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        高氨氮廢水的排放對(duì)水環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害，人們迫切需要采取措施，以便經(jīng)濟(jì)、高效地處理高氨氮廢水。氨氮廢水處理方法有很多，今天我們就來(lái)為大家分享一下氨氮處理有哪些方法。

        高氨氮廢水水質(zhì)變化較大，不同水質(zhì)有不同的處理方法，目前廣泛應(yīng)用的有物化法與生物法，其經(jīng)濟(jì)效益均比較好。污水中的含氮化合物主要有四種，即有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮以及硝酸鹽氮，其中氨氮是最主要的存在形式。

        氨氮在污水中的存在形式有兩種，即游離氨(NH3 )與離子狀態(tài)的氨鹽(NH4+)，高氨氮廢水排入水體，會(huì)使水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅水環(huán)境的安全。

        因此，如何經(jīng)濟(jì)、高效地處理高氨氮廢水是保障水環(huán)境安全的首要任務(wù)。本文從高氨氮廢水的來(lái)源、水質(zhì)特征、危害和處理技術(shù)等方面進(jìn)行探究，以期促進(jìn)高氨氮廢水處理技術(shù)的發(fā)展。

        一、高氨氮廢水來(lái)源及水質(zhì)特征

        高氨氮廢水具有來(lái)源廣、水質(zhì)多變等特點(diǎn)，包括化肥廢水、味精廢水、焦化廢水、垃圾滲濾液、煤氣廢水、養(yǎng)殖廢水等 。

        氮素是化肥的主要成分，生產(chǎn)化肥的過(guò)程中氮元素會(huì)大量進(jìn)入廢水中，以氨氮的形式存在于廢水中，化肥廢水的氨氮濃度為 400～700mg/L、CODCr(化學(xué)需氧量)為400～600mg/L。

        味精生產(chǎn)流程一般為：制糖 - 谷氨酸發(fā)酵 - 中和提取 - 精制，其中，谷氨酸發(fā)酵工藝中會(huì)產(chǎn)生大量的高氨氮廢水，氨氮濃度高達(dá)5000～6000mg/L，此外味精廢水也是典型的高濃度有機(jī)廢水，廢水中的COD Cr為20000～30000mg/L。

        原煤高溫干餾、煤氣凈化等過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量焦化廢水，焦化廢水的水質(zhì)成分與生產(chǎn)工藝有關(guān)，一般焦化廢水中氨氮的濃度為200～700mg/L。

        城市化的快速發(fā)展使居民產(chǎn)生的生活垃圾越來(lái)越多，垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)后，垃圾本身的水分進(jìn)入土壤，會(huì)形成一種高濃度難降解的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液中氨氮的濃度高達(dá)2000mg/L。

        煤氣生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣廢水含大量的氨氮以及 CODCr ，一般煤氣廢水中氨氮的濃度為200～250mg/L、CODCr為1200～1400mg/L。

        養(yǎng)殖企業(yè)動(dòng)物糞便、尿液的集中排放帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題不容忽視，養(yǎng)殖廢水也是高氨氮廢水之一。養(yǎng)殖企業(yè)廢水中氨氮的濃度為800～2200mg/L、CODCr為 3000～12000mg/L。

        二、高氨氮廢水危害

        有機(jī)的降解主要有兩種途徑：

        一是有機(jī)物在氨氧化菌的作用下生成氨氮，在高 pH 值下氨氮會(huì)形成游離氨，合適條件下游離氨會(huì)吹脫進(jìn)入空氣中;

        二是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化成氨氮后，氨氮在亞硝化菌作用下轉(zhuǎn)化成亞硝酸氮，亞硝酸氮在硝酸菌作用下轉(zhuǎn)化為硝酸氮，以上過(guò)程是氨氮轉(zhuǎn)化的硝化作用，硝酸氮與亞硝酸氮在反硝化菌的作用下被還原成氮?dú)狻?/span>

        由以上分析可知，在含氮有機(jī)物降解的兩種途徑中，氨氮起橋梁作用，一旦氨氮這一核心產(chǎn)物出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)氨氮循環(huán)將受到影響。

        高氨氮廢水的排放具有四種危害：一是水體富營(yíng)養(yǎng)化，高氨氮廢水的排放會(huì)破壞水環(huán)境系統(tǒng)平衡，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化加重;二是影響水廠運(yùn)行，高氨氮水源水進(jìn)入水廠后會(huì)影響水廠出水水質(zhì)，使水廠出水產(chǎn)生異味;三是影響水生生物，水中硝化菌的硝化作用會(huì)消耗大量的溶解氧，氨氮需氧量在總需氧量中占比較大，因此會(huì)導(dǎo)致水體嚴(yán)重缺氧，對(duì)魚類、好氧水生物的生長(zhǎng)不利;四是危害人類健康，高氨氮廢水在氨氮轉(zhuǎn)化成氮?dú)獾倪^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，它們是誘發(fā)高鐵血紅蛋白的主要因素。

        綜上分析，對(duì)高氨氮廢水進(jìn)行有效的處理是確保水環(huán)境安全與居民飲用水安全的一項(xiàng)重要任務(wù)。

        三、氨氮廢水處理方法

        高氨氮廢水水質(zhì)變化較大，根據(jù)不同的水質(zhì)產(chǎn)生了不同的處理方法。目前，廣泛應(yīng)用的方法主要有物化法與生物法，在處理高氨氮廢水的實(shí)際工程應(yīng)用中，兩種方法都取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

        3.1 物化法

        3.1.1 吹脫法

        吹脫法是一種典型的高氨氮廢水物理處理法，向高氨氮廢水中加入堿，升高廢水的 pH 值，由于OH-濃度增加，電離平衡向右進(jìn)行產(chǎn)生氨氣，然后再吹脫塔中將氨氣吹脫至空氣中。

        采用吹脫聯(lián)合 MAP 法處理百草枯高氨氮廢水，小試試驗(yàn)結(jié)果表明，吹脫聯(lián)合MAP法能夠使百草枯廢水中氨氮濃度從23066mg/L降至26.99mg/L，氨氮的去除效率高達(dá)99.9%。

        當(dāng)試驗(yàn)工況為 pH=10.5、氣液比為3870、水溫為43～47℃、吹脫時(shí)間為6.5h時(shí)，吹脫法對(duì)氨氮的去除效率達(dá)到99.9%，能夠達(dá)到小試試驗(yàn)的去除效率。

        MAP法適用于中低濃度高氨氮廢水，處理成本較高，吹脫聯(lián)合MAP 法能夠解決這一問(wèn)題，同時(shí)還能夠去除COD，去除率可達(dá)60%。

        3.1.2 電解法

        電解法主要利用具有催化活性的電極對(duì)水中的氨氮進(jìn)行氧化，以達(dá)到對(duì)氨氮去除的目的。采用體積為1 L的玻璃燒杯作為反應(yīng)器，陽(yáng)極電極采用Ti/RuO2-IrO2 、陰極材料為不銹鋼板、電極的面積為50cm2 、電極間距為2cm，對(duì)自行配置的高氨氮廢水進(jìn)行電解處理 。

        試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)電流強(qiáng)度為9A、電極間距為1cm、投加氯化鈉摩爾比(NH3-N/Cl- )為1:4，電解90 min 后氨氮濃度可以從2000mg/L降到247.51mg/L，氨氮的去除率87.6%。電流強(qiáng)度、氯離子濃度等對(duì)氨氮的去除率都有影響，電流強(qiáng)度越大對(duì)氨氮的去除率越高;氯離子濃度增加，氨氮的去除率也會(huì)增加，但是當(dāng)氯離子濃度增加到一定值后，氨氮的去除效率基本沒(méi)有變化。

        3.1.3 化學(xué)沉淀法

        廢水中高氨氮會(huì)抑制微生物的生理作用，因此某些高氨氮廢水不宜采用生物法，所以化學(xué)沉淀法得到了廣泛應(yīng)用。

        化學(xué)沉淀法的基本原理是，向高氨氮廢水中投加磷化物與鎂化物生成磷酸銨鎂沉淀，從而達(dá)到去除氨氮的效果。徐志高等以磷化物與鎂化物為沉淀試劑，處理鋯鉿萃取分離所產(chǎn)的高氨氮廢水 。

        試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)生沉淀反應(yīng)的最佳pH值為9.0～10.5，pH 值對(duì)氨氮的去除影響很大，當(dāng)廢水的pH值為 9.5、氨氮濃度為3000 mg/L 時(shí)，在 25℃的條件下反應(yīng) 20min 氨氮的去除率高達(dá)95%。

        3.2 生物法

        生物法脫氮技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，但是高氨氮廢水中氨氮的濃度會(huì)影響微生物活性，需要對(duì)原水進(jìn)行稀釋處理。另外，消化過(guò)程需要大量的溶解氧，反硝化過(guò)程需要大量的碳源。高氨氮廢水的生物去除工藝常見的有膜生物反應(yīng)器法與厭氧氨氧化法。

        3.2.1 膜生物反應(yīng)器法

        膜生物反應(yīng)器是水處理膜技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合的一種廢水處理工藝，以膜取代傳統(tǒng)生物處理工藝的二沉池，膜能夠截留活性污泥，生物反應(yīng)器中能保持高的微生物濃度，大大高了處理負(fù)荷。因此，膜生物反應(yīng)器法是處理高氨氮廢水的一種高效工藝。

        3.2.2 厭氧氨氧化法

        厭氧氨氧化過(guò)程指的是在厭氧條件下微生物直接以 NH4+ 為電子供體，以硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮為電子受體，將硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^(guò)程。

        四、結(jié)語(yǔ)

        高氨氮廢水具有來(lái)源廣、水質(zhì)變化大等特點(diǎn)，其排入水體不僅危害水生生物，也嚴(yán)重危害飲用水安全。高氨氮廢水的物化法處理一般運(yùn)行費(fèi)用高昂，因此其應(yīng)用受到了一定限制。生物法雖然具有運(yùn)行費(fèi)用低、出水水質(zhì)高等特點(diǎn)，但是微生物的馴化過(guò)程較困難，微生物活性易受水質(zhì)、水溫、有毒物質(zhì)等影響。

        在實(shí)際項(xiàng)目中，人們應(yīng)根據(jù)具體的廢水水質(zhì)特征來(lái)選擇合理的工藝，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

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