王婷婷

(山西省臨汾市生態(tài)環(huán)境保護(hù)綜合行政執(zhí)法隊(duì)，山西 臨汾 041000)

引 言

氨氮廢水主要來源于生活污水、農(nóng)業(yè)廢水和工業(yè)廢水。對(duì)于生活污水而言，人類每天的排泄物以及生活垃圾中都含有大量的氨氮，然而只有20%的生活污水得到了有效的處理；農(nóng)業(yè)上經(jīng)常應(yīng)用的肥料被沖刷至地下水、河流湖泊中，不但會(huì)造成化肥的浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化；我國(guó)工業(yè)廢水氨氮排放量主要包括石油工業(yè)、金屬冶煉行業(yè)、化工行業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和農(nóng)副食品加工業(yè)。將較高濃度的NH3-N排放到環(huán)境中會(huì)引起許多問題，因此，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境角度看，從廢水中去除氨氮都非常重要。本文通過對(duì)目前處理氨氮廢水的常用物理、化學(xué)以及生物方法進(jìn)行綜述，具體包括空氣吹脫法、化學(xué)沉淀法、生物法等。這些技術(shù)在一定程度上可以實(shí)現(xiàn)氨氮含量的有效控制, 從而減少對(duì)人體以及生態(tài)環(huán)境的危害。

1 處理方法

1.1 空氣吹脫法

空氣吹脫是相對(duì)簡(jiǎn)單的物理過程，特別適合處理高濃度氨水，需要相對(duì)較低的能量輸入，并且可以忍受一定程度的固體濃度。已成功應(yīng)用于工業(yè)廢水和垃圾滲濾液以及厭氧消化物[4]處理，并且在豬糞廢水以及消化的牛糞上清液中成功進(jìn)行了測(cè)試，氨去除率達(dá)到90%以上[5]。

1.2 折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法是典型的化學(xué)脫氮工藝，具體原理是在污廢水中通入氯氣或加入次氯酸鈉時(shí)，從而使廢水中的氨氮被氧化成N2。氯氣通常會(huì)與水發(fā)生水解反應(yīng)生成次氯酸和次氯酸鹽，氯水中HOCl和OCl-的相對(duì)比例受pH值的直接影響。折點(diǎn)氯化脫氮既可以作為單獨(dú)的脫氮工藝又可以被用在生物脫氮工藝出水的深度處理中。折點(diǎn)氯化脫氮反應(yīng)迅速，設(shè)備費(fèi)用低，脫氮效果顯著，一般可以控制出水氨氮質(zhì)量濃度在0.1 mg/L以內(nèi)。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中，廢水預(yù)處理情況、pH值、氯化反應(yīng)速率等因素對(duì)脫氮效果有較大影響，因此需要加以考慮；同時(shí)也必須考慮堿度的補(bǔ)充、廢水中總?cè)芙夤腆w量的增加及余氯的脫除問題。折點(diǎn)氯化脫氮反應(yīng)對(duì)加氯量要求高，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的消毒副產(chǎn)物，無論從技術(shù)還是經(jīng)濟(jì)層面都影響該工藝的大規(guī)模應(yīng)用[6]，并且液氯的貯存要求、運(yùn)行管理成本高，對(duì)于大流量高濃度含氮廢水的處理應(yīng)用局限。

1.3 選擇性離子交換法

1.4 化學(xué)沉淀法

1.5 生物脫氮

生物脫氮技術(shù)所涉及的原理包括微生物的硝化和反硝化作用。硝化作用是指通過生物作用(主要由自養(yǎng)型硝化細(xì)菌)，使得氨氧化為亞硝酸鹽和硝酸鹽；反硝化作用是指在生物的作用下，硝酸鹽、亞硝酸鹽以及其他氮氧化物被還原為氮?dú)獾倪^程。其中硝化過程是限速步驟。

生物脫氮效率受到一系列指標(biāo)的影響，例如DO、pH、溫度、污泥齡、碳氮比和鹽度。由于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)低于異養(yǎng)生物，因此在處理碳氮濃度較高的廢水時(shí)，硝化細(xì)菌可能無法競(jìng)爭(zhēng)活性污泥和生物膜中的氧氣和空間，從而阻止了亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化。此外，當(dāng)這種廢水中也含有鹽度(高于10 g/L)時(shí)，會(huì)嚴(yán)重抑制自養(yǎng)性氨氧化細(xì)菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化細(xì)菌(NOB)[12]。

生物法因其經(jīng)濟(jì)和無二次污染等特點(diǎn)被廣泛研究[3]。雖然生物過程是節(jié)能的，不需要大量的化學(xué)添加劑，但它們對(duì)沖擊負(fù)荷，有毒物質(zhì)和天氣變化等非常敏感。與其他方法相比，它們還需要相對(duì)較長(zhǎng)的停留時(shí)間和更大的空間要求[6]。此外，由于需延長(zhǎng)曝氣時(shí)間，好氧生物處理需要大型生物反應(yīng)器和大量氧氣輸入。另外，為了實(shí)現(xiàn)有效的反硝化，應(yīng)提供有機(jī)碳(例如甲醇)，從而增加總處理成本[5]。而且廢水中的氮被轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓虼藷o法回收和再利用。

2 結(jié)論

通過對(duì)比，物化法效率高、占地小、投資省、操作彈性大?？諝獯得摲ê突瘜W(xué)沉淀法都可用于高氨氮廢水的預(yù)處理，但后者比前者運(yùn)行費(fèi)高，如果能研制出廉價(jià)的沉淀劑將會(huì)降低費(fèi)用，對(duì)于前者，若能提高氣液接觸面積也會(huì)提高效率。折點(diǎn)加氯法和選擇性離子交換法都適用于深度處理，但前者液氯費(fèi)用太高且難保存，但可彌補(bǔ)吹脫法對(duì)寒冷季節(jié)的不適，而后者再生液的處理仍是一個(gè)問題。生化法效率雖稍低，但工藝流程簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、二次污染風(fēng)險(xiǎn)小等特點(diǎn)越來越受歡迎。所有脫氮策略都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但它們也不是互相排斥的，在高氮負(fù)荷下更高效的工藝可以與低氮負(fù)荷下更高效的工藝聯(lián)用，從而達(dá)到良好的處理效果。