氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要来自城镇生活污水、各种工业废水及化学肥料和农家肥料等。水体中氮含量超标,不仅使水环境质量恶化,引起富营养化,还对人类以及动植物有严重危害。我国从20 世纪80 年代开始废水处理过程中脱氮的研究,但目前大多数污水处理厂仍未考虑脱氮的问题。因此对废水中氮的去除,特别是氨氮的去除需要引起高度的重视。本文介绍几种氨氮废水处理方法。

氨氮废水处理的主要方法

1. 1 吹脱法

吹脱工艺是将水的pH 值提到10. 5-11. 5 的范围,在吹脱塔中反复形成水滴,通过塔内大量空气循环,气水接触,使氨气逸出。这种方法广泛用于处理中高浓度的氨氮废水,常需加石灰,经吹脱可以回收氨气。吹脱法主要用于处理高浓度的氨氮废水,其优点是设备简单,可以回收氨,但也存在许多缺点,主要有: ①环境温度影响大,低于0 ℃时,氨吹脱塔实际上无法工作; ②吹脱效率有限,其出水需进一步处理; ③吹脱前需要加碱把废水的pH值调整到11 以上,吹脱后又须加酸把pH 值调整到9 以下,所以药剂消耗大; ④工业上一般用石灰调整pH 值,很容易在水中形成碳酸钙垢而在填料上沉积,可使塔板*堵塞;⑤吹脱时所需空气量较大,因此动力消耗大,运行成本高。

1. 2 化学沉淀(MAP) 法

在一定的pH 条件下,水中的Mg2 + 、HPO43 - 和NH4+ 可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH 值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH 值为10. 0 ,物质的量之比Mg∶N = 1. 2、P∶N = 1. 02 时沉淀效果较好,氨氮去除率达到90 % 。　　国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究,得出4 点结论: ①过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利; ②镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素; ③如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3 h 的结晶时间; ④沉淀的pH 值应大于8. 5。废水厌氧消化过程中,有机物中的氮和磷被微生物分解为无机的磷酸盐和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸铵镁沉淀可回收磷和氮。Lind 等则进行了用磷酸铵镁沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究,可以回收65. 0 % 80. 0 %的氮。化学沉淀法的优点是可以回收废水中的氨,所生成的沉淀可以作为复合肥而利用。存在的主要问题是沉淀剂的用量较大,需要对废水的pH 进行调整,另外有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体,工业中固液分离有一定困难。

1. 3 　折点氯化法

通常一氯胺和二氯胺称为化合余氯,次氯酸称为余氯。当投氯量达到氯与氨的摩尔比值1∶1 时,化合余氯即增加,余氯下降物质的量的比达到1. 5∶1 时, (质量比7. 6∶1 时) ,余氯下降到较低点,此即“折点”。在折点处,基本上全部氧化性的氯都被还原,全部氨都被氧化,进一步加氯就会产生自由余氯。该法与pH 值、温度、接触时间及氨和氯的初始比值有关。折点加氯法最大的优点是理论上通过适当的控制,可以把氨氮*去除,但因加氯量大,费用高,以及产酸增加总溶解固体等原因,目前此方法只能作为氨氮废水的后续处理,以及给水处理或饮用水处理。

1. 4 　离子交换法

离子交换实际是不溶性离子化合物(离子交换剂) 上的可交换离子与溶液中的其它同性离子的交换反应,是一种特殊的吸附过程。用离子交换法去除氨氮时,常用离子交换剂沸石、活性炭等,也有研究采用合成树脂。但天然离子交换剂价格便宜且再生容易;采用合成树脂,预处理工序和再生系统均较复杂,且树脂寿命短,应用上受一定限制。研究表明,用天然沸石为离子交换剂时,其对氨氮的去除能力与水中氨氮的初始质量浓度有关,在初始质量浓度小于100 mg/L 时,氨氮的去除率可以达到60. 0 %以上,且随初始质量浓度的降低去除率增加,当初始质量浓度超过100 mg/L 时,氨氮的去除率迅速下降。虽然离子交换剂去除废水中的氨氮取得了一定的效果,但由于存在其交换容量有限,再生后的交换剂交换容量下降,有些沸石使用前需要改性,改性过程产生的酸或碱性废水需要进一步处理等问题需要解决,所以其研究基本停留在实验室阶段。