工业氨氮废水处理方法有哪些?
现阶段环保领域氨氮去除的方法多样,不同方法基于不同原理,适用于不同场景,具体如下:
生物法
- 原理:利用微生物(如硝化细菌、反硝化细菌等)的代谢作用,将氨氮依次转化为亚硝酸盐、硝酸盐,最终还原为氮气。
- 常见工艺:包括传统活性污泥法、生物膜法(如生物滤池、生物转盘)、SBR(序批式活性污泥法)、厌氧氨氧化法等。
- 特点:成本较低,适合中低浓度氨氮废水处理;但受温度、pH值、碳氮比等环境因素影响较大,处理周期较长,对高浓度或毒性较强的废水适应性较差。
吹脱法
- 原理:在碱性条件下(通常加碱调节pH至10以上),使废水中的铵离子转化为游离氨,再通过曝气或蒸汽将氨吹脱至大气中,后续可通过酸吸收回收氨。
- 特点:适用于高浓度氨氮废水(如垃圾渗滤液、化肥废水),工艺简单;但能耗较高,易受温度影响(低温效率下降),且吹脱的氨若直接排放会造成二次污染,需配套吸收装置。
化学沉淀法(MAP法)
- 原理:向废水中投加镁盐(如硫酸镁)和磷酸盐(如磷酸钠),在一定pH条件下,与氨氮反应生成磷酸铵镁(MAP,俗称鸟粪石)沉淀,通过固液分离去除氨氮。
- 特点:反应迅速,适用于高浓度氨氮废水,且沉淀可作为肥料回收;但药剂成本较高,沉淀污泥处置需注意,对低浓度废水经济性较差。
折点加氯法
- 原理:向废水中投加氯气(或次氯酸钠等含氯药剂),当氯的投加量达到“折点”时,氨氮被完全氧化为氮气,反应式为:NH₄⁺ + 1.5Cl₂ + H₂O → NO₂⁻ + 3Cl⁻ + 4H⁺(进一步氧化为N₂)。
- 特点:处理效率高,反应速度快,不受温度影响;但运行成本高(氯药剂消耗大),易产生氯代有机物等有毒副产物,需严格控制药剂投加量。
离子交换法
- 原理:利用沸石、离子交换树脂等材料对废水中的铵离子具有选择性吸附的特性,将铵离子从水中分离出来,达到去除目的。吸附饱和后,通过再生剂(如氯化钠溶液)再生材料,恢复吸附能力。
- 特点:适用于低浓度氨氮废水,处理效果稳定;但树脂或沸石需定期再生,再生过程可能产生高浓度氨氮废水,存在二次污染风险,且对高浓度废水处理量有限。
电化学氧化法
- 原理:通过电极反应产生羟基自由基(·OH)、氯气(Cl₂)等强氧化性物质,直接将氨氮氧化为氮气。
- 特点:处理效率高,反应速度快,不受温度、碳源等因素限制,设备集成化程度高,占地小;如专用氨氮去除机即基于此原理,同时可辅助去除COD和色度,但运行过程中需消耗电能,对高盐废水适应性较好。
膜分离法
- 原理:利用膜的选择透过性(如反渗透膜、纳滤膜),通过压力驱动将氨氮等物质截留,实现水与氨氮的分离。
- 特点:处理效果好,可实现氨氮深度去除;但膜易受污染(如结垢、有机物吸附),需定期清洗或更换,设备投资和运行成本较高,适用于对出水水质要求极高的场景。
吸附法
- 原理:利用活性炭、粉煤灰、膨润土等吸附材料的多孔结构或表面官能团,物理或化学吸附废水中的氨氮。
- 特点:操作简单,成本较低,适用于低浓度氨氮废水的深度处理;但吸附容量有限,吸附剂需定期更换或再生,再生成本可能较高,对高浓度废水处理效率有限。