浅析高氨氮废水处理技术的研究

张菊花+贾明畅

摘 要：近年来，工业废水的排放不断增加，其中包括含有高浓度的氨氮废水。文章基于现有国家处理高浓度的氨氮废水的方法，分析了每种技术措施的原理及步骤，为我国高氨氮废水处理实施具有一定的参考意义。

关键词：工业废水；高氨氮；处理技术

近年来，氨氮污染加剧，含氮污染物在排放前处理不够完全，严重危害社会环境和人类的健康，过量的氨氮使得水体中的溶解氧不断下降，水体富营养化日益严重，水质恶化。氨氮成为许多水体和流域的第一超标污染物。截至“十一五”末期，中国城镇污水处理厂的排污量占排污总量的一半以上，生活污水中氨氮的排放量占氨氮排放总量的10%以上，在“十二五”阶段，氨氮己继COD、二氧化硫之后成为污染物总量减排的重要控制指标。水体中氨氮的高效控制成为保障水质和水生态安全的重要环节。同时，中国对排入重点流域的污水排放标准趋于严格。水是一切生命之源，随着工业和城市建设的迅速发展，我国的水污染问题日益严重，除此之外，人均水资源医乏，己经严重制约我国经济的可持续发展，危害生态环境。近年来，工业废水的排放不断增加，其中包括含有高浓度的氨氮废水。随着水处理技术的不断改进，我国高氨氮废水的去除效果有了很大进步。

1 高浓度氨氮废水的危害

高浓度氨氮废水具有较高的耗氧量，是导致水体富营养化的主要原因，该废水对水生生物直接产生毒害作用。在氮过高环境中，藻类及其他微生物大量的繁殖，水中溶解氧下降，水质恶化使水变得腥臭难闻，同时造成鱼类大量死亡。饮用水源氨氮含量过高会导致水处理运行困难，自来水产生异味等；氨氮经硝化作用产生硝酸盐和亚硝酸盐，对饮用水带来较大危害，长期饮用此水会诱发高铁血红蛋白症状和癌症，水中的氨可通过渗透进入生物体中，将血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，从而降低血液的负氧能力；氨能影响水生生物的神经系统和肝肾系统，严重时造成肝昏迷以致死亡，急性氨氮中毒的水生生物表现为亢奋、抽搐，甚至死亡。

2 高浓度氨氮废水的处理技术

在实际的工业处理过程中，高氨氮废水中含有较多的污染物质，其中包括可生物降解的有机物，难生物降解的污染物。常规的微生物处理工艺的去除效果不是很好，一些传统的技术经济费用高，并且存在一定的问题。在我国工业生产中氨氮废水的排放量逐渐升高的前提下，对氨氮废水排放指标的规定日趋严格，如何能够实现高效率低成本的去除水中的氨氮污染物，己成为我国废水处理中领域函待解决的问题之一。目前，国内外应用的高氨氮废水处理方法主要有：吹脱法、化学沉淀法、膜吸收技术、离子交换技术和生物脱氮技术等。

2.1 吹脱法

吹脱法是指调节污水的酸碱度，使污水中的氨氮全部转化成分子状态，并向污水中通入空气，使气液相互充分接触，分子态的氨随着空气被吹脱而出。影响吹脱效率的主要因素包括温度、pH值、气液比，布水负荷及足够的气液分离空间。

NH+4+OH-→ NH3+H2O

石油化工等行业排出的污水中氨氮的浓度相对较高，传统处理费用昂贵，因此，通常采用吹脱法，该方法处理中一部分分子态氨被回收利用，从而有效的降低了吹脱中的蒸汽成本。石灰被用来调节废水酸碱度。吹脱装置采用的是填料塔，主要是在填料塔内设置一定高度的填料层，污水从上面流入，空气由下面流出，气液逆流接触，充分混合，实现传质过程。吹脱法在废水处理中主要应用是进行预处理，处理效果明显，工艺流程简单，成本低。但该方法处理废水，污染物与空气逆流接触，不断向气相移动，容易造成二次污染，而且处理中容易产生水垢，上述问题都是现在需要考虑并努力克服的重点。

2.2 化学沉淀法

化学沉淀法是在含有NH+4的废水中加入Mg2+和PO+4，使其与NH+4发生反应生成难溶复盐磷酸氨镁结晶，使MAP从氨氮废水中分离出来。处理过程中，如果碱度过大，就会使一部分的氨气向外挥发，所以化学沉淀法的沉淀时间不宜过长，碱度不宜过大。最适宜的沉淀剂是氧化镁和磷酸，降低外来污染物质的干扰。化学沉淀法去除率高，对高氨氮废水的处理效果好。污水处理过程中不会引入外来污染，在没有对农作物有害的情况下，磷酸氨镁可以被很好的回收利用。该方法虽然具有明显的优势，但是处理之后的氨氮出水浓度仍然很高，仍需进一步处理；同时，处理中产生的沉淀物、药剂投加量、从外界引入的氯离子以及磷的使用对环境造成的危害仍是重点关注的问题。

2.3 膜吸收技术

较老式的膜技术主要是液膜法，其原理是：氨在膜相中较容易溶解，从膜相外的高浓度的外侧，利用膜相的扩散作用迁移，到达膜相的内侧和内相界面，与膜内相中存在的酸进行解脱反应，生成氨根离子，以膜两侧的氨分压差作为氨移动的动力，使氨不断的脱离废水并向吸收液转移，达到降低废水中的氨氮浓度的目的。但是，处理后的吸收液中含有较高的氨氮，如何对这部分氨氮进行处理利用，以及如何降低吸收液本身所具有的污染危害的都是该技术需要研究的内容及问题所在。

膜技术在不断改进的过程中，己成为众多学者研究的热点。疏水性的膜可以将氨氮废水与容易吸收游离态氨的液相隔离于膜的两侧。不同的吸收液对膜的选择也不尽相同。膜吸收技术的工艺难点主要是对膜的渗漏的防止。工艺中为了提高氨的通过率，常选用很薄的膜，而这种膜在一些情况下难以承受膜两侧的压力差，从而导致渗漏现象的发生。

2.4 离子交换技术

离子交换法以沸石作为交换载体，该沸石的吸附作用具有强选择性，对废水中的氨根离子有着一定的亲和力，从而使氨根离子被沸石吸附，氨氮浓度降低。据有关资料，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限力，沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率可达78.5%。但该方法处理产生的废液氨氮的浓度仍然很高，需要做进一步处理，因此只适合处理高浓度氨氮废水，对于低浓度氨氮废水并不适合。

2.5 生物脱氮技术

传统的生物脱氮技术在氨氮废水处理领域应用极为广泛。在传统技术的基础上，生物脱氮工艺逐步发展起来，该工艺与传统技术最大的不同是硝化作用和反硝化作用的分离，硝化和反硝化可以分别在两个反应器中进行或者在同一个反应器中，但是在时间和空间上有一定差值，使其交替好氧和厌氧。传统技术存在较多的问题：首先，处理中氧的使用量较大；其次，有些氨氮废水的本身缓冲能力差，增加了碱量的消耗；最后，有些氨氮废水难以生物降解，从而增加了碳源的消耗。这些问题最终导致污水处理的成本大大增加。目前，传统技术处理高氨氮废水，当氨氮浓度高出生物降解的范围时，通常要加入前置物化脱氮工艺以达到降低氨氮浓度的目的。

3 结语

在现今科技的发展中，对高氨氮废水处理的技术也在进步，现在正在着手研究的技术包括固定化微生物脱氮技术、曝气生物硫化床工艺等先进的生物处理措施，也是今后该方向的前沿方向。

参考文献

[1] 沈耀良，王宝贞编著.废水生物处理新技术[M].中国环境科学出版社，2006.

[2] 郑俊，吴浩汀编著.曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M].化学工业出版社，2005.

[3] 王国华，任鹤云编著.工业废水处理工程设计与实例[M].化学工业出版社，2005.