廢水氨氮超標也稱氨氮廢水,氨氮廢水處理有物理吹脫法、化學沉淀法、生物處理法等。廢水去除氨氮可以解決水質富營養化目的,對水中氨離子和游離氨進行置換去除,本文總結氨氮廢水最全處理工藝,并對每種處理工藝優缺點,在處理反應上進行具體的介紹。
含氨氮廢水常用處理技術
(1)吹脫法。吹脫法在含氨氮廢水處理中應用比較常見,即向廢水內通入氣體,促使廢水中溶解性氣體以及易揮發性溶質氣液進行充分接觸,通過pH值的調節將廢水內離子氨轉化成分子氨,最后利用通入的空氣或者蒸汽將其吹出,降低廢水內氨氮含量。其中,需要調節氨氮廢水pH為堿性,為氨離子向氨分子的轉換提供條件,而涌入水中的氣體要保證與液體進行充分接觸,促使廢水內溶解氣體與揮發性氨分子可以穿透氣液界面,達到脫出氨氮的目的。總結以往實踐經驗來看,pH值、布水負荷、水溫、氣液比等均會對最終的脫除效率產生影響,且一般此方法多用于高濃度氨氮廢水預處理階段,具有比較穩定的處理效果,且整個工藝操作簡單,過程易于控制[2]。
(2)化學沉淀法。應用化學沉淀法來進行廢水脫氨氮,即向含氨氮廢水投加適量的Mg2+與PO43-藥劑,促使其與廢水內含有的NH4+反應生成難溶復鹽磷酸氨鎂MgNH4PO4·6H2O結晶沉淀,最后對廢水中剩余的氮磷進行回收處理。一般此種方法適用于高濃度氨氮廢水的處理,可以保證至少90%的脫氮效率。并且,在確認廢水內無毒害物質的條件下,沉淀脫除得到的磷酸氨鎂可以作為一種緩釋復合肥料使用。化學沉淀法在實際應用中工藝設計簡單,反應過程穩定性高,受外界因素的干擾小,具有比較強的抗沖擊能力,且可以保證較高脫氮效果。但是在實際操作中還需要注意控制藥劑投加量,提前確定沉淀物應用方向,并且反應后廢水中氨氮殘留濃度較高,均需要采取相應的措施處理應對。
(3)離子交換法。應用離子交換法處理含氨氮廢水,最為常見的就是以沸石作為交換載體,提高氨氮脫除率。基于歷史實踐數據可知,每克沸石最高可以吸附15.5mg的氨氮,且對于粒徑在30~60目的沸石其脫除氨氮的效率可以達到78%[3]。但是相比其他處理技術,利用沸石交換脫除工藝操作比較復雜,并且再生液為需要再次處理的高濃度氨氮廢水,因此更適用于低濃度氨氮廢水處理。
(4)膜吸收法。1)反滲透技術。反滲透處理氨氮廢水的原理,即以超過溶液滲透壓的壓力作用,通過半透膜選擇溶質的截留作用,對溶質和溶劑進行可靠分離,實際應用中具有能耗低、無污染、工藝先進以及維護簡單等特點。為保證反滲透脫除氨氮廢水的高效率,必須要提供足夠大的壓力,促使水通過選擇性膜析出,適度的提高膜一側氨氮溶液濃度,且面對高濃度的溶液必須要配備同樣大的反滲透壓力,保證較高的氨氮脫除效果。2)電滲析技術。通過設置外加直流電場,基于離子交換膜選擇透過性特點,促使電解質溶液將離子分離出來。
就整體應用效果來看,電滲析技術可以將廢水中的氨氮高效的分離出來,且前期所需投入較小,所消耗的能量與藥劑少,工藝整體操作簡單,反應后也不會產生二次污染副產物,在實際應用中具有較大的技術優勢。
(5)生物處理法。1)硝化反硝化技術。傳統生物硝化反硝化脫氮技術可以應用到含氨氮廢水處理中,分為硝化和反硝化兩個階段。硝化階段即在好氧條件下,利用硝酸鹽和亞硝酸鹽,促使氨氮被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮。而反硝化過程則是在缺氧條件下,通過反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮氣,將廢水內的氮脫除。比較常用的硝化反硝化技術如A2/O法、A/O法以及SBR序批示處理法等,工藝操作簡單,且反應過程穩定性高,成本低還不會產生二次污染副產物。但是在實際操作中需要重點控制好硝化細菌濃度以及碳源的補給,很容易造成運行成本增加。2)新型脫氮技術。第一,短程硝化反硝化技術。此種方法可以在同一個反應器內進行,先于有氧條件反應,通過氨氧化細菌促使氨氮轉換成亞硝酸鹽,避免亞硝酸鹽的進一步氧化,然后便可以在缺氧條件下,利用有機物或者外加碳源,促使亞硝酸鹽進行反硝化反應,最終生成氮氣。第二,同時硝化反硝化技術。在同一個反應器內進行硝化反硝化反應,即為同時硝化反硝化技術。含氨氮廢水溶解氧在擴散速度的限制下,一般于微生物虛體以及生物膜表面存在較高的溶解氧濃度,為好氧硝化菌和氨化均提供生長繁殖條件,內部則會形成一個缺氧環境,滿足反硝化細菌生長繁殖,進而達到同時硝化反硝化反應。
氨氮廢水處理主要是對廢水氨氮成分進行去除,環評對醫療制藥行業氨氮廢水要求零排放,安峰環保已經實現這種情況。在制藥醫療廢水處理方面,率先實現氨氮零排放要求。案例中有禮來、BD這些傳統行業,對氨氮廢水已經實現零排放。