含氮廢水處理技術(shù)和工藝研究進(jìn)展程

李娜

摘 ? 要：隨著環(huán)保理念的深化，人們逐漸意識(shí)到含氮廢水的危害，脫氮水質(zhì)處理成為現(xiàn)階段的重要任務(wù)。從含氮廢水的來(lái)源入手，深入分析現(xiàn)階段含氮廢水產(chǎn)生的危害，明確傳統(tǒng)的工藝處理方法，探索含氮廢水處理技術(shù)和工藝研究進(jìn)展，以供參考。

關(guān)鍵詞：含氮廢水;處理技術(shù);新型工藝

隨著時(shí)代發(fā)展，工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程加快，使現(xiàn)階段的含氮廢水排放量逐漸提升，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，降低水質(zhì)，影響水體生態(tài)環(huán)境。含氮廢水對(duì)水體環(huán)境的破壞較為嚴(yán)重，會(huì)減少水中含氧量，影響植物與魚(yú)類(lèi)的生長(zhǎng)，并通過(guò)食物鏈傳遞至人類(lèi)，給人類(lèi)帶來(lái)致癌、畸形等健康隱患。

1 ? ?含氮廢水的來(lái)源與危害分析

現(xiàn)階段，含氮廢水的來(lái)源較為廣泛，并且排放量較大，對(duì)水資源產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。生活污水與工業(yè)廢水是主要的來(lái)源，產(chǎn)生的影響較為直接，部分企業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放至河流中，造成污染。農(nóng)業(yè)污染物與垃圾填埋場(chǎng)滲濾液也是主要的來(lái)源，對(duì)自然環(huán)境造成破壞。含氮廢水產(chǎn)生的危害較為明顯，廢水中的各種離子會(huì)消耗水中的氧氣，降低水質(zhì)，甚至造成水體發(fā)黑發(fā)臭，影響水中植物與魚(yú)類(lèi)的生存。氮元素的過(guò)量將導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化，引起一系列的反應(yīng)，造成生態(tài)失衡，甚至影響人類(lèi)的身體健康。

2 ? ?含氮廢水的傳統(tǒng)處理方法

2.1 ?吸附法

吸附法是當(dāng)前較為傳統(tǒng)的物理處理方法，以吸附劑為媒介，對(duì)污染物進(jìn)行有效的吸附，以消除污染物。吸附劑具有較為明顯的特征，多數(shù)呈現(xiàn)為多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，具有良好的吸附性，如常見(jiàn)的活性炭、樹(shù)脂、硅膠等，均可作為吸附劑，整體除氨氮率較高。例如，通過(guò)樹(shù)脂進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，當(dāng)pH為堿性時(shí)，整體的氨氮吸附效果良好，樹(shù)脂的填充度越高，利用率越大[1]。

2.2 ?化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法主要是指通過(guò)與其他離子反應(yīng)達(dá)到去除的目的，如可以通過(guò)鎂離子與廢水中的氨氮反應(yīng)，生成磷酸銨鎂，通過(guò)靜止沉淀步驟后進(jìn)行分離，以除去氨氮離子。該方法適應(yīng)范圍較廣，可用于氨氮離子較多的廢水中，在常溫條件下進(jìn)行處理，整體處理效果較為明顯。

2.3 ?空氣吹脫法

空氣吹脫法也是當(dāng)前常見(jiàn)的傳統(tǒng)方法，主要是利用風(fēng)機(jī)或者空氣壓縮機(jī)向氨氣脫除塔塔底向上吹送空氣，并進(jìn)行填料，保證水、空氣充分接觸，形成游離氨氣，以氣體的形式進(jìn)行釋放，具有良好的除氨效果，并且整個(gè)過(guò)程較為穩(wěn)定，便于工作人員操作，同時(shí)還可以回收游離氨，提高資源的利用效率。但該過(guò)程受溫度影響較大，需要合理控制，以保證其去除效果[2]。

3 ? ?含氮廢水處理技術(shù)進(jìn)展

3.1 ?物化脫氨技術(shù)

現(xiàn)階段的含氮廢水處理技術(shù)中，物化處理技術(shù)較多，如常見(jiàn)的離子交換法、膜分離法等，具有較好的處理效果，該類(lèi)技術(shù)在使用過(guò)程中不斷創(chuàng)新，以保證其滿足環(huán)境保護(hù)的需求。例如，以離子交換法為例，該方法主要是利用離子交換消除氨氮，離子交換樹(shù)脂對(duì)氨氮的去除率可以達(dá)到97%，并且樹(shù)脂可以進(jìn)行二次利用，有良好的去除效果。據(jù)相關(guān)試驗(yàn)顯示，利用離子交換技術(shù)處理高濃度焦化廢水，在常溫條件下30 min內(nèi)去除率可以超過(guò)90%，該方法使用范圍較廣，可以有效地滿足當(dāng)前的需求。沸石同樣具有較高的吸附能力，被廣泛地應(yīng)用在廢水中的氨氮去除實(shí)踐中，據(jù)實(shí)驗(yàn)顯示，沸石的去除率可以達(dá)到97.8%，去除效果良好。膜分離法也是當(dāng)前常見(jiàn)的技術(shù)，主要是利用滲透與電滲析進(jìn)行分離，有效去除廢水中的氨氮。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，膜分離法通過(guò)在常溫常壓條件下進(jìn)行反滲透，以實(shí)現(xiàn)廢水中的氨回收，保證其資源合理應(yīng)用。但在應(yīng)用過(guò)程中，該方法需要投入較大的成本，限制了該技術(shù)的普及應(yīng)用[3]。

3.2 ?生化脫氨技術(shù)

生化脫氨技術(shù)是現(xiàn)階段較為常見(jiàn)的先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)具有無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)性以及高效性等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在廢水處理過(guò)程中。生化脫氨技術(shù)去除率可達(dá)90%，但在處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生衍生物，造成資源浪費(fèi)，影響整體效果。傳統(tǒng)的生化脫氨技術(shù)中還存在一些不足，如微生物生長(zhǎng)環(huán)境、溶解氧不足等情況，影響處理效果。新型生化脫氨技術(shù)具有較好的效果，可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反應(yīng)，改變了傳統(tǒng)的技術(shù)思想，在應(yīng)用過(guò)程中縮短處理時(shí)間，減少溶氧需求，保證其具有高效、節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)高效的處理。例如，同步硝化反硝化，在該過(guò)程中，主要是指通過(guò)在同一反應(yīng)容器與相同條件下進(jìn)行，硝化過(guò)程中產(chǎn)生的產(chǎn)物可以作為反硝化的反應(yīng)物，保證其滿足反應(yīng)需求。短程硝化與反硝化也是常見(jiàn)的工藝，主要是通過(guò)改變?nèi)芙庋?、溫度等因素進(jìn)行過(guò)程控制，保證氨氧化過(guò)程進(jìn)行合理的反硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)廢水的處理。厭氧氨氧化處理也是常見(jiàn)內(nèi)容，通過(guò)營(yíng)造缺氧環(huán)境將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?。該技術(shù)具有較多的優(yōu)點(diǎn)，如二次污染小、氧氣消耗量少、產(chǎn)生污泥量較少等，滿足當(dāng)前的需求[4]。

3.3 ?物化生化集成技術(shù)及生物膜反應(yīng)器

對(duì)于部分廢水來(lái)說(shuō)，其自身的成分較為復(fù)雜，選擇常規(guī)的方法難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)處理與排放，因此，需要應(yīng)用更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行處理，如物化生化集成技術(shù)、生物膜反應(yīng)器等。以膜生物反應(yīng)器為例，該技術(shù)與傳統(tǒng)的膜技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高效的膜分離，具有良好的分離效果，處理效率較高，占地面積較小，便于管理。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，利用高效的固液分離效率促使整體的硝化能力提升，保證脫氮效果良好。

4 ? ?含氮廢水處理工藝研究進(jìn)展

4.1 ?含氨氮工業(yè)廢水

當(dāng)前的工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量的廢水，尤其是味精、化肥、焦化、制藥等行業(yè)，產(chǎn)生的廢水量較大，并且含有大量的氮氨，需要采用合理的方式進(jìn)行處理，現(xiàn)階段常見(jiàn)的方式有化學(xué)沉淀、吹脫法以及生化法等，不同的方法處理的效果存在明顯的不同。以催化劑生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢水為例，其中含有大量的硫酸銨，采用吹脫法處理，其處理?xiàng)l件為pH11.5，溫度在80 ℃，吹脫時(shí)間為2 h，氨氮去除率可達(dá)99%。對(duì)于焦化廢水中的氨氮來(lái)說(shuō)，可以選擇化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理。通過(guò)缺氧、好氧以及沉淀進(jìn)行合理的濃度處理，消除外界因素產(chǎn)生的干擾，實(shí)現(xiàn)制藥廢水處理，并保證處理質(zhì)量。現(xiàn)階段的含氮廢水處理技術(shù)不斷創(chuàng)新，對(duì)于高濃度的廢水可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的處理，解決我國(guó)廢水處理問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)氨氮資源化，明確行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向[5]。

4.2 ?含有機(jī)氮工業(yè)廢水

含有機(jī)氮工業(yè)廢水處理也是當(dāng)前的重點(diǎn)內(nèi)容，主要為食品加工、肉類(lèi)加工等工業(yè)廢水，該類(lèi)廢水富含大量的有機(jī)氮，容易被微生物所利用，需要進(jìn)行合理處理，現(xiàn)階段常見(jiàn)的處理方法為水解酸化-好氧生化組合工藝，可以有效進(jìn)行脫氮，保證其整體效果。以淀粉廢水為例，在進(jìn)行處理中，選擇調(diào)節(jié)池、厭氧池以及全程自養(yǎng)脫氮池，有效進(jìn)行處理，保證氨氮含量降低。染料、石化等廢水中存在一定的毒性，并含有難以降解的硝基苯、苯胺等物質(zhì)，可首先進(jìn)行預(yù)處理，再進(jìn)行生化法處理，高效處理難以降解的有機(jī)氮廢水[6]。

4.3 ?含硝酸鹽工業(yè)廢水

對(duì)于現(xiàn)階段含有硝酸鹽或者亞硝酸鹽的廢水來(lái)說(shuō)，需要采用多種常用的方法進(jìn)行處理，如反滲透法、離子交換法、電滲析等，以降低廢水中的氮。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，該類(lèi)方法受當(dāng)前的無(wú)機(jī)鹽因素影響較大，對(duì)高濃度硝酸鹽工業(yè)廢水來(lái)說(shuō)，最好選擇生物膜法，利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行高效處理。以當(dāng)前的電極生物膜法為例，該技術(shù)是現(xiàn)階段具有較高應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)，屬于高效脫硝技術(shù)，可以有效應(yīng)用。好氧反硝化技術(shù)也是當(dāng)前較為常見(jiàn)的技術(shù)，在技術(shù)研究方面取得突破性進(jìn)展，如可以靈活利用固定化技術(shù)進(jìn)行處理，在常規(guī)條件下進(jìn)行好氧反硝化脫氮處理，以保證硝氮完全去除。與此同時(shí)，還可以靈活應(yīng)用好氧反硝化菌進(jìn)行處理，其脫氮效果良好，滿足當(dāng)前的需求[7]。

4.4 ?垃圾滲濾液

對(duì)垃圾滲濾液來(lái)說(shuō)，受其自身的特性影響，水質(zhì)較為復(fù)雜，含有大量的重金屬、氨氮以及有機(jī)物，屬于當(dāng)前典型的高氨氮低碳源廢水，在處理過(guò)程中，如果單純應(yīng)用現(xiàn)階段的普通處理方法，處理效果不佳，將直接影響廢水的整體質(zhì)量。在處理過(guò)程中，應(yīng)首先進(jìn)行合理的預(yù)處理，再選擇生化脫氮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)深度處理。在預(yù)處理環(huán)節(jié)中選擇吹脫法、沉淀法、吸附法等物理方法，消除廢水中存在的重金屬、氨氮，在深度處理過(guò)程中選擇膜分離方式，靈活利用高級(jí)氧化技術(shù)進(jìn)行處理，以保證廢水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。以實(shí)際為例，對(duì)于氨氮質(zhì)量濃度在800～1 500 mg/L的垃圾滲濾液來(lái)說(shuō)，在處理過(guò)程中，主要選擇UASBF-SBR與混凝沉淀的組合工藝進(jìn)行處理，消除外界因素產(chǎn)生的影響，保證其去除率良好。物化生化多級(jí)技術(shù)集成工藝是現(xiàn)階段垃圾處理液實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)的主要方法，在發(fā)展過(guò)程中向新型的生化脫氮技術(shù)方向發(fā)展[8]。

5 ? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)現(xiàn)階段的含氮廢水來(lái)說(shuō)，在處理過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行方法選擇，選擇最合理的處理技術(shù)，對(duì)于部分較為復(fù)雜的廢水來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇生化組合技術(shù)進(jìn)行處理，以保證其處理效果。積極進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，借鑒國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)理念，以保證實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定的脫氮，為我國(guó)的廢水處理提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)。

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