南通廢水氨氮處理

南通廢水氨氮處理目前隨著(zhù)化肥、石油化工等行業(yè)的迅速發(fā)展壯大，由此而產(chǎn)生的高氨氮廢水也成為行業(yè)發(fā)展制約因素之一；據報道,2001年我國海域發(fā)生赤潮高達77次，氨氮是污染的重要原因之一，特別是高濃度氨氮廢水造成的污染。因此，經(jīng)濟有效的控制高濃度污染也成為當前環(huán)保工作者研究的重要課題，得到了業(yè)內人士的高度重視。氨氮廢水的一般的形成是由于氨水和無(wú)機氨共同存在所造成的，一般上pH在中性以上的廢水氨氮的主要來(lái)源是無(wú)機氨和氨水共同的作用，pH在酸性的條件下廢水中的氨氮主要由于無(wú)機氨所導致。廢水中氨氮的構成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無(wú)機氨形成的氨氮，主要是硫酸銨，氯化銨等等。工業(yè)廢水處理設備給水曝氣生物濾池利用大顆粒輕質(zhì)陶粒濾料在升流條件下對原水中ss截濾率低、過(guò)濾水頭損失一般不超過(guò)5kPa、沖洗前后的過(guò)濾水頭變化小的特點(diǎn)，適當降低對濾料比表面積指標的要求，大幅提高濾速至16～20m/h，氣水比為0～0.5。在大顆粒輕質(zhì)陶粒濾料表面生物膜的生化與截濾雙重作用下，預處理出水氨氮<0.5mg/L，為微污染源水的處理提供了一種高效、節能、省地的處理工藝。高氨氮廢水如何處理，我們著(zhù)重介紹一下其處理方法：

物化法

1. 吹脫法

在堿性條件下，利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法，一般認為吹脫與溫度、PH、氣液比有關(guān)。

2. 沸石脫氨法

利用沸石中的陽(yáng)離子與廢水中的NH4+進(jìn)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(wèn)題，通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時(shí)，產(chǎn)生的氨氣必須進(jìn)行處理，此法適合于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(shù)

利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)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(wú)二次污染。例如：氣水分離膜脫除氨氮。氨氮在水中存在著(zhù)離解平衡，隨著(zhù)PH升高，氨在水中NH3形態(tài)比例升高，在一定溫度和壓力下，NH3的氣態(tài)和液態(tài)兩項達到平衡。根據化學(xué)平衡移動(dòng)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(shí)的。化學(xué)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(gè)改變的方向移動(dòng)。”遵從這一原理進(jìn)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，那么廢水中的離子氨NH4+,就變?yōu)橛坞x氨NH3,并經(jīng)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(jìn)入吸收液，迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。

南通廢水氨氮處理生物脫氮法

傳統和新開(kāi)發(fā)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后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、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(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，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(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)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(guò)回流控制返回至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(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現污水無(wú)害化處理。其特點(diǎn)是缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機負荷，反硝化反應產(chǎn)生的堿度可以補償好氧池中進(jìn)行硝化反應對堿度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化殘留的有機污染物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì)。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，由于A/O工藝比較簡(jiǎn)單，也有其突出的特點(diǎn)，目前仍是比較普遍采用的工藝。

2.兩段活性污泥法能有效的去除有機物和氨氮，其中第二級處于延時(shí)曝氣階段，停留時(shí)間在36小時(shí)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(diǎn)是向曝氣池中投加粉末活性炭（PAC）利用粉末活性炭極為發(fā)達的微孔結構和更大的吸附能力，使溶解氧和營(yíng)養物質(zhì)在其表面富集，為吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活環(huán)境從而提高有機物的降解速率。

近年來(lái)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的脫氮方式，是去除水中氨氮的一種較為經(jīng)濟的方法，其原理就是模擬自然生態(tài)環(huán)境中氮的循環(huán)，利用硝化菌和反硝化菌的聯(lián)合作用，將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。由于氨氮氧化過(guò)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(kāi)支。短程硝化反硝化是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，然后進(jìn)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(gè)環(huán)節（即將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進(jìn)行反硝化）。該技術(shù)具有很大的優(yōu)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(shí)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(chǎn)量，硝化過(guò)程可少產(chǎn)污泥33%~35%左右，反硝化階段少產(chǎn)污泥55%左右。實(shí)現短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)的關(guān)鍵就是將硝化控制在亞硝酸階段，阻止亞硝酸鹽的進(jìn)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(guò)程。

厭氧氨氧化（Anaerobicammoniaoxidation，簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)程。該過(guò)程利用*的生物機體以硝酸鹽作為電子供體把氨氮轉化為N2，限度的實(shí)現了N的循環(huán)厭氧硝化，這種耦合的過(guò)程對于從厭氧硝化的廢水中脫氮具有很好的前景，對于高氨氮低COD的污水由于硝酸鹽的部分氧化，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(jìn)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(lián)氨，聯(lián)氨被轉化成氮氣并生成4個(gè)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(jīng)N2H4，N2H2被轉化為N2。厭氧氨氧化工藝的優(yōu)點(diǎn)：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(guò)程中所需的中和試劑；產(chǎn)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(guò)程實(shí)在一個(gè)反應器中完成，其機理尚不清楚。Hippen等人發(fā)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(guò)60%的氨氮轉化成N2而得以去除。同時(shí)Helmer等通過(guò)實(shí)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，產(chǎn)物為氮氣。有實(shí)驗用熒光原位雜交技術(shù)監測全程自養脫氮反應器中的微生物，發(fā)現在反應器處于穩定階段時(shí)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。鑒于以上理論，全程自養脫氮可能包括兩步是將部分氨氮氧化為亞硝酸鹽，第二是厭氧氨氧化。