探析高浓度氨氮废水处理技术

探析高浓度氨氮废水处理技术

廖振伟

广东华禹检测技术有限公司（519090）

摘要：氨氮（NH₃-N）作为水中消耗氧的污染物，含氨氮废水的过量排放，易造成水体的富营养化，河流湖泊中的水华以及海洋中的赤潮皆是由于水体的富营养化造成。水体的富营养化严重影响了水生动植物的正常生长发育，从而造成生态链的不平衡，进而影响到人类正常的生存与发展。然而更严重的是，氨氮（NH₃-N）在发生氧化还原化学反应之后所得到的氧化产物是亚硝酸盐氮，严重破坏水生动物的肝脏脾肾导致其大量死亡。NH₃-N在废水中只有害处却没有益处，基于此，本文将对高浓度氨氮废水处理技术进行探讨。

关键词：高浓度；氨氮废水；处理技术

一、高浓度氨氮废水的主要来源及特点

高浓度氨氮废水的来源途径主要有焦化、煤气、味精、化肥和养殖等领域在生产过程中所排放出来的废水，包括生活污水和垃圾渗滤液，这些废水都以含有高浓度氨氮为基本特征。通常情况下，这些废水所含氨氮浓度在200~6000mg/L。

1.味精废水

味精生产期间因采用过多的液氨，使最终排放出来的废水中所含氨氮超出标准数值，离子交换替换谷氨酸后排放出谷氨酸母液重铬酸盐需氧量（CODCr）在35000~65000mg/L，所含氨氮浓度高达5000~6000mg/L。

2.垃圾渗滤液

垃圾渗滤液的结构组成较为烦琐，所含成分也比较复杂，不但具有高浓度的有机物，还含有高浓度的氨氮、重金属和碱等。在对垃圾进行填埋处理期间，垃圾渗滤液呈现极好的可生化性，其中BOD5/COD比较低，在0.1~0.3；在此情况下其氨氮质量浓度逐渐增加，高达1000~2000mg/L，氨气和氮气的质量均小于3。

3.养殖废水

养殖场产生的废水在通过一系列厌氧工艺处理后，其中化学需氧量（COD）在1000~1500mg/L，因内部含有的可降解有机物已经在厌氧工艺处理期间被完全消除，厌氧消化液的BOD5/COD为0.19，呈现出可生化性偏差。另外，厌氧处理阶段不仅没有有效去除氨氮的浓度，反而造成其所含浓度逐渐升高至700~800mg/L。

二、高浓度氨氮废水处理技术

1.生物法

（1）传统生物法

在高浓度氨氮废水处理活动中，通过使用传统的生物法，硝化和反硝化等一系列反应，实现废水中氨氮的有效转换，达到废水治理的目的。借助新型生物脱氮工艺来开展相应的处理活动，充分利用短程硝化反硝化，同时硝化反硝化，厌氧氨氧化等多种不同的方法。为了有效提高高浓度氨氮废水处理的整体效果，在实际的处理活动中，通过使用硝化菌包埋载体，有效去除氨氮废水中的杂质，具有很强的处理效果。而在活性污泥环境下，通过使用生物法，在短时间内有效降解氨氮，为污水厂改造处理工作提供有效的借鉴。因而在高浓度氨氮废水处理活动中，通过加强生物载体改进研究，将沸石作为生物载体，充分利用沸石选择性吸附特点和硝化反硝化作用相结合的方式，有效提高脱氮的整体效果。

（2）新型生物脱氮技术

在高浓度氨氮废水处理活动中，可在高浓度氨氮废水处理活动中，通过加强新型生物脱氮技术的使用，充分使用短程硝化反硝化技术，在同一反应器中，有氧条件下利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐。通过该方式有效防止亚硝酸盐，进一步氧化的现象发生。而在这一反应条件下，直接在缺氧的条件下，把有机物或外加碳源作为电子供体，实现亚硝酸盐反硝化成氮气。而通过采用同时硝化反硝化技术，在同一个反应器中，同时进行硝化与反硝化反应，实现同时硝化反硝化，有效提高高浓度氨氮废水处理的整体效果。在废水中溶解氧扩散速度相对较缓慢，且受到众多客观因素的影响，而在微生物絮状或生物膜表面溶解氧的浓度相对较高。在高浓度氨氮废水处理活动中，通过使用好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖，使得其能够进入絮体或膜内部，构成缺氧区，此时反硝化细菌会占据优势地位，并形成同时硝化反硝化过程，达到去除氨氮的目的，有效提高氨氮去除率。在生物法的实际应用过程中，可以通过加强硝化反硝化技术，新型脱氮技术的应用，有效提升高浓度氨氮废水处理的整体效果，避免产生二次污染等现象，达到最佳的处理效果。

2.吹脱法

吹脱法主要是将废水原有的pH逐渐调节到碱性，并在填料塔中加入适当的蒸汽和空气，在气体与液体的混合处理后，将废水当中含有的游离氨吹脱到蒸汽或大气当中，利用蒸汽可以不断提高水体的温度，进而提高pH期间被吹脱的整体比例。通常情况下，如果想使用吹脱法将98%以上的氨氮有效去除，就要调节pH在11以上。低浓度废水基本在正常温度下采用空气进行吹脱，而石油化工、有机化工、有色金属冶炼和炼钢等领域中产生的高浓度废水通常采用蒸汽进行吹脱处理。但是需要注意的是，这种方法一般情况下会采用NaOH调节废水的pH，所消耗的能源和药剂较大。为了切实减少药剂成本的投入，采用Ca（OH）₂调节pH。数据表明，吹脱的速率和效率比NaOH相比要小很多，而且在整体过程中会出现结垢状况，增添了一定的操作难度。这个技术的一个关键点主要体现在为填料塔中气体与液体的充分接触提供更多的保障，有效避免出现沟流、液泛等不良操作行为。所以在填料的筛选环节及填充环节需要给予足够的重视。除了高能耗和碱耗外，在吹脱处理技术的使用过程中往往会使氨氮从液相转化为气相，如果不采用科学有效的回收技术进行解决，极可能会出现大气二次污染，此项技术主要应用在高浓度氨氮废水的预处理工作中。

3.物化法

在高浓度氨氮废水处理活动中，加强物化法的使用，有效去除水中的氨氮。而在物化法的实际应用过程中，主要是借助气液相平衡与传质速度理论，在水中通入气体，使得气体能够和液体充分接触，将氨氮从液相中转移为气相，达到脱除氨氮的目的。而在物化法的实际应用过程中，通过引入超声波技术来处理高浓度氨氮废水，有效提升氨氮的去除率，使得高浓度氨氮废水中氨氮的去除率能够达到92%。而在物化法的实际应用过程中，通过使用不同的电极材料药剂浓度，在提高废水中氨氮降解整体效果的同时，以综合使用加氯法、沉淀法、离子交换法等不同的物化脱氮工艺，有效提升整体的处理效果。在物化法的实际应用过程中，要充分考虑到氨氮废水处理的整体效果，通过将多种方法串联组合的方式，避免出现二次污染等现象，提高氨氮废水处理效果。

4.MVR法

在高浓度氨氮废水处理活动中，充分利用机械蒸汽再压缩技术，在提高氨氮去除率的同时，有效提高整体的处理效果。在机械蒸汽再压缩技术的实际应用过程中，主要是利用蒸发器中产生二次蒸汽，经过压缩机压缩，使得气体的压力温度逐渐升高，由于氨与水分子相对挥发度不同，通过采用蒸汽作用实现多次汽化和冷凝，达到高度纯化分离的目的。在高浓度氨氮废水处理活动中，通过加强机械蒸汽再压缩技术的实践应用，有效提升整体的除去效果，综合使用多种不同的技术，提高处理的整体效果，具有很强的循环经济效益。而在MVR法的实际应用中，要充分考虑到蒸馏过程需要加入气体收集，尽可能避免出现二次污染的现象。而在实际的应用过程中，由于受到诸多客观因素的影响，还处于研究阶段。

结语

综上所述，氨氮废水的处理技术多种多样，而且各有各的优势与不足，高浓度氨氮废水成分复杂，生物毒性较大，因废水性质存在一定的差异，为了获取更好的处理效果，所以需要结合实际情况针对废水特性选取科学适宜的高浓度氨氮处理技术。物理化学法和生物法结合将在不久成为各行业处理高浓度氨氮废水的新工艺。

参考文献：

[1]刘士庭.吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮研究.环境污染治理技术与设备，2004，5（6）：51

[2]蒋建国，陈嫣，邓舟，等.沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的研究.给水排水，2003，129（13）：6

[3]卢平等.高浓度氨氮垃圾渗滤液处理方法研究.中国给水排水，2003，19（5）：44