氨氮废水处理新思路

作者：admin 发布日期：2020-07-24 12:43

一、氨氮废水处理现状
氨氮废水主要来源于化肥、焦化、石化、制药、食品等行业废水，氨氮废水处理方法通常有物理法、化学法、物理化学以及生化法等。
（1）氨氮废水处理生物法
传统的生化法主要用于低浓度氨氮废水处理，它是利用微生物的硝化及反硝化作用使氨氮转变为氮气。低浓度氨氮废水通常具有比低的特点，有些生产废水甚至不含COD，因此采用生物脱氮的方式处理，需要加入碳源，运行成本很高。常见工艺有A/O或A₂/O）和SBR工艺。其缺点是处理过程对温度和工业废水中某些组分的干扰非常敏感，需要的反应器体积比较大，而且反硝化过程中会产生N₂O，易转化为其它影响臭氧层的氮氧化物，反硝化把NH⁴^＋这种有价值的物质转化成N₂逸入空气，造成浪费。在A/O工艺中，为了促使反硝化反应顺利进行，一般要求C/N大于3。
（2）氨氮废水处理蒸汽汽提法
蒸汽汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，其处理机理与吹脱法基本相同，也是一个气液传质过程，即在高pH值时，使废水与蒸汽密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气相中氨的分压与废水中氨的浓度对应的平衡分压之间的差值。蒸汽汽提法由于采用的工作介质是蒸汽，氨自废水进入蒸汽中，然后在塔顶精馏成为浓氨水回收，因此无需增加后处理工序。蒸汽汽提所需蒸汽体积要比空气吹脱法中所需空气体积小得多，因此设备体积较小，占地面积较少。汽提法比较适用于处理1000mg/L以上的高浓度氨氮废水，对氨氮的去除率可达99％以上，效率高，技术成熟度好。但是，常规的汽提废水脱氨技术蒸汽消耗量大，处理废水单耗比较高。蒸汽汽提废水脱氨技术的普及推广应用需要在节能降耗方面加大研究开发的力度。
（3）氨氮废水处理离子交换法
离子交换法适用于氨离子浓度在10～100mg/L的废水。其原理是选用阳离子交换树脂，将水中的铵离子与树脂上的钠离子交换，从而达到去除铵的目的。沸石具有从含钠、镁和钙等离子的溶液中有选择地去除氨离子的特点，因而选其作为交换树脂也叫有选择性的离子交换法，穿透的树脂要用2%的氯化钠溶液再生，再生液经过去氨处理后再循环使用，达一定的循环率后排放。离子交换除氨法树脂的再生操作复杂，设备及管道的腐蚀严重，再生下来的氨回用价值不高，因此工业型规模应用很少。
（4）化学沉淀法
化学沉淀法是通过向水中投加化学药剂，使氨反应生成不溶于水的沉淀，从而达到废水脱氨的目的。一般所用的化学药剂为镁盐和可溶性磷酸盐。化学沉淀法的氨氮脱除率一般为80%-90％。工艺比较简单、设备投资较少。但是由于需要向废水中投加国家严格控制排放的磷酸盐（国家一级标准要求磷<0.5mg/L），后续除磷要求很高。因此该工艺一般只适用于氨氮和磷同时存在的场合。
（5）氨氮废水处理膜分离法
采用膜分离技术处理氨氮废水是近几年来研究比较多的废水脱氨技术之一。膜分离技术处理氨氮废水的处理效果比较好，条件温和。由于氨氮废水中往往有较多的固体悬浮物及易于结垢的盐类，考虑到膜的阻塞及再生问题，膜分离技术对水质的要求较高。
（6）反渗透法和电渗析法
反渗透法和电渗析法的投资和运行费用都比较高。而且，电渗析的预处理要求高，反渗透膜的使用寿命短，目前在国内应用极少。一般采用生化处理方式降低废水中的氨氮含量，随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，越来越多的高氨氮废水生化处理不达标，成为制约行业发展的一项重要因素。
二、海普定制化氨氮废水处理工艺
江苏海普功能材料有限公司致力于高性能吸附剂和催化剂产品的研发和产业化，2018年获批为苏州市吸附与催化功能纳米材料工程技术研究中心通过多年的自主研发，在离子交换技术与吸附技术、纳米无机材料杂化技术等方面具有国际领先的水平，实现吸附和催化产品的系列化，并成功应用于环境保护和资源循环领域。以自主研发的系列高性能吸附剂和催化剂产品为核心，配合自主开发的工艺技术，海普已经成为专业的绿色环保解决方案供应商。

图1 氨氮水处理工艺
海普公司研究的特种吸附材料能针对性地吸附废水中的氨氮物质，对氨氮物质能做到高效吸附且脱附彻底，脱附后的废水氨氮含量可达到排放标准。采用海普的吸附工艺处理氨氮废水时，将废水预先过滤去除其中的悬浮和颗粒物质，然后进入吸附塔吸附，吸附塔中填充的特种吸附材料能将废水中的氨氮吸附在材料表面，出水氨氮可达标排放。吸附饱和后，再利用特定的脱附剂对吸附材料进行脱附处理，使吸附材料得以再生，如此不断循环进行。氨氮废水吸附处理工艺流程见下图。
三、氨氮废水处理案例介绍
本新建氨氮废水吸附处理设施，总设计废水处理规模为300m³/d，氨氮废水氨氮含量高，生化后氨氮含量超标，达不到排放标准，影响企业的稳定生产。海普对该废水进行了定制化的工艺设计，废水设计指标如下表。
案例1 吸附进出水数据

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

海普定制的吸附工艺能深度吸附去除废水中的氨氮，氨氮的去除率稳定在90%以上，吸附出水氨氮含量远低于客户要求（<25mg/L），由图可以看出废水中的氨氮大部分被吸附脱除，氨氮被转移至少量脱附液中，脱附液氧化后可直接返回前端生化系统，满足客户排放要求的同时，不产生二次污染，保障了企业的正产运行。
四、吸附法的优点
1. 高效去除废水中的氨氮物质，去除率高，严格控制出水的氨氮含量（出水氨氮含量<15mg/L）；
2. 对生化尾水进行深度处理，浓缩比高，解决低浓度废水处理难题；
3. 设计投资低、运行费用低，工艺先进，无二次污染；
4. 工艺流程简单、可靠，占地面积小。