⑴ 工业废水中氨如何去除
工业废水去除氨氮的主要方法有:物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术;化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术;生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有:折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。具体方法如下:
折点氯化法去除氨氮:折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低,氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点,该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9~10mg氯气。pH值在6~7时为最佳反应区间,接触时间为0.5~2小时。折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化,以去除水中残留的氯。氯化法的处理率达90%~100%,处理效果稳定,不受水温影响,在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少,但运行费用高,副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染,氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
选择性离子交换化去除氨氮:离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂,从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用,它是一类硅质的阳离子交换剂,成本低,对NH4+有很强的选择性。该工艺具有较高的氨氮去除率和稳定性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点,适用于中低浓度的氨氮废水(<500mg/L),对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水,仍需进一步处理。
空气吹脱法与汽提法去除氨氮:空气吹脱法是将废水与气体接触,将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水,但吹脱效率影响因子多,不容易控制,特别是温度影响比较大,在北方寒冷季节效率会大大降低,现在许多吹脱装置考虑到经济性,没有回收氨,直接排放到大气中,造成大气污染。汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出,处理机理与吹脱法一样是一个传质过程,即在高pH值时,使废水与气体密切接触,从而降低废水中氨浓度的过程。吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收:用硫酸吸收作为肥料使用;冷凝为1%的氨溶液。
生物法去除氨氮:生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下,通过硝化和反硝化等一系列反应,最终形成氮气,从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种,但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%~95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大,低温时效率低。常见的生物脱氮流程可以分为3类:多级污泥系统、单级污泥系统、生物膜系统。
化学沉淀法去除氨氮:化学沉淀法是根据废水中污染物的性质,必要时投加某种化工原料,在一定的工艺条件下(温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等)进行化学反应,使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物,或者生成不溶于水的气体产物,从而使废水净化,或者达到一定的去除率。利用化学沉淀法,可使废水中氨氮作为肥料得以回收。
⑵ 请问富含高氨氮的废水该怎样处理
作者:优蚁环保
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吹脱、蒸氨、生物法是三种国内外公认处理高浓度氨氮废水的技术,也是处理高浓度氨氮废水的主要方法。
一、氨氮废水处理吹脱工艺特点
吹脱工艺通常主要针对废水中的氨氮浓度在2000mg/l以下:氨氮在水中以NH3和NH4+存在,它们之间存在如下平衡:NH3+H2ONH4++OH-。
平衡受PH影响,PH升高则水中的游离氨升高,平衡向右移动,游离氨的比例较大,当PH=7,氨氮大部分是以NH4+存在。当PH上升至11。5时,氨氮在废水中98%是以游离氨存在。
PH值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。另外,温度也会影响反应式的平衡,温度升高,平衡向右移动。
下表列出了不同条件下氨氮的离解率的计算值。表中数据表明,当PH值大于10时,离解率在80%以上,当PH值达11时,离解率高达98%且受温度的影响甚微。
二、氨氮废水吹脱处理要点
影响氨氮吹脱效率的主次因素顺序为PH>温度>吹脱时间>气液比,根据以往运行经验污水PH>10,温度>30℃,气液比3000:1,吹脱时间1h,则吹脱氨氮去除效果可达到90%。
三、氨氮废水吹脱控制要点
根据水质PH数据通常通过变频调节,使废水进塔前保证废水PH值11.5。吹脱水温通常控制在50℃以上。
PH调整槽出水通过提升泵进入一级吹脱塔吹脱,一级吹脱塔吹脱后PH会下降。从而加入液碱进一步调节PH值。保证进入二级吹脱的废水PH≥l1.5,氨氮吹脱塔,采用二级逆流方式。
四、氨氮废水处理工艺说明
在碱性条件下(PH=11.5),废水中的氨氮主要以NH3的形式存在,让废水与空气充分接触,则水中挥发性的NH3将由液相向气相转移,从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填塑料板条填料(不易结垢),采用乱堆装填方式,填料间距为40mm,填料高度6m(分3层)。空气流由塔的下部进入,与填料反复溅水形成水滴,使气液相传质更充分、更迅速,废水最终落入塔底集水池。
五、氨氮废水吸收处理工艺特点
吹脱塔排放的尾气中含有大量氨气,直接排放对厂区周围环境造成很大影响因此吹脱出的NH3吹入吸收塔,塔型采用填料塔形式,酸槽中的30%稀硫酸用耐腐蚀泵抽至吸收塔塔顶经分布器均匀喷洒,沿填料表面形成液膜下流,与自下而上的NH3气体充分接触,生成的(NH4)2SO4流入酸槽循环使用用作后续PH调整。达到一定浓度后(NH4)2SO4可回用于车间,从而达到环境效益和经济效益平衡。
吹脱塔和吸收塔材质通常采用碳钢内衬FRP材质。
六、氨氮蒸氨工艺特点
1、蒸氨塔从属于解吸塔,适合氨氮浓度在5000mg/l浓度以上的氨氮废水处理。
2、蒸氨是使溶解于循环水中的氨气通过热载体的传热而挥发释放出来的操作设备。
3、工作原理为:采用一般的载热体水蒸汽作为加热剂,使循环水液面上氨气的平衡蒸汽压大于热载体中氨气的分压,汽液两相逆流接触,进行传质传热,从而使氨气逐渐从循环水中释放出来,在塔顶得到氨蒸汽与水蒸汽的混合物,在塔底得到较纯净的循环水。总之,加碱源的目的是使固定铵盐转化为挥发铵盐。
七、蒸氨塔氨回收方式
针对蒸氨工艺,氨气回收方式通常按照硫酸铵或液氨的方式回收。
如果采用硫酸铵方式回收则配套提供氨气吸收塔,部排出的含氨蒸汽送入氨气吸收塔的底部,利用由塔顶喷淋下来的30%左右的稀硫酸吸收其中的氨,在塔底部生成30%左右的硫酸铵溶液。
如果采用液氨方式回收,则提供冷凝器方式。
八、蒸氨处理工艺特点
蒸氨塔塔釜高温水与废水进行热交换,充分利用热量并保证废水进脱氨塔的温度。
采用高通量、低阻降、高分离效率、抗结垢、抗颗粒的塔板与塔内件。
低能耗,运行装机功率小。整个系统自动化程度高。
九、生物膜法
上面有介绍,在此九略过了。
⑶ 氨氮废水处理的常用哪几种方法
高氨氮废水主要来源于垃圾渗滤液、味精生产、煤化工、有色金属冶炼等行业,其氨氮含量达到1000~10000mg/L。这类废水处理主要采用以下几种方法:磷酸铵镁沉淀法、吹脱法/汽提法、汽提精馏法以及气态膜法。
磷酸铵镁沉淀法通过向含高浓度氨氮的废水中加入含Mg2+ 和PO43- 的药剂,在弱碱条件下,使氨氮和磷以鸟粪石(磷酸铵镁)的形式沉淀出来。理论每去除1gNH4+-N就会生成17.5gMgNH4PO4·6H2O沉淀。该方法不受温度影响,操作简单,投资设计成本较低,适用于各种浓度氨氮废水的处理。然而,若单独添加沉淀剂,废水沉淀后多余的镁和磷残留会导致处理成本增加,且可能引入磷污染物造成二次污染。因此,MAP法要广泛应用于生产中需解决沉淀剂的合理添加问题。
吹脱法/汽提法用于脱除水中氨氮,将气体通入水中,通过气液充分接触,使氨穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱氨目的。常用空气或水蒸气作载体,吹脱塔常采用逆流操作,填料增加气-液传质面积。废水在填料塔塔顶分布后,与气体逆向流动,氨的去除程度和气体量、pH等参数有关。汽提法采用蒸汽为载体,提高氨氮处理效率,适用于氨氮为2000~4000mg/L的废水处理。运行过程中,汽提塔内可能结垢影响处理效率。这两种方法工艺简单,效果稳定,投资较低,但能耗大,处理成本高,出水氨氮浓度需进一步处理才能达标排放。
汽提精馏法是在吹脱法的基础上改良,采用精馏塔蒸氨回收氨水,广泛应用于处理氨氮废水。原理是通过多次气液相平衡,将氨以分子氨形式从水中分离,形成高浓度氨水回收。塔釜出水pH控制在10以上,氨氮浓度可降至10mg/L以下,可直接排放或回用于生产。此方法投资成本及运行成本中等,回收氨水浓度较高,可根据企业情况选择回用或销售。然而,出水pH必须控制在10以上,造成碱浪费,需要加酸回调至中性达标排放。
气态膜法利用支撑膜(气态膜)脱除水溶液中的挥发性溶质如氨,具有高传质推动力、操作弹性大等优势。气态膜脱氨采用疏水性中空纤维微孔膜作为屏障,废水中的氨在膜两侧的浓度差推动下,从废水侧通过微孔膜气化进入膜孔,随后与酸性吸收液发生快速不可逆反应,达到脱氨目的。此方法适用于氨氮在3000~6000mg/L之间的处理,饱和吸收剂可将氨氮浓度提高到10000mg/L以上,处理成本最低。然而,氨氮浓度超过8000mg/L时,气态膜法的成本优势不明显。
氨氮废水处理方法各有优缺点,选择合适的方法需考虑废水特性、企业需求、成本效益等多方面因素。随着技术进步,未来氨氮废水处理方法将更加高效、环保。
⑷ 氨氮废水怎么处理
高氨氮废水如何处理,我们着重介绍一下其处理方法:
物化法
1. 吹脱法
在碱性条件下,利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法,一般认为吹脱与温度、PH、气液比有关。
2. 沸石脱氨法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题,通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时,产生的氨气必须进行处理,此法适合于低浓度的氨氮废水处理,氨氮的含量应在10--20mg/L。
3.膜分离技术
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便,氨氮回收率高,无二次污染。例如:气水分离膜脱除氨氮。氨氮在水中存在着离解平衡,随着PH升高,氨在水中NH3形态比例升高,在一定温度和压力下,NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一,如浓度、压力或温度,平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水,另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20℃,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差,那么废水中的离子氨NH4+,就变为游离氨NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面,在膜表面分压差的作用下,穿越膜孔,进入吸收液,迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
4.MAP沉淀法
主要是利用以下化学反应:Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐,当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP),除去废水中的氨氮。
5.化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨,这种方法还可以起到杀菌作用,但是产生的余氯会对鱼类有影响,故必须附设除余氯设施。
生物脱氮法
传统和新开发的脱氮工艺有A/O,两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
1.A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前,污水中的有机碳被反硝化菌所利用,可减轻其后好氧池的有机负荷,反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后,可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除,提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90~95%以上,但脱氮除磷效果稍差,脱氮效率70~80%,除磷只有20~30%。尽管如此,由于A/O工艺比较简单,也有其突出的特点,目前仍是比较普遍采用的工艺。
2.两段活性污泥法能有效的去除有机物和氨氮,其中第二级处于延时曝气阶段,停留时间在36小时左右,污水浓度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。
3.强氧化好氧生物处理其典型代表有粉末活性炭法(PACT工艺)
粉末活性碳法的主要特点是向曝气池中投加粉末活性炭(PAC)利用粉末活性炭极为发达的微孔结构和更大的吸附能力,使溶解氧和营养物质在其表面富集,为吸附在PAC 上的微生物提供良好的生活环境从而提高有机物的降解速率。
近年来国内外出现了一些全新的脱氮工艺,为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厌氧氨氧化等。
4. 短程硝化反硝化
生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式,是去除水中氨氮的一种较为经济的方法,其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环,利用硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气,曝气费用成为这种脱氮方式的主要开支。短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化,省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐,再还原成亚硝酸盐两个环节(即将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化)。该技术具有很大的优势:①节省25%氧供应量,降低能耗;②减少40%的碳源,在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮;③缩短反应历程,节省50%的反硝化池容积;④降低污泥产量,硝化过程可少产污泥33%~35%左右,反硝化阶段少产污泥55%左右。实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键就是将硝化控制在亚硝酸阶段,阻止亚硝酸盐的进一步氧化。
5. 厌氧氨氧化(ANAMMOX)和全程自养脱氮(CANON)
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。
厌氧氨氧化(Anaerobicammoniaoxidation,简称ANAMMOX)是指在厌氧条件下,以Planctomycetalessp为代表的微生物直接以NH4+为电子供体,以NO2-或NO3-为电子受体,将NH4+、NO2-或NO3-转变成N2的生物氧化过程。该过程利用独特的生物机体以硝酸盐作为电子供体把氨氮转化为N2,最大限度的实现了N的循环厌氧硝化,这种耦合的过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的前景,对于高氨氮低COD的污水由于硝酸盐的部分氧化,大大节省了能源。目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种是羟氨和亚硝酸盐生成N2O的反应,而N2O可以进一步转化为氮气,氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成联氨,联氨被转化成氮气并生成4个还原性[H],还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统形成羟氨。第三种是:一方面亚硝酸被还原为NO,NO被还原为N2O,N2O再被还原成N2;另一方面,NH4+被氧化为NH2OH,NH2OH经N2H4,N2H2被转化为N2。厌氧氨氧化工艺的优点:可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗;免去反硝化反应的外源电子供体;可节省传统硝化反硝化反应过程中所需的中和试剂;产生的污泥量极少。厌氧氨氧化的不足之处是:到目前为止,厌氧氨氧化的反应机理、参与菌种和各项操作参数不明确。
全程自养脱氮的全过程实在一个反应器中完成,其机理尚不清楚。Hippen等人发现在限制溶解氧(DO浓度为0.8·1.0mg/l)和不加有机碳源的情况下,有超过60%的氨氮转化成N2而得以去除。同时Helmer等通过实验证明在低DO浓度下,细菌以亚硝酸根离子为电子受体,以铵根离子为电子供体,最终产物为氮气。有实验用荧光原位杂交技术监测全程自养脱氮反应器中的微生物,发现在反应器处于稳定阶段时即使在限制曝气的情况下,反应器中仍然存在有活性的厌氧氨氧化菌,不存在硝化菌。有85%的氨氮转化为氮气。鉴于以上理论,全程自养脱氮可能包括两步第一是将部分氨氮氧化为亚硝酸盐,第二是厌氧氨氧化。
6. 好氧反硝化
传统脱氮理论认为,反硝化菌为兼性厌氧菌,其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行反硝化反应,必须在缺氧环境下。近年来,好氧反硝化现象不断被发现和报道,逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来,有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的Tpantotropha.LMD82.5)。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节省了能量。
7.超声吹脱处理氨氮
超声吹脱法去除氨氮是一种新型、高效的高浓度氨氮废水处理技术,它是在传统的吹脱方法的基础上,引入超声波辐射废水处理技术,将超声波和吹脱技术联用而衍生出来的一种处理氨氮的方法。将这两种方法联用不仅改进了超声波处理废水成本较高的问题,也弥补了传统吹脱技术去除氨氮不佳的缺陷,超生吹脱法在保证处理氨氮的效果的同时还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。技术特点(1)高浓度氨氮废水采用90年代高新技术——超声波脱氮技术,其总脱氮效率在70~90%,不需要投加化学药剂,不需要加温,处理费用低,处理效果稳定。(2)生化处理采用周期性活性污泥法(CASS)工艺,建设费用低,具有独特的生物脱氮功能,处理费用低,处理效果稳定,耐负荷冲击能力强,不产生污泥膨胀现象,脱氮效率大于90%,确保氨氮达标。