宏森环保水处理：工业废水中氨氮处理方法比较分析

文章作者: 宏森环保

近年来，随着我国社会经济高速发展，对矿产资源尤其是稀土资源产生了巨大需求。然而，稀土冶炼过程中会产生大量高氨氮废水。我国已将氨氮纳入了“十二五”环境污染物约束性控制指标，对冶炼行业废水排放制定了更为严格的标准，规定从2012年开始，铅锌行业废水氨氮直接排放标准需控制在8mg/L以下。在此背景下，如何选用高效经济的方法对其进行处理，已成为水污染控制工程技术研究的重点。

目前，工业氨氮废水处理的方法主要有物理化学方法和生物方法，其中，常用的吹脱法、吸附法、膜技术、化学沉淀法、化学氧化法属于物理化学方法。生物方法可分为传统硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同时硝化反硝化法、厌氧氨氧化法等。

但是由于水质指标的不同和工艺条件的限制，针对不同类别的废水，采用的处理技术有很大差异，如在高浓度氨氮废水处理过程中常采用吹脱-生物法、吹脱-折点氯化法、化学沉淀-生物法等;而在低浓度氨氮废水处理中考虑到成本和效益问题常采用吸附法、生物法等。小编将对含氨氮废水不同处理技术及其效果等进行分析和总结，为其工业化处理过程中在选择工艺方法和设计参数时提供参考。

高浓度氨氮废水处理技术

高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升，呈现氨氮污染源多、排放量大，并且排放的浓度增大的特点〔2〕。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。

吹脱法

将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图1。

吹脱法的基本原理是气液相平衡和传质速度理论。将氨氮废水pH调节至碱性，此时，铵离子转化为氨分子，再向水中通入气体，使其与液体充分接触，废水中溶解的气体和挥发性氨分子穿过气液界面，转至气相，从而达到去除氨氮的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为空气吹脱，后者称为蒸汽吹脱。

蒸汽吹脱法效率较高，氨氮去除率能达到90%以上，但能耗较大，一般应用在炼钢、化肥、石油化工等行业，其优点是可回收利用氨，经过吹脱处理后可回收到氨质量分数达30%以上的氨水。空气吹脱法的效率虽比蒸汽法的低，但能耗低、设备简单、操作方便。在氨氮总量不高的情况下，采用空气吹脱法比较经济，同时可用硫酸作吸收剂吸收吹脱出的氨氮，生成的硫酸铵可制成化肥。但是在大规模的氨吹脱-汽提塔生产过程中，产生水垢是较棘手的问题。通过安装喷淋水系统可有效解决软质水垢问题，可是对于硬质水垢，喷淋装置也无法消除。此外，低温时氨氮去除率低，吹脱的气体形成二次污染。因此，吹脱法一般与其他氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理。

许多学者对吹脱法用于不同的氨氮废水处理进行了实验研究，分别得到其最佳吹脱工艺条件，见表1。

通过对比分析表1可以得出：

(1)吹脱法普遍适宜的pH在11附近

(2)考虑经济因素，温度在30~40℃附近较为可行，且处理率高

(3)吹脱时间为3h左右

(4)气液比在5000∶1左右效果较好，且吹脱温度越高，气液比越小

(5)吹脱后废水的浓度可降低到中低浓度

(6)脱氮率基本保持90%以上。尽管吹脱法可以将大部分氨氮脱除，但处理后的废水中氨氮仍然高达100mg/L以上，无法直接排放，还需要后续深度处理。

化学沉淀法(磷酸铵镁沉淀法)

化学沉淀法的原理，是向氨氮污水中投加含Mg2+和PO43-的药剂，使污水中的氨氮和磷以鸟粪石(磷酸铵镁)的形式沉淀出来，同时回收污水中的氮和磷。

化学沉淀法的优点主要表现在：工艺设计操作相对简单;反应稳定，受外界环境影响小，抗冲击能力强;脱氮率高，效果明显，生成的磷酸铵镁可作为无机复合肥使用，因此解决了氮的回收和二次污染的问题，具有良好的经济和环境效益。

磷酸铵镁沉淀法适用于处理氨氮浓度较高的工业废水，表2总结了一些使用化学沉淀法处理氨氮废水的案例。

通过对表2的比较，磷酸铵镁沉淀法处理氨氮废水的适宜条件是：pH约为9.0，n(P)∶n(N)∶n(Mg)在1∶1∶1.2左右，磷酸铵镁沉淀法的脱氮率能维持在较高水平，普遍能够达到90%以上。

低浓度氨氮工业废水处理技术

由于技术和处理成本方面的原因，我国许多企业在排放污水时仅对COD进行深度处理，而往往忽略了对低浓度氨氮的处理。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。氨氮是造成水体富营养化的重要因素之一，对这类污水进行回收利用时还会对管道中的金属产生腐蚀作用，缩短设备和管道的寿命，增加维护成本。目前工业上常用于处理低浓度氨氮的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。针对不同工业废水，我们应该采用的水处理工艺，建议大家可以去宏森环保官网咨询水处理专家或者关注宏森环保微信公众号，与我们联系。