高氨氮废水处理工艺分析

钟翠兰 黄锦文

重庆市环境保护工程设计研究院有限公司 重庆 400020

正文：

废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等。

高氨氮废水的排放可引起水体富营养化，且氨在硝化细菌的作用下氧化为亚硝酸盐及硝酸盐，硝酸盐由饮用水而诱发婴儿的高铁血红蛋白症，而亚硝酸盐水解后生成的亚硝胺具有致癌性，威胁人类的健康。因此，对高氨氮废水进行治理具有非常重要的意义。

（1）处理工艺简介

高氨氮废水的治理方法有很多，大致可分为两类，一为生物脱氮法即生物硝化反硝化，二为物化法，包括折点加氯、吹脱和离子交换、化学沉淀法。

生物脱氮法：是利用微生物（反硝化菌）处理废水中氮污染物的生物转化法，废水中的氮氧化合物通过硝化、反硝化作用被转化为对分子氮（N2）逸出返回大气。硝化：在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程。反硝化：在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌的作用，将NO2-N和NO3-N还原成N2的过程。影响反硝化的环境因素有：碳源、温度、pH值、溶解氧。当废水中含有足够的有机碳源可供生物脱氮使用时，可不外加氮源。反硝化作用最适宜的运行温度是20-40℃，低于15℃时，反硝化速率将明显下降。反硝化作用最佳pH值为6.5-7.5。一般缺氧段的溶解氧应控制在0.5mg/L以下，好氧段控制在3mg/L左右。

折点加氯：将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的过程。折点加氯法的优点是可通过控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时达到消毒的目的。其缺点是采用折点加氯法处理后的出水中会残留余氯，需要在排放前采用活性炭或二氧化硫进行反氯化。去除1mg残留氯大约需要1mg左右的二氧化氯。处理氨氮废水所需实际氯气或次氯酸钠的投加量取决于进水氨氮浓度、温度和pH值。一般氨氮浓度低于50mg/L时采用此法较经济。

吹脱：将气体（载气）通入水中，使之相互充分接触，使水中溶解气体和挥发性物质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸汽作载气。吹脱法处理高氨氮废水具有处理效率高、投资省、运行费用低的优点，但需将进水pH调至碱性，吹脱出的氨气可能会随空气进入大气，从而引起二次污染，且管道、设备等易结垢。

离子交换法：固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂，从而达到去除氨氮的目的。

化学沉淀法：其原理是在氨氮废水中投加沉淀剂MgCl2和Na2HPO4，与NH4+反应生成MgNH4PO4·6H2O沉淀，从而去除废水中氨氮。该方法具有处理效率高、工艺操作简单、沉淀物可作为肥料回收再利用等优势。目前，此法日益受到重视，得到了国内外学者的广泛研究。其氨氮的去除效果与沉淀工艺条件，如pH值、沉淀药剂、反应时间等有密切关系。

（2）处理工艺比较

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折点加氯、吹脱和离子交换、化学沉淀法处理高氨氮废水，一般都是作为化学或生物处理的预处理。化学沉淀法处理高氨氮废水具有投资高、运行成本高的缺点，药剂的消耗量太大，N：P：Mg之比都在1：1.1-1.2，适用于处理高浓度氨氮废水；吹脱法可能会产生二次污染，且动力消耗大，处理费用较高；折点加氯法适合处理低浓度氨氮废水，需投加大量药剂，且氯化物可能会产生二次污染；生物脱氮法运用较广，但投资和占地面积较大，对进水氨氮浓度高，要求NH3-N需小于300mg/L，且会因为游离氨或亚硝酸盐氮浓度高而受到抑制。

在实际工程运用中，高氨氮废水的处理工艺的选取原则为：①如何将不能强化絮凝的固态氨（铵盐）最大限度地转换成气态氨(游离氨)；最大限度地做到气液分离把气态氨从废水中去除掉，并且不造成第二次污染（大气污染）；②如何降低运行成本，使不同性质的氨氮废水通过不同的处理方法降低运行费用；③把氨作为资源，用最经济成本回收铵盐或氨水。

高浓度氨氮废水会对微生物的活性产生抑制作用，直接采用生物法对废水进行处理会降低生化处理系统对废水中有机污染物的降解效率，从而导致出水不能达标排放。因此，在实际工程运用中，可结合废水的水质特点从氨氮的浓度、适用性、运行费用、操作管理等多个方面进行考虑，将物化法和生物法结合起来，首先对高氨氮废水进行物化处理降低氨氮浓度后，再进行生物脱氮处理，以达到基建和运行成本最低、处理效果最好、无二次污染和出水水质符合国家规定的排放标准。