⑴ 工業廢水中氨如何去除
工業廢水去除氨氮的主要方法有:物理法、化學法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術;化學法含離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術;生物法含藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。目前比較實用的方法有:折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。具體方法如下:
折點氯化法去除氨氮:折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低,氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時,水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點,該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯氣。pH值在6~7時為最佳反應區間,接觸時間為0.5~2小時。折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化,以去除水中殘留的氯。氯化法的處理率達90%~100%,處理效果穩定,不受水溫影響,在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少,但運行費用高,副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染,氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。
選擇性離子交換化去除氨氮:離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂,從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用,它是一類硅質的陽離子交換劑,成本低,對NH4+有很強的選擇性。該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性,能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點,適用於中低濃度的氨氮廢水(<500mg/L),對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水,仍需進一步處理。
空氣吹脫法與汽提法去除氨氮:空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸,將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水,但吹脫效率影響因子多,不容易控制,特別是溫度影響比較大,在北方寒冷季節效率會大大降低,現在許多吹脫裝置考慮到經濟性,沒有回收氨,直接排放到大氣中,造成大氣污染。汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出,處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程,即在高pH值時,使廢水與氣體密切接觸,從而降低廢水中氨濃度的過程。吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收:用硫酸吸收作為肥料使用;冷凝為1%的氨溶液。
生物法去除氨氮:生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下,通過硝化和反硝化等一系列反應,最終形成氮氣,從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種,但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。生物脫氮法可去除多種含氮化合物,總氮去除率可達70%~95%,二次污染小且比較經濟,因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大,低溫時效率低。常見的生物脫氮流程可以分為3類:多級污泥系統、單級污泥系統、生物膜系統。
化學沉澱法去除氨氮:化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質,必要時投加某種化工原料,在一定的工藝條件下(溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等)進行化學反應,使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物,或者生成不溶於水的氣體產物,從而使廢水凈化,或者達到一定的去除率。利用化學沉澱法,可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。
⑵ 請問富含高氨氮的廢水該怎樣處理
作者:優蟻環保
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吹脫、蒸氨、生物法是三種國內外公認處理高濃度氨氮廢水的技術,也是處理高濃度氨氮廢水的主要方法。
一、氨氮廢水處理吹脫工藝特點
吹脫工藝通常主要針對廢水中的氨氮濃度在2000mg/l以下:氨氮在水中以NH3和NH4+存在,它們之間存在如下平衡:NH3+H2ONH4++OH-。
平衡受PH影響,PH升高則水中的游離氨升高,平衡向右移動,游離氨的比例較大,當PH=7,氨氮大部分是以NH4+存在。當PH上升至11。5時,氨氮在廢水中98%是以游離氨存在。
PH值是影響游離氨在水中百分率的主要因素之一。另外,溫度也會影響反應式的平衡,溫度升高,平衡向右移動。
下表列出了不同條件下氨氮的離解率的計算值。表中數據表明,當PH值大於10時,離解率在80%以上,當PH值達11時,離解率高達98%且受溫度的影響甚微。
二、氨氮廢水吹脫處理要點
影響氨氮吹脫效率的主次因素順序為PH>溫度>吹脫時間>氣液比,根據以往運行經驗污水PH>10,溫度>30℃,氣液比3000:1,吹脫時間1h,則吹脫氨氮去除效果可達到90%。
三、氨氮廢水吹脫控制要點
根據水質PH數據通常通過變頻調節,使廢水進塔前保證廢水PH值11.5。吹脫水溫通常控制在50℃以上。
PH調整槽出水通過提升泵進入一級吹脫塔吹脫,一級吹脫塔吹脫後PH會下降。從而加入液鹼進一步調節PH值。保證進入二級吹脫的廢水PH≥l1.5,氨氮吹脫塔,採用二級逆流方式。
四、氨氮廢水處理工藝說明
在鹼性條件下(PH=11.5),廢水中的氨氮主要以NH3的形式存在,讓廢水與空氣充分接觸,則水中揮發性的NH3將由液相向氣相轉移,從而脫除水中的氨氮。吹脫塔內裝填塑料板條填料(不易結垢),採用亂堆裝填方式,填料間距為40mm,填料高度6m(分3層)。空氣流由塔的下部進入,與填料反復濺水形成水滴,使氣液相傳質更充分、更迅速,廢水最終落入塔底集水池。
五、氨氮廢水吸收處理工藝特點
吹脫塔排放的尾氣中含有大量氨氣,直接排放對廠區周圍環境造成很大影響因此吹脫出的NH3吹入吸收塔,塔型採用填料塔形式,酸槽中的30%稀硫酸用耐腐蝕泵抽至吸收塔塔頂經分布器均勻噴灑,沿填料表面形成液膜下流,與自下而上的NH3氣體充分接觸,生成的(NH4)2SO4流入酸槽循環使用用作後續PH調整。達到一定濃度後(NH4)2SO4可回用於車間,從而達到環境效益和經濟效益平衡。
吹脫塔和吸收塔材質通常採用碳鋼內襯FRP材質。
六、氨氮蒸氨工藝特點
1、蒸氨塔從屬於解吸塔,適合氨氮濃度在5000mg/l濃度以上的氨氮廢水處理。
2、蒸氨是使溶解於循環水中的氨氣通過熱載體的傳熱而揮發釋放出來的操作設備。
3、工作原理為:採用一般的載熱體水蒸汽作為加熱劑,使循環水液面上氨氣的平衡蒸汽壓大於熱載體中氨氣的分壓,汽液兩相逆流接觸,進行傳質傳熱,從而使氨氣逐漸從循環水中釋放出來,在塔頂得到氨蒸汽與水蒸汽的混合物,在塔底得到較純凈的循環水。總之,加鹼源的目的是使固定銨鹽轉化為揮發銨鹽。
七、蒸氨塔氨回收方式
針對蒸氨工藝,氨氣回收方式通常按照硫酸銨或液氨的方式回收。
如果採用硫酸銨方式回收則配套提供氨氣吸收塔,部排出的含氨蒸汽送入氨氣吸收塔的底部,利用由塔頂噴淋下來的30%左右的稀硫酸吸收其中的氨,在塔底部生成30%左右的硫酸銨溶液。
如果採用液氨方式回收,則提供冷凝器方式。
八、蒸氨處理工藝特點
蒸氨塔塔釜高溫水與廢水進行熱交換,充分利用熱量並保證廢水進脫氨塔的溫度。
採用高通量、低阻降、高分離效率、抗結垢、抗顆粒的塔板與塔內件。
低能耗,運行裝機功率小。整個系統自動化程度高。
九、生物膜法
上面有介紹,在此九略過了。
⑶ 氨氮廢水處理的常用哪幾種方法
高氨氮廢水主要來源於垃圾滲濾液、味精生產、煤化工、有色金屬冶煉等行業,其氨氮含量達到1000~10000mg/L。這類廢水處理主要採用以下幾種方法:磷酸銨鎂沉澱法、吹脫法/汽提法、汽提精餾法以及氣態膜法。
磷酸銨鎂沉澱法通過向含高濃度氨氮的廢水中加入含Mg2+ 和PO43- 的葯劑,在弱鹼條件下,使氨氮和磷以鳥糞石(磷酸銨鎂)的形式沉澱出來。理論每去除1gNH4+-N就會生成17.5gMgNH4PO4·6H2O沉澱。該方法不受溫度影響,操作簡單,投資設計成本較低,適用於各種濃度氨氮廢水的處理。然而,若單獨添加沉澱劑,廢水沉澱後多餘的鎂和磷殘留會導致處理成本增加,且可能引入磷污染物造成二次污染。因此,MAP法要廣泛應用於生產中需解決沉澱劑的合理添加問題。
吹脫法/汽提法用於脫除水中氨氮,將氣體通入水中,通過氣液充分接觸,使氨穿過氣液界面,向氣相轉移,從而達到脫氨目的。常用空氣或水蒸氣作載體,吹脫塔常採用逆流操作,填料增加氣-液傳質面積。廢水在填料塔塔頂分布後,與氣體逆向流動,氨的去除程度和氣體量、pH等參數有關。汽提法採用蒸汽為載體,提高氨氮處理效率,適用於氨氮為2000~4000mg/L的廢水處理。運行過程中,汽提塔內可能結垢影響處理效率。這兩種方法工藝簡單,效果穩定,投資較低,但能耗大,處理成本高,出水氨氮濃度需進一步處理才能達標排放。
汽提精餾法是在吹脫法的基礎上改良,採用精餾塔蒸氨回收氨水,廣泛應用於處理氨氮廢水。原理是通過多次氣液相平衡,將氨以分子氨形式從水中分離,形成高濃度氨水回收。塔釜出水pH控制在10以上,氨氮濃度可降至10mg/L以下,可直接排放或回用於生產。此方法投資成本及運行成本中等,回收氨水濃度較高,可根據企業情況選擇回用或銷售。然而,出水pH必須控制在10以上,造成鹼浪費,需要加酸回調至中性達標排放。
氣態膜法利用支撐膜(氣態膜)脫除水溶液中的揮發性溶質如氨,具有高傳質推動力、操作彈性大等優勢。氣態膜脫氨採用疏水性中空纖維微孔膜作為屏障,廢水中的氨在膜兩側的濃度差推動下,從廢水側通過微孔膜氣化進入膜孔,隨後與酸性吸收液發生快速不可逆反應,達到脫氨目的。此方法適用於氨氮在3000~6000mg/L之間的處理,飽和吸收劑可將氨氮濃度提高到10000mg/L以上,處理成本最低。然而,氨氮濃度超過8000mg/L時,氣態膜法的成本優勢不明顯。
氨氮廢水處理方法各有優缺點,選擇合適的方法需考慮廢水特性、企業需求、成本效益等多方面因素。隨著技術進步,未來氨氮廢水處理方法將更加高效、環保。
⑷ 氨氮廢水怎麼處理
高氨氮廢水如何處理,我們著重介紹一下其處理方法:
物化法
1. 吹脫法
在鹼性條件下,利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離的一種方法,一般認為吹脫與溫度、PH、氣液比有關。
2. 沸石脫氨法
利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題,通常有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時,產生的氨氣必須進行處理,此法適合於低濃度的氨氮廢水處理,氨氮的含量應在10--20mg/L。
3.膜分離技術
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染。例如:氣水分離膜脫除氨氮。氨氮在水中存在著離解平衡,隨著PH升高,氨在水中NH3形態比例升高,在一定溫度和壓力下,NH3的氣態和液態兩項達到平衡。根據化學平衡移動的原理即呂.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相對的和暫時的。化學平衡只是在一定條件下才能保持「假若改變平衡系統的條件之一,如濃度、壓力或溫度,平衡就向能減弱這個改變的方向移動。」遵從這一原理進行了如下設計理念在膜的一側是高濃度氨氮廢水,另一側是酸性水溶液或水。當左側溫度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的壓力差,那麼廢水中的離子氨NH4+,就變為游離氨NH3,並經原料液側介面擴散至膜表面,在膜表面分壓差的作用下,穿越膜孔,進入吸收液,迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。
4.MAP沉澱法
主要是利用以下化學反應:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽,當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂(MAP),除去廢水中的氨氮。
5.化學氧化法
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨,這種方法還可以起到殺菌作用,但是產生的余氯會對魚類有影響,故必須附設除余氯設施。
生物脫氮法
傳統和新開發的脫氮工藝有A/O,兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。
1.A/O工藝將前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起,A段DO不大於0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過迴流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水無害化處理。其特點是缺氧池在前,污水中的有機碳被反硝化菌所利用,可減輕其後好氧池的有機負荷,反硝化反應產生的鹼度可以補償好氧池中進行硝化反應對鹼度的需求。好氧在缺氧池之後,可以使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除,提高出水水質。BOD5的去除率較高可達90~95%以上,但脫氮除磷效果稍差,脫氮效率70~80%,除磷只有20~30%。盡管如此,由於A/O工藝比較簡單,也有其突出的特點,目前仍是比較普遍採用的工藝。
2.兩段活性污泥法能有效的去除有機物和氨氮,其中第二級處於延時曝氣階段,停留時間在36小時左右,污水濃度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥從而降低污泥處理費用。
3.強氧化好氧生物處理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工藝)
粉末活性碳法的主要特點是向曝氣池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭極為發達的微孔結構和更大的吸附能力,使溶解氧和營養物質在其表面富集,為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環境從而提高有機物的降解速率。
近年來國內外出現了一些全新的脫氮工藝,為高濃度氨氮廢水的脫氮處理提供了新的途徑。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式,是去除水中氨氮的一種較為經濟的方法,其原理就是模擬自然生態環境中氮的循環,利用硝化菌和反硝化菌的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。由於氨氮氧化過程中需要大量的氧氣,曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段,然後進行反硝化,省去了傳統生物脫氮中由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽,再還原成亞硝酸鹽兩個環節(即將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化)。該技術具有很大的優勢:①節省25%氧供應量,降低能耗;②減少40%的碳源,在C/N較低的情況下實現反硝化脫氮;③縮短反應歷程,節省50%的反硝化池容積;④降低污泥產量,硝化過程可少產污泥33%~35%左右,反硝化階段少產污泥55%左右。實現短程硝化反硝化生物脫氮技術的關鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段,阻止亞硝酸鹽的進一步氧化。
5. 厭氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自養脫氮(CANON)
厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。
厭氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation,簡稱ANAMMOX)是指在厭氧條件下,以Planctomycetalessp為代表的微生物直接以NH4+為電子供體,以NO2-或NO3-為電子受體,將NH4+、NO2-或NO3-轉變成N2的生物氧化過程。該過程利用獨特的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2,最大限度的實現了N的循環厭氧硝化,這種耦合的過程對於從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景,對於高氨氮低COD的污水由於硝酸鹽的部分氧化,大大節省了能源。目前推測厭氧氨氧化有多種途徑。其中一種是羥氨和亞硝酸鹽生成N2O的反應,而N2O可以進一步轉化為氮氣,氨被氧化為羥氨。另一種是氨和羥氨反應生成聯氨,聯氨被轉化成氮氣並生成4個還原性[H],還原性[H]被傳遞到亞硝酸還原系統形成羥氨。第三種是:一方面亞硝酸被還原為NO,NO被還原為N2O,N2O再被還原成N2;另一方面,NH4+被氧化為NH2OH,NH2OH經N2H4,N2H2被轉化為N2。厭氧氨氧化工藝的優點:可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗;免去反硝化反應的外源電子供體;可節省傳統硝化反硝化反應過程中所需的中和試劑;產生的污泥量極少。厭氧氨氧化的不足之處是:到目前為止,厭氧氨氧化的反應機理、參與菌種和各項操作參數不明確。
全程自養脫氮的全過程實在一個反應器中完成,其機理尚不清楚。Hippen等人發現在限制溶解氧(DO濃度為0.8·1.0mg/l)和不加有機碳源的情況下,有超過60%的氨氮轉化成N2而得以去除。同時Helmer等通過實驗證明在低DO濃度下,細菌以亞硝酸根離子為電子受體,以銨根離子為電子供體,最終產物為氮氣。有實驗用熒光原位雜交技術監測全程自養脫氮反應器中的微生物,發現在反應器處於穩定階段時即使在限制曝氣的情況下,反應器中仍然存在有活性的厭氧氨氧化菌,不存在硝化菌。有85%的氨氮轉化為氮氣。鑒於以上理論,全程自養脫氮可能包括兩步第一是將部分氨氮氧化為亞硝酸鹽,第二是厭氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
傳統脫氮理論認為,反硝化菌為兼性厭氧菌,其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應,必須在缺氧環境下。近年來,好氧反硝化現象不斷被發現和報道,逐漸受到人們的關注。一些好氧反硝化菌已經被分離出來,有些可以同時進行好氧反硝化和異養硝化(如Robertson等分離、篩選出的Tpantotropha.LMD82.5)。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化,簡化了工藝流程,節省了能量。
7.超聲吹脫處理氨氮
超聲吹脫法去除氨氮是一種新型、高效的高濃度氨氮廢水處理技術,它是在傳統的吹脫方法的基礎上,引入超聲波輻射廢水處理技術,將超聲波和吹脫技術聯用而衍生出來的一種處理氨氮的方法。將這兩種方法聯用不僅改進了超聲波處理廢水成本較高的問題,也彌補了傳統吹脫技術去除氨氮不佳的缺陷,超生吹脫法在保證處理氨氮的效果的同時還能對廢水中有機物的降解起到一定的提高作用。技術特點(1)高濃度氨氮廢水採用90年代高新技術——超聲波脫氮技術,其總脫氮效率在70~90%,不需要投加化學葯劑,不需要加溫,處理費用低,處理效果穩定。(2)生化處理採用周期性活性污泥法(CASS)工藝,建設費用低,具有獨特的生物脫氮功能,處理費用低,處理效果穩定,耐負荷沖擊能力強,不產生污泥膨脹現象,脫氮效率大於90%,確保氨氮達標。