中低浓度氨氮工业废水的处理方法

北极星环保网讯:到目前为止，传统的中低浓度氨氮工业废水处理技术主要有吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、生物脱氮法、离子交换法、催化氧化法等，还有其他一些非常规的废水处理方法，如膜分离法、电化学氧化法、电渗析法、超声波法、微波法、土壤灌溉法、藻类养殖法等。

吹脱法

原理

吹脱法是利用氨气(NH3)等挥发性物质的实际浓度与平衡浓度之间存在的差异，将废水pH调节至碱性，以空气或其他气体作为载气，通入汽提塔中，在气液两相中充分接触后，溶解于废水中的气体与NH3由液相穿过气液相界面进入气相，从而达到脱除废水中氨氮的目的。

工艺流程

其中，当以空气作为载气时，称为吹脱过程；而以水蒸气作为载气时，称为汽提过程。为了不造成NH3的二次污染，吹脱和汽提过程一般在塔式设备中进行。废水从塔顶往下流动，气体则从下往上逆向流动，在气液相之间NH3分压差的推动下，水中的NH4+不断以NH3的形式向气相转移，在塔顶设置NH3吸收装置，则水中的NH4+就可以进行回收再利用。

常温下，吹脱法主要应用于中低浓度氨氮废水的处理。因为这种方法易于操作，设备构造简单，方便管理。

汽提法主要应用于高浓度氨氮废水的处理。在去除氨氮的过程中，虽然汽提法比吹脱法能耗高、成本大，但其去除效率要高于吹脱法。

优缺点

优点：

吹脱汽提法具有去除效果好、工艺流程简单、易于操作等优点，且吹脱后的氨氮能以氨水或硫酸铵的形式进行回收，可以达到资源回收利用的目的。

缺点：

（1）如吹脱前需要加碱调节废水pH至11以上，吹脱后又需要加适量酸调节pH至9以下，酸碱消耗量大，增加处理成本；

（2）另外，对于成分复杂的工业废水，无论是吹脱还是汽提，在加碱吹脱过程中易出现沉淀，导致堵塔问题；

（3）同时，在吹脱过程中产生NH3如果不能得到处理和回收，进入空气中，易造成对大气环境的污染；再者在氨氮工业废水吹脱过程中，气体消耗量大，导致运行成本较高。

影响因素

影响吹脱效果的主要因素大小顺序为：pH＞吹脱温度＞气液比，在pH为11，温度为40℃时，气液比为5555.6∶1，吹脱时间为100min。

发展趋势

吹脱出的NH3用H2SO4吸收，形成(NH4)2SO4溶液，可作为浸取剂返回生产中使用或者用于生产(NH4)2SO4肥料，实现资源回收利用。一些研究表明，利用超重力、超声波等过程强化方法能增强氨氮吹脱效率，从而达到节能降耗的目的，这是今后一个新的发展趋势。

化学沉淀法

原理

化学沉淀法是在含有NH4+的废水中，投加一定比例的Mg2+和PO43–，使它们与NH4+反应生成稳定的磷酸铵镁(MgNH4PO4˙6H2O，又称MAP)化学沉淀，通过过滤沉降等手段分离出MAP沉淀[9]。其化学反应方程式如式所示：

Mg2++NH4++PO43–+6H2O→MgNH4PO4˙6H2O↓

利用化学沉淀法对某养猪场废水进行氨氮去除研究时发现，当进水氨氮浓度为756mg/L、反应pH为9.5、n(Mg2+)∶n(NH4+)∶n(PO43–)为1.2∶1∶1、反应10min后，氨氮去除率达到95%以上。采用化学沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究发现，可回收65%～80%的氨。

优缺点

利用化学沉淀法对垃圾渗滤液进行氨氮去除的研究发现，在pH为10，接触时间为30min，Mg/N/P的物质的量比为1∶1∶1，垃圾滤液中的NH4+-N浓度为610～640mg/L时，NH4+-N的去除率达88%左右。

优点：

化学沉淀法处理氨氮废水具有工艺简单、反应速率快、操作简便的优点，且生成的沉淀物磷酸铵镁可以作为一种优质的缓释氮磷肥料，能被用作土壤添加剂和建筑阻燃剂，从而达到废物回收再利用的目的。

缺点：

（1）由于该化学反应影响因素多，如废水pH、镁盐和磷酸盐的配比、反应时间等都有可能导致氨氮不能完全沉淀；

（2）适合处理高浓度氨氮废水，对低浓度氨氮废水处理效率不高；

（3）处理过程中需要投放加大量镁盐和磷酸盐，使得处理成本加大，同时容易造成二次污染。