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企业对生产废水中的氨氮排放控制措施研究

北极星环保网来源:《基层建设》 作者:刘誉华2017/3/27 10:46:39我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:废水处理 氨氮污水 氨氮废水

北极星环保网讯:摘要:随着我国工业的迅速发展,城市人口的剧增,以及农业高产中过度施肥,从而产生了大量的含氨氮生活污水和工业废水,由于个别企业重利轻视环境保护,致使这些废水大量被排入天然水体。减少氨氮排放关乎生态保护和人民用水安全。

关键词:企业;生产废水;氨氮;排放

水体中的氨氮是指以氨(NH3)或铵(NH4+)离子形式存在的化合氨。不少工业废水进水COD偏高,难降解COD比例过高,易降解有机碳源占COD中的10%左右,可利用的碳源不能满足生物脱氮反硝化需求,这些造成工业废水处理厂出水氨氮和总氮达标比较困难。

考虑到工业企业废水处理设施实际进水氨氮浓度很高,很多企业面临氨氮达标出水困难,且各行业污水特点不尽相同,应基于技术经济可行性提出氨氮排放控制措施,既要体现对水体水质的要求,又要考虑各行业实际的经济承受能力和处理水平。

1生产废水中氨氮的危害

含氮化合物的排放量急剧增加,已成为环境的主要污染源,污水中的含氮化合物主要以蛋白质、氨基酸、尿素、胺类化合物、硝基化合物等有机氮及氨态氮为主。氮对受纳水体的危害主要表现在以下方面:最突出的危害是水体富营养化,表现为藻类过量繁殖,水体带有腥味,从而引起水质恶化,鱼类大量死亡,以致湖泊退化。

2企业生产废水氨氮处理技术措施

2.1氧化法

氧化法是用来处理高浓度氨氮污水的新兴技术,其作用原理是在一定的温度和压力条件下,利用固体催化剂的催化作用将污水中的氨氮元素氧化为更高价态,最终得到的是二氧化碳、氮气、水等产物,不会对环境造成任何不良影响。当前应用技术最成熟的催化剂是Ce-Mu-Cu氧化物复合催化剂,在255℃、pH=10.8、压强为4.2MPa的条件下,废水中氨氮物质的去除率高达98%,满足国家二级排放标准。

而由于此种反应与催化剂并无直接关系,催化剂不会参与反应,因而催化剂的量不会减少,可重复使用多次,避免了传统的化学沉淀法可能带来的二次污染或者反应不彻底的问题。现阶段也有直接利用电解池作为反应场所,以电解反应来氧化水中的氨氮物质,从而达到净化目的的处理方法。

在实验条件下,即电流强度9A、投加氯化钠摩尔比1:4、极板之间的距离1cm的条件下,氨氮浓度下降了80%以上,而综合调整电流密度、氯离子浓度、pH值之后,水中氨氮的去除率可高达99.9%,这是其他处理方式所达不到的。除此之外,还有利用焦粉作为粒子电极的处理方法,原理同电解池相同,氨氮物质从电解池阳极中得到电子变成低价态的氮气等物质溢出,继而降低水中氨氮物质的浓度。

虽然氧化法的净化效率较高,但是实际反应条件难以达到实验室的标准,特别是在处理大量污水时,高温、高压会增加设备的腐蚀程度,增加了处理成本,不利于此种方法的推广使用。

2.2离子交换法

离子交换法是通过电荷间的吸附作用将水中的氨、氮、氧离子吸附在交换剂上,放出原有吸附剂阳离子的方法。目前常用的离子交换剂是沸石,沸石对氨氮的饱和交换容量为4.15mg/g,氨氮废水(30mg/g)经过交换柱后沸石的穿透吸附容量为4.50mg/g,平衡吸附容量为4.757mg/g,最后,水中可形成大量的难溶性盐六水合磷酸镁铵,同样可以进行回收利用,实现了变废为宝,也降低了废水的污染。还有研究表明,蒙脱石以及膨胀蛭石对于水中氨氮物质同样具有吸附作用,对于污水中氨氮的除去率普遍在80%以上,与沸石基本相同。

采用离子交换法来处理高氨氮污水的成本低廉,因为无论是沸石、蒙脱石还是膨胀蛭石都便宜易得,来源广泛。但是离子交换法的最大缺点在于反应所花费的时间较长,利用蒙脱石处理高氨氮污水95d后才达到80.77%的除去率,反应速度慢意味着不能处理太多的污水,其使用价值并不是很大,因此,离子交换法在治理高氨氮污水方面的应用还有待优化。

2.3吹脱法

吹脱法是在合适的pH值条件下,在汽提塔中通入空气或蒸汽,将NH+4转化为游离态氨,如氮气等,之后直接排入大气的方法。传统的吹脱法在45℃~55℃、pH=10.5~11.5、吹脱时间不小于2h时,氨氮的去除率最高。

而随着吹脱技术的发展,后期出现了一种以乳酸乙酯为主、乙酸为辅的有机复合脱氮剂,在45℃、pH=9.0、脱氮剂投加量为30mg/L、吹脱水位深度400mm、吹脱时间2.5h条件下,氨氮去除率高达99.999%,这意味着污水中的所有氨氮物质几乎被全部去除,处理后的污水甚至要比自然水体更加洁净。

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