氨氮是水污染因素中重要的污染物,主要來自城鎮生活污水、各種工業廢水及化學肥料和農家肥料等。水體中氮含量超標,不僅使水環境質量惡化,引起富營養化,還對人類以及動植物有嚴重危害。我國從20 世紀80 年代開始廢水處理過程中脫氮的研究,但目前大多數污水處理廠仍未考慮脫氮的問題。因此對廢水中氮的去除,特別是氨氮的去除需要引起高度的重視。本文介紹幾種氨氮廢水處理方法。

氨氮廢水處理的主要方法

1. 1 吹脫法

吹脫工藝是將水的pH 值提到10. 5-11. 5 的范圍,在吹脫塔中反復形成水滴,通過塔內大量空氣循環,氣水接觸,使氨氣逸出。這種方法廣泛用于處理中高濃度的氨氮廢水,常需加石灰,經吹脫可以回收氨氣。吹脫法主要用于處理高濃度的氨氮廢水,其優點是設備簡單,可以回收氨,但也存在許多缺點,主要有: ①環境溫度影響大,低于0 ℃時,氨吹脫塔實際上無法工作; ②吹脫效率有限,其出水需進一步處理; ③吹脫前需要加堿把廢水的pH值調整到11 以上,吹脫后又須加酸把pH 值調整到9 以下,所以藥劑消耗大; ④工業上一般用石灰調整pH 值,很容易在水中形成碳酸鈣垢而在填料上沉積,可使塔板*堵塞;⑤吹脫時所需空氣量較大,因此動力消耗大,運行成本高。

1. 2 化學沉淀(MAP) 法

在一定的pH 條件下,水中的Mg2 + 、HPO43 - 和NH4+ 可以生成磷酸銨鎂沉淀,而使銨離子從水中分離出來。影響沉淀效果的因素有沉淀劑種類及配比、pH 值、廢水中的初始氨的濃度、干擾組分等。有研究表明沉淀法去除廢水中氨氮的pH 值為10. 0 ,物質的量之比Mg∶N = 1. 2、P∶N = 1. 02 時沉淀效果較好,氨氮去除率達到90 % 。　　國外對用化學沉淀法去除廢水中的氨氮也有較多研究,得出4 點結論: ①過量的銨離子對形成磷酸銨鎂沉淀有利; ②鎂離子可能是形成磷酸銨鎂沉淀的限制因素; ③如果要想從廢水中回收磷酸銨鎂,需要得到比較大的晶體顆粒,則至少需要3 h 的結晶時間; ④沉淀的pH 值應大于8. 5。廢水厭氧消化過程中,有機物中的氮和磷被微生物分解為無機的磷酸鹽和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸銨鎂沉淀可回收磷和氮。Lind 等則進行了用磷酸銨鎂沉淀法從人的尿液中回收營養物質的研究,可以回收65. 0 % 80. 0 %的氮。化學沉淀法的優點是可以回收廢水中的氨,所生成的沉淀可以作為復合肥而利用。存在的主要問題是沉淀劑的用量較大,需要對廢水的pH 進行調整,另外有時生成的沉淀顆粒細小或是絮狀體,工業中固液分離有一定困難。

1. 3 　折點氯化法

通常一氯胺和二氯胺稱為化合余氯,次氯酸稱為余氯。當投氯量達到氯與氨的摩爾比值1∶1 時,化合余氯即增加,余氯下降物質的量的比達到1. 5∶1 時, (質量比7. 6∶1 時) ,余氯下降到較低點,此即“折點”。在折點處,基本上全部氧化性的氯都被還原,全部氨都被氧化,進一步加氯就會產生自由余氯。該法與pH 值、溫度、接觸時間及氨和氯的初始比值有關。折點加氯法最大的優點是理論上通過適當的控制,可以把氨氮*去除,但因加氯量大,費用高,以及產酸增加總溶解固體等原因,目前此方法只能作為氨氮廢水的后續處理,以及給水處理或飲用水處理。

1. 4 　離子交換法

離子交換實際是不溶性離子化合物(離子交換劑) 上的可交換離子與溶液中的其它同性離子的交換反應,是一種特殊的吸附過程。用離子交換法去除氨氮時,常用離子交換劑沸石、活性炭等,也有研究采用合成樹脂。但天然離子交換劑價格便宜且再生容易;采用合成樹脂,預處理工序和再生系統均較復雜,且樹脂壽命短,應用上受一定限制。研究表明,用天然沸石為離子交換劑時,其對氨氮的去除能力與水中氨氮的初始質量濃度有關,在初始質量濃度小于100 mg/L 時,氨氮的去除率可以達到60. 0 %以上,且隨初始質量濃度的降低去除率增加,當初始質量濃度超過100 mg/L 時,氨氮的去除率迅速下降。雖然離子交換劑去除廢水中的氨氮取得了一定的效果,但由于存在其交換容量有限,再生后的交換劑交換容量下降,有些沸石使用前需要改性,改性過程產生的酸或堿性廢水需要進一步處理等問題需要解決,所以其研究基本停留在實驗室階段。