氨氮是指水中以游離氨(NH3)和銨離子(NH4+)形式存在的氮。一般以NH3-N表示。氨氮廢水通常指含NH3和NH4+的廢水。人類生產(chǎn)生活的諸多方面導(dǎo)致氨氮廢水的產(chǎn)生,如人類本身的吃喝拉撒、垃圾滲濾液等,農(nóng)業(yè)方面的畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)田尾水,工業(yè)方面的冶金、化工、化肥、煤氣、煉焦、柔革、味精、肉類加工等作業(yè),都涉及到氨氮廢水。氨氮的危害:氨氮廢水中逸出來氨氣對人的眼、鼻、氣管都有強烈的刺激作用。進入血液中的氨對人體的腦、心臟、肝臟、腎臟都會造成傷害,水體中的氨氮濃度過高,會造成富營養(yǎng)化,從而導(dǎo)致湖泊出現(xiàn)水華現(xiàn)象,海洋出現(xiàn)赤潮現(xiàn)象,進而危及水生動植物的生存,供水水源中氨氮濃度過高會引起供水管網(wǎng)的堵塞和腐蝕,飲用水中存在氨氮有可能轉(zhuǎn)變成對人體毒害較大的NO2-N和NO3-N。
化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法又稱為MAP沉淀法,是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽,使廢水中的NH4﹢與Mg2﹢、PO43﹣在水溶液中反應(yīng)生成磷酸按鎂沉淀,分子式為MgNH4P04.6H20,從而達到去除氨氮的目的。磷酸按鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤的添加劑或建筑結(jié)構(gòu)制品的阻火劑。反應(yīng)方程式如下:Mg2﹢+NH4﹢+PO43﹣=MgNH4P04
影響化學(xué)沉淀法處理效果的因素主要有pH值、溫度、氨氮濃度以及摩爾比(n(Mg2﹢):n(NH4﹢):n(P043-))等。以氯化鎂為沉淀劑對氨氮廢水進行處理,結(jié)果表明當pH值為10,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1.2時,處理效果較好。以氯化鎂為沉淀劑進行研究,結(jié)果表明當pH值為9.5,鎂、氮、磷的摩爾比為1.2:1:1時,處理效果較好。對新出現(xiàn)的高濃度氨氮有機廢水一生物質(zhì)煤氣廢水進行研究,結(jié)果表明,MgC12+Na3PO4.12H20明顯優(yōu)于其他沉淀劑組合。當pH值為10.0,溫度為30℃,n(Mg2﹢):n(NH4+):n(P043-)=1:1:1時攪拌30min廢水中氨氮質(zhì)量濃度從處理前的222mg/L降到17mg/L,去除率為92.3%。將化學(xué)沉淀法和液膜法相結(jié)合用于高濃度工業(yè)氨氮廢水的處理。在對沉淀法工藝進行優(yōu)化的條件下,使氨氮去除率達到98.1%,然后聯(lián)用液膜法進一步處理使其氨氮濃度降低到0.005g/L,達到排放標準。對化學(xué)沉淀法進行改進研究,考察Mg2﹢以外的二價金屬離子(Ni2﹢,Mn2﹢,Zn2﹢,Cu2﹢,F(xiàn)e2﹢)在磷酸根作用下對氨氮的去除效果。對硫酸銨廢水體系提出了CaSO4沉淀—MAP沉淀新工藝。結(jié)果表明,可以實現(xiàn)以石灰取代傳統(tǒng)的NaOH調(diào)節(jié)劑?;瘜W(xué)沉淀法的優(yōu)點是當氨氮廢水濃度較高時,應(yīng)用其它方法受到限制,如生物法、折點氯化法、膜分離法、離子交換法等,此時可先采用化學(xué)沉淀法進行預(yù)處理;化學(xué)沉淀法去除效率較好,且不受溫度限制,操作簡單;形成含磷酸餒鎂的沉淀污泥可用作復(fù)合肥料,實現(xiàn)廢物利用,從而抵消一部分成本;如能與一些產(chǎn)生磷酸鹽廢水的工業(yè)企業(yè)以及產(chǎn)生鹽鹵的企業(yè)聯(lián)合,可節(jié)約藥劑費用,利于大規(guī)模應(yīng)用。化學(xué)沉淀法的缺點是由于受磷酸鐵鎂溶度積的限制,廢水中的氨氮達到一定濃度后,再投人藥劑量,則去除效果不明顯,且使投入成本大大增加,因此化學(xué)沉淀法需與其它適合深度處理的方法配合使用;藥劑使用量大,產(chǎn)生的污泥較多,處理成本偏高;投加藥劑時引人的氯離子和余磷易造成二次污染。
吹脫法
吹脫法去除氨氮是通過調(diào)整pH值至堿性,使廢水中的氨離子向氨轉(zhuǎn)化,使其主要以游離氨形態(tài)存在,再通過載氣將游離氨從廢水中帶出,從而達到去除氨氮的目的。影響吹脫效率的因素主要有pH值、溫度、氣液比、氣體流速、初始濃度等。目前,吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應(yīng)用較多。對吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進行研究,發(fā)現(xiàn)控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和pH值。在水溫大于2590,氣液比在3500左右,pH=10.5左右,對于氨氮濃度高達2000-4000mg/L的垃圾滲濾液,去除率可達到90%以上。對含(NH4)2S0的高濃度氨氮廢水進行研究,結(jié)果表明,當pH=11.5,吹脫溫度為80cC,吹脫時間為120min,廢水中氨氮脫除率可達99.2%。采用逆流吹脫塔對高濃度氨氮廢水進行吹脫,結(jié)果表明,吹脫效率隨pH值升高而增大;氣液比越大,氨吹脫傳質(zhì)推動力越大,吹脫效率也隨之增大。吹脫法去除氨氮效果較好,操作簡便,易于控制。對于吹脫的氨氮可以用硫酸做吸收劑,生成的硫酸錢制成化肥使用。吹脫法是目前常用的物化脫氮技術(shù)。但吹脫法存在一些缺點,如吹脫塔內(nèi)經(jīng)常結(jié)垢,低溫時氨氮去除效率低,吹脫的氣體形成二次污染等。吹脫法一般與其它氨氮廢水處理方法聯(lián)合運用,用吹脫法對高濃度氨氮廢水預(yù)處理。吹脫法處理氨氮廢水。