個池子(zi)交(jiao)替在(zai)缺氧(yang)和好(hao)氧(yang)的(de)條(tiao)件(jian)下運行(xing)。該(gai)系(xi)統(tong)本(ben)質上(shang)仍是(shi)A/O系(xi)統，但其(qi)利用(yong)交(jiao)替工(gong)作的(de)方式，避免了(le)混(hun)合(he)液(ye)的(de)回流，因而(er)脫氮(dan)效(xiao)果優於(yu)壹(yi)般(ban)A/O流程。其(qi)缺點(dian)是(shi)運行(xing)管理(li)費(fei)用較(jiao)高(gao)，且壹(yi)般(ban)必(bi)須(xu)配(pei)置(zhi)計(ji)算(suan)機控制自動(dong)操(cao)作系統(tong)。  

3.1.3生(sheng)物膜系(xi)統(tong)  

將上(shang)述A/O系統中的(de)缺氧(yang)池和(he)好氧(yang)池改為固(gu)定(ding)生(sheng)物膜反(fan)應(ying)器(qi)，即形(xing)成(cheng)生(sheng)物膜脫(tuo)氮(dan)系(xi)統(tong)。此系統(tong)中應有(you)混(hun)合(he)液(ye)回流，但不需(xu)汙(wu)泥回流，在(zai)缺氧(yang)的(de)好氧(yang)反應(ying)器(qi)中保存了適應於(yu)反(fan)硝(xiao)化(hua)和(he)好氧(yang)氧(yang)化及硝(xiao)化反(fan)應(ying)的(de)兩個汙(wu)泥系(xi)統(tong)。  

3.2物化(hua)除氮(dan)  

物化(hua)除氮(dan)常用的(de)物理(li)化(hua)學方法(fa)有(you)折點氯化法(fa)、化(hua)學沈澱法(fa)、離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)、吹(chui)脫法(fa)、液(ye)膜法(fa)、電(dian)滲析法(fa)和(he)催化濕(shi)式氧(yang)化法(fa)等(deng)。  

3.2.1折點(dian)氯化法(fa)  

不連續(xu)點氯化法(fa)是(shi)氧(yang)化法(fa)處(chu)理(li)氨(an)氮(dan)廢水的(de)壹種(zhong)，利(li)用(yong)在(zai)水中的(de)氨與氯反應(ying)生(sheng)成(cheng)氮(dan)氣(qi)而(er)將水中氨去除的(de)化學處理(li)法(fa)。該(gai)方(fang)法(fa)還(hai)可(ke)以(yi)起(qi)到殺(sha)菌(jun)作用，同時使(shi)壹部分有機物無機化，但經(jing)氯化處(chu)理(li)後(hou)的(de)出水中留(liu)有余(yu)氯，還(hai)應進(jin)壹步(bu)脫氯處理(li)。  

3.2.2化學沈澱法(fa)  

化學沈澱法(fa)是(shi)往(wang)水中投加某(mou)種(zhong)化學藥劑(ji)，與水中的(de)溶解性(xing)物(wu)質發生(sheng)反應(ying)，生(sheng)成(cheng)難溶於(yu)水的(de)鹽類，形(xing)成(cheng)沈渣易(yi)去除，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)水中溶解性(xing)物(wu)質的(de)含量(liang)。

3.2.3離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)  

離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)法(fa)的(de)實質(zhi)是(shi)不(bu)溶性(xing)離(li)子(zi)化(hua)合(he)物(wu)(離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)劑(ji))上(shang)的(de)可(ke)交(jiao)換(huan)離(li)子(zi)與廢水中的(de)其(qi)它同性(xing)離(li)子(zi)的(de)交(jiao)換(huan)反應(ying)，是(shi)壹(yi)種特(te)殊的(de)吸附(fu)過程(cheng)，通常是(shi)可(ke)逆(ni)性(xing)化(hua)學吸附(fu)。

3.2.4吹(chui)脫法(fa)  

吹(chui)脫法(fa)是(shi)將(jiang)廢水調(tiao)節(jie)至(zhi)堿性(xing)，然後(hou)在(zai)汽(qi)提(ti)塔中通入(ru)空(kong)氣或(huo)蒸(zheng)汽(qi)，通(tong)過(guo)氣(qi)液(ye)接(jie)觸(chu)將(jiang)廢水中的(de)遊離(li)氨(an)吹(chui)脫至(zhi)大氣(qi)中。通入(ru)蒸(zheng)汽(qi)，可(ke)升高(gao)廢水溫度，從(cong)而(er)提高(gao)壹(yi)定(ding)pH值(zhi)時(shi)被吹(chui)脫的(de)氨的(de)比率(lv)。用該(gai)法(fa)處(chu)理(li)氨(an)時(shi)，需(xu)考慮(lv)排放的(de)遊離(li)氨(an)總(zong)量(liang)應(ying)符(fu)合(he)氨(an)的(de)大氣(qi)排(pai)放標(biao)準，以(yi)免造成(cheng)二次汙(wu)染。低濃度廢水通(tong)常在(zai)常溫下用空氣吹(chui)脫，而(er)煉(lian)鋼、石(shi)油(you)化工(gong)、化(hua)肥(fei)、有機化工有色金屬(shu)冶(ye)煉(lian)等行(xing)業(ye)的(de)高(gao)濃度廢水則常用蒸(zheng)汽(qi)進(jin)行(xing)吹(chui)脫。  

3.2.5液膜法(fa)  

自從(cong)1986年(nian)黎(li)念(nian)之(zhi)發現(xian)乳狀液膜以(yi)來(lai)，液(ye)膜法(fa)得(de)到了廣泛的(de)研究(jiu)。許多(duo)人認(ren)為液膜分(fen)離(li)法(fa)有(you)可(ke)能(neng)成(cheng)為繼萃取法(fa)之(zhi)後(hou)的(de)第二代分(fen)離(li)純(chun)化技(ji)術，尤(you)其(qi)適用於(yu)低(di)濃度金屬(shu)離(li)子(zi)提(ti)純(chun)及廢水處(chu)理(li)等(deng)過(guo)程(cheng)。乳狀液膜法(fa)去除氨氮(dan)的(de)機理(li)是(shi)：氨(an)態氮(dan)NH3-N易(yi)溶(rong)於(yu)膜相(xiang)油(you)相，它(ta)從(cong)膜相(xiang)外(wai)高(gao)濃度的(de)外側(ce)，通過(guo)膜相(xiang)的(de)擴(kuo)散(san)遷移，到達(da)膜相(xiang)內側(ce)與內相(xiang)界(jie)面，與膜內相(xiang)中的(de)酸發生(sheng)解脫(tuo)反應，生(sheng)成(cheng)的(de)NH4+不溶(rong)於(yu)油(you)相而(er)穩定(ding)在(zai)膜內相(xiang)中，在(zai)膜內外(wai)兩(liang)側(ce)氨濃度差(cha)的(de)推動(dong)下(xia)，氨分子不(bu)斷通(tong)過(guo)膜表(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)、滲透擴(kuo)散(san)遷移至(zhi)膜相(xiang)內側(ce)解吸(xi)，從(cong)而(er)達(da)到分離(li)去除氨氮(dan)的(de)目的(de)。  

3.2.6電滲析法(fa)  

電滲析是(shi)壹(yi)種膜法(fa)分(fen)離(li)技(ji)術，其(qi)利用(yong)施加在(zai)陰陽(yang)膜對之(zhi)間(jian)的(de)電壓(ya)去除水溶(rong)液(ye)中溶解的(de)固(gu)體(ti)。在(zai)電滲析室的(de)陰陽(yang)滲透膜之(zhi)間(jian)施加直(zhi)流電壓，當進(jin)水通(tong)過(guo)多(duo)對陰陽(yang)離(li)子(zi)滲透膜時(shi)，銨(an)離(li)子(zi)及其(qi)他(ta)離(li)子(zi)在(zai)施加電(dian)壓(ya)的(de)影響(xiang)下，通(tong)過膜而(er)進(jin)入另(ling)壹側(ce)的(de)濃水中並在(zai)濃水中集，因而(er)從(cong)進(jin)水中分離(li)出來(lai)。  

3.2.7催化(hua)濕(shi)式氧(yang)化法(fa)  

催化(hua)濕(shi)式氧(yang)化法(fa)是(shi)20世(shi)紀(ji)80年(nian)代(dai)上(shang)發展起(qi)來(lai)的(de)壹種(zhong)治(zhi)理(li)廢水的(de)新技(ji)術。在(zai)壹定溫度、壓力和催(cui)化(hua)劑(ji)作用下(xia)，經(jing)空氣(qi)氧(yang)化，可(ke)使(shi)汙水中的(de)有機物和氨分別氧(yang)化分(fen)解成(cheng)CO2、N2和H2O等(deng)無害(hai)物質(zhi)，達(da)到凈化的(de)目的(de)。該(gai)法(fa)具(ju)有(you)凈(jing)化(hua)效(xiao)率(lv)高(gao)(廢水經(jing)凈化(hua)後(hou)可(ke)達(da)到飲用(yong)水標(biao)準)、流程簡(jian)單、占地面(mian)積少(shao)等(deng)特點。經(jing)多年(nian)應(ying)用(yong)與實踐，這壹廢水處(chu)理(li)方(fang)法(fa)的(de)建設(she)及運行(xing)費(fei)用僅(jin)為常規方(fang)法(fa)的(de)60%左右，因而(er)在(zai)技術上和(he)經(jing)濟(ji)上(shang)均(jun)具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)競爭(zheng)力。  

4結論  

國內外(wai)氨(an)氮(dan)廢水降(jiang)解的(de)各種(zhong)技(ji)術與工藝(yi)過程(cheng)，都(dou)有各(ge)自的(de)優勢與不足，由(you)於(yu)不(bu)同廢水性(xing)質(zhi)上的(de)差(cha)異，還(hai)沒有(you)壹種(zhong)通用的(de)方法(fa)能(neng)處理(li)所有(you)的(de)氨氮(dan)廢水。因此，必須(xu)針(zhen)對不同工業(ye)過(guo)程(cheng)的(de)廢水性(xing)質(zhi)，以(yi)及廢水所含(han)的(de)成(cheng)分進(jin)行(xing)深(shen)入系(xi)統地研究(jiu)，選擇(ze)和(he)確定(ding)處(chu)理(li)技(ji)術及工(gong)藝。目(mu)前，生(sheng)物脫(tuo)氮(dan)法(fa)主(zhu)要(yao)用於(yu)含(han)有(you)機物的(de)低氨(an)氮(dan)濃度化(hua)工廢水和(he)生(sheng)活汙(wu)水的(de)處理(li)，該(gai)法(fa)技(ji)術可(ke)靠(kao)，處理(li)效(xiao)果好(hao)。對於(yu)高(gao)濃度氨(an)氮(dan)廢水主(zhu)要(yao)采用(yong)吹(chui)脫法(fa)，近(jin)年(nian)來(lai)興起(qi)的(de)膜法(fa)分(fen)離(li)技(ji)術及催(cui)化濕(shi)式氧(yang)化等(deng)方(fang)法(fa)具(ju)有(you)很好的(de)應用(yong)前景(jing)。

英國(guo)GREENPRIMA離(li)子(zi)氨(an)氮(dan)檢測儀(yi)PM8200I能夠(gou)根(gen)據現(xian)場(chang)設(she)定(ding)長(chang)期(qi)無(wu)人值(zhi)守(shou)自動(dong)連續(xu)工作，廣泛(fan)適用於(yu)工(gong)業(ye)汙(wu)染(ran)源(yuan)排放廢水、市(shi)政汙(wu)水處(chu)理(li)廠汙(wu)水、環(huan)境質量(liang)地表(biao)水、電鍍(du)、電(dian)子、化工、制藥、食(shi)品等場(chang)合(he)。根(gen)據現(xian)場(chang)測試(shi)工況(kuang)的(de)復雜程度，可(ke)選配(pei)相(xiang)應(ying)的(de)預(yu)處(chu)理(li)系(xi)統(tong)，以(yi)保(bao)證(zheng)測試(shi)過程(cheng)可(ke)靠(kao)、測試結果準確，充(chong)分(fen)滿足不(bu)同場(chang)合(he)現(xian)場(chang)需求。