目前針對高濃度氨氮廢水的處理方法有以下幾種:物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉;化學法有離子交換法、空氣吹脫、化學沉淀法、折點氯化法、電滲析、電化學處理、催化裂解;生物方法等。以下介紹幾種常見的脫氮方法:
1、物理蒸餾法
物理蒸餾法基本原理:在非酸性條件下,游離氮從廢水中化成被吹出,氨氮被去除的目的。蔡明等對高濃度(5000-6000mg/L)氨氮廢水進行了吹脫處理,氨氮去除率達到96%以上。物理蒸餾法流程不復雜,操作容易,去除率不低,但是游離態(tài)的氨會對環(huán)境造成二次污染。由于物理蒸餾法過程要在非酸性條件下進行,消耗堿液多,成本比較高。
2、空氣吹脫法
空氣吹脫法是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸,利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異,使氨氮轉移至氣相而去除。氨吹脫法主要用于污水中含氨氮多的預處理,本方法的好處在于技術穩(wěn)定,操作容易,控制簡單。但存在二次污染問題。
氨氮廢水來源
含氮物質進入水環(huán)境的途徑主要包括自然過程和人類活動兩個方面。含氮物質進入水環(huán)境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區(qū)徑流和生物固氮等。
人類的活動也是水環(huán)境中氮的重要來源,主要包括未處理或處理過的城市生活和工業(yè)廢水、各種浸濾液和地表徑流等。人工合成的化學肥料是水體中氮營養(yǎng)元素的主要來源,大量未被農作物利用的氮化合物絕大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。
隨著石油、化工、食品和制藥等工業(yè)的發(fā)展,以及人民生活水平的不斷提高,城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮的含量急劇上升。近年來,隨著經濟的發(fā)展,越來越多含氮污染物的任意排放給環(huán)境造成了極大的危害。
氨氮廢水危害
一方面是廢水中的氨氮是水體富營養(yǎng)化和環(huán)境污染的重要物質,易引起水中藻類及其他微生物大量繁殖,自來水處理廠運行困難,造成飲用水異味,嚴重時會使水中溶解氧下降,魚類大量死亡,甚至會導致湖泊的干涸滅亡。
另一方面,氨氮還會使給水消毒和工業(yè)循環(huán)水殺菌處理過程中增大用氯量;對某些金屬(銅)具有腐蝕性; 當污水回用時,再生水中氨氮可以促進輸水管道和用水設備中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水設備,并影響換熱效率。
其次,氨在硝化細菌的作用下氧化為亞硝酸鹽及硝酸鹽,硝酸鹽由飲用水而誘發(fā)嬰兒的高鐵血紅蛋白癥,而亞硝酸鹽水解后生成的亞硝胺具有強烈的致癌性,直接威脅著人類的健康。
廢水中氨氮的去除方法
一、離子交換法
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂,從而達到去除氨氮的目的。
二、生物法
生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下,通過硝化和反硝化等一系列反應,最終形成氮氣,從而達到去除氨氮的目的。
三、氨氮去除劑投加
利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。對于工藝降不下來的低濃度氨氮有很好的去除作用。
投加氨氮去除劑的優(yōu)勢有:
1、反應時間快速,只需5~6分鐘;
2、投加具有強烈的靈活性,可以根據實際情況調整投加量,成本可控;
3、環(huán)保無二次污染且去除率高達96%。