污水處理器-低濃度氨氮廢水處理方法

根據(jù)國內(nèi)外工程實例及資料介紹，目前在實際工程應(yīng)用中主要有生物法、空氣吹脫法、蒸汽氣提法、折點加氯法、離子交換法、化學(xué)沉淀法、膜分離法、反滲透法和電滲析法等，分別介紹如下：

低濃度氨氮廢水處理

⑴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。

⑵空氣吹脫法

　　空氣吹脫法是使廢水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用廢水中氨的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮由液相轉(zhuǎn)移至氣相而達(dá)到廢水脫氨的目的。在空氣吹脫過程中，廢水pH、水溫、水力負(fù)荷及氣水比對吹脫效果有非常大的影響。一般來說，pH要提高至10.8-11.5、水溫一般不能低于20℃、水力負(fù)荷為2.5-5m3/(m2?h)、氣水比2500-5000m3/m3，當(dāng)廢水處理要求更高時甚至達(dá)到7000-8000m3/m3，或者需要多塔串聯(lián)操作方可滿足工藝要求?？諝獯得摲ㄋ杩諝饬看?，而空氣吹脫塔因為受到塔設(shè)備空塔氣速的限制，一般體積非常龐大，占地面積大。另外，空氣吹脫法需要在系統(tǒng)中引入第三種介質(zhì)——空氣，氨自廢水進(jìn)入空氣中，因為空氣量很大，氨在空氣中的濃度很低，必須再采用酸對含氨空氣進(jìn)行洗滌，而酸洗塔同樣體積非常龐大，而且在吸收不夠充分的情況下，容易造成二次污染，即水污染轉(zhuǎn)化為空氣污染。

　　空氣吹脫法一級除氨效率一般為85%左右，要達(dá)到更高的處理要求，則需要多級串連操作。另外，因為廢水中氨的平衡濃度受溫度影響非常大，因此水溫低時采用空氣吹脫效率很低，一般不太適合在寒冷的冬季使用。在空氣吹脫工藝中，如果將廢水及空氣進(jìn)行加熱，提高操作溫度，可以提高脫氨效率，但是由于系統(tǒng)熱量無法實現(xiàn)綜合回收利用，會導(dǎo)致其廢水處理單耗顯著增加，其經(jīng)濟性將受到很大的影響。通常認(rèn)為空氣吹脫法比較適用于1000mg/L以下的較低濃度氨氮廢水的處理。

⑶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。

⑷折點加氯法

　　折點加氯法是通過投加過量的氯或次氯酸鈉，將廢水中的氨完全氧化為N2的方法。為了保證完全反應(yīng)，氧化1kg氨氮需要10kg的氯氣。折點氯化法的出水在排放前需用活性炭或與O2進(jìn)行反氯化，以去除水中的殘余氯。折點氯化法的處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，投資較少。其突出優(yōu)點是通過正確控制加氯量和對流量進(jìn)行均化，使廢水的全部氨氮降為零,同時使廢水達(dá)到消毒目的，對于低濃度氨氮廢水的處理，此法較經(jīng)濟因此常用作深度處理。但運營成本高，副產(chǎn)物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。因本工程氨氮含量偏高、需大量的氯氣和NaOH，故處理成本也很高(15-20元/m3)，而且氯氣在貯存、運輸?shù)确矫娲嬖诓话踩蛩亍?/p>

⑸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。

⑹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。

⑺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。

⑻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。

廢水中氨氮的測定方法

一、原理

　　碘化汞和碘化鉀的堿性溶液與氨反應(yīng)生成淡黃棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，通?？稍诓ㄩL410—425nm范圍內(nèi)測其吸光度，計算其含量。本法最低檢出濃度為0.025mg/L(光度法)，測定上限為2mg/L。

二、儀器

1.500mL全玻璃蒸餾器。

2.50mL具塞比色管。

3.分光光度計。

4.pH計。

三、試劑

　　配制試劑用水均應(yīng)為無氨水。

1.無氨水：可用一般純水通過強酸性陽離子交換樹脂或加硫酸和高錳酸鉀后，重蒸餾得到。

2.1mol/L氫氧化鈉溶液。

3.吸收液：

①硼酸溶液：稱取20g硼酸溶于水中，稀釋至1L。

②0.01mol/L硫酸溶液。

4.納氏試劑：稱取16g氫氧化鈉，溶于50mL水中，充分冷卻至室溫。

　　另稱取7g碘化鉀和碘化汞(HgI2)溶于水，然后將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化鈉溶液中。用水稀釋至100mL，貯于聚乙烯瓶中，密塞保存。

5.酒石酸鉀鈉溶液：稱取50g酒石酸鉀鈉(KNaC4H4O6?4H2O)溶于100mL水中，加熱煮沸以除去氨，放冷，定容至100mL。

6.銨標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取3.819g經(jīng)100℃干燥過的氯化銨(NH4Cl)溶于水中，移入1000mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含1.00mg氨氮。

7.銨標(biāo)準(zhǔn)使用溶液：移取5.00mL銨標(biāo)準(zhǔn)貯備液于500mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線。此溶液每毫升含0.010mg氨氮。

四、測定步驟

1.水樣預(yù)處理：無色澄清的水樣可直接測定;色度、渾濁度較高和含干擾物質(zhì)較多的水樣，需經(jīng)過蒸餾或混凝沉淀等預(yù)處理步驟。

2.標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻。加1.5mL納氏試劑，混勻。放置10min后，在波長420nm處，用光程10mm比色皿，以水為參比，測定吸光度。

　　由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制以氨氮含量(mg)對校正吸光度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

3.水樣的測定：分取適量的水樣(使氨氮含量不超過0.1mg)，加入50mL比色管中，稀釋至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液(經(jīng)蒸餾預(yù)處理過的水樣，水樣及標(biāo)準(zhǔn)管中均不加此試劑)，混勻，加1.5mL的納氏試劑，混勻，放置10min。

4.空白試驗：以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。

五、計算

　　由水樣測得的吸光度減去空白實驗的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量(mg)。氨氮(N,mg/L)=m×1000/V式中：m?——由校準(zhǔn)曲線查得樣品管的氨氮含量(mg);V——水樣體積(mL)。

注意事項

1、納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例，對顯色反應(yīng)的靈敏度有較大影響。靜置后生成的沉淀應(yīng)除去。

2、濾紙中常含痕量銨鹽，使用時注意用無氨水洗滌。所用玻璃器皿應(yīng)避免實驗室空氣中氨的沾污。