化學脫氮在皮革廢水深度處理中的應用研究

張興爾

（武漢森泰環保股份有限公司，湖北 武漢 430070）

近年來，在我國工業得到良好發展的同時，對水的需求量也越來越大，廢水的排放量明顯增加，廢水中的氨氮含量嚴重超標。這些廢水如不經處理就大量排放，除了會使水體富營養化、對水環境造成嚴重污染外，還會影響水處理設備的穩定運行。皮革生產過程產生的有機工業廢水濃度很高，散發的氣味很濃，水質波動大，耗氧物質頗高，包含的有毒有害物質極多，諸如硫化物、懸浮物等，對生態環境造成了很大破壞，不利于人與自然的和諧相處。對此，在皮革廢水深度處理期間，務必要強化對先進處理方式的利用。經分析，利用化學脫氮技術能夠獲得良好的效果。

1 皮革廢水中氨氮的危害及來源分析

1.1 皮革廢水中氨氮的形態及危害分析

經分析得知，皮革廢水中氨氮的存在形式主要有兩種，一種為有機氮，另一種為無機氮。有機氮大多是含氮有機物，具體有蛋白質等。同時，在好氧過程或厭氧過程中，通過氨化細菌的作用，有機氮化合物會發生反應，主要為“氨化反應”，并會被轉化或者分解，最終生成氨態氮。而無機氮包括硝態氮、氨氮，氨氮中又含有亞硝酸鹽態的氮（NO2-N）等。因為NO2-N的不穩定特點較為顯著，所以極易被還原。

在植物或者微生物的生長期間，對氨氮的需求量很大，是極為關鍵的營養物質。但是，水體中氨氮的含量一旦超出了既定的標準和范圍，水體就會發生改變，富營養化就會越來越嚴重，從而導致水體有明顯的黑臭現象，最終使得水質嚴重惡化。現階段，在我國的水域中，氨氮指數是很嚴重的污染物指標，對環境的影響和危害非常大，主要表現在以下幾方面。

第一，如果廢水中氨氮排出水體，硝化細菌就會對其氧化，最終生成硝酸鹽態氮。通常，每氧化1 g的氨氮，所消耗的氧為4.57 g，所以如果氨氮的含量非常多，水體就會出現缺氧的情況，影響了水中生物的穩定生長，甚至還會導致魚類大面積死亡。

第二，氨氮能和水中的氯發生反應，最終生成氯胺。但是，通過分析氯胺可知，其殺菌的能力非常低，如遇到的水源水中有較高濃度的氨氮，氯就會被大量消耗，從而嚴重制約了殺菌效果的全面增強。

第三，在水中微生物的不斷作用下，氨氮會出現改變，可以轉變成硝酸鹽態氮，對人們的生命健康有很大影響。正常情況下，這種物質進入人體后，在酶系統的支持下可以被還原，以亞硝酸鹽氮的形式存在。如果影響不大，可導致人發展為高鐵血紅蛋白病，但如果影響嚴重，可增加嬰兒死亡的機率。可以說，硝酸鹽態氮是強化致癌物質的主要物質，體現出來的性質很特殊，包括致癌等，對人體的危害很大[1]。

第四，如果水體出現了富營養化，藻類的繁殖速度會加快，最終使水的質量嚴重下降。比如：污水廠內部的濾池，經常會出現堵塞問題；海濱浴場的水體顏色和氣味也會發生改變，有很多藻類毒素生成，對魚類和家畜的生長非常不利。

1.2 皮革廢水中氨氮的來源分析

在對皮革廢水實施處理工作時，對于產生的氨氮污染，一般會在兩個方面有所體現。一方面，在實際加工環節適度添加的各種氨氮。另一方面是皮革本身包含的有機氮的轉換。在廢水中，含氨氮的工序比較多，具體包括浸水、脫毛等。在開展脫灰軟化這一步驟時，通常會使用硫酸銨。在中和及染色時，還會利用液氨等。在浸酸和鞣制環節，應用到的氨氮基本是從皮革中銨鹽殘余物的釋放得來的[2]。

2 化學脫氮在皮革廢水深度處理中的具體應用分析

2.1 化學沉淀法在皮革廢水深度處理中的具體應用

化學沉淀法最早起源于上個世紀九十年代。實驗得知，化學沉淀法主要是通過向含氮廢水中添加適量的鹽，包括Mg2+鹽、PO43-鹽，讓其能夠與廢水中的氨氮發生反應，最終生成不溶于水的復鹽MgNH4PO4·6H2O沉淀物，進而達到對廢水中氨氮徹底去除的效果和目的。在對各種濃度的氨氮廢水進行處理期間，都可以選擇利用化學沉淀法。與其他處理技術相比，化學沉淀法對皮革廢水進行深度處理的運行成本不高，能夠在短時間發生反應，取得效果的卻極為顯著。同時，借助化學沉淀法，可以生成MAP沉淀物，這是一種很好的肥料，可以用于堆肥或者花園的土壤中。并且，這種肥料對農作物沒有任何影響和危害，且利用率高。由此可見，在皮革廢水的深度處理期間，加強對該種方式的應用，具有較強的經濟性和可行性。但是，為了能進一步提升處理效果，在今后的研究中，還要是積極尋找價廉且高效的沉淀劑，表1所示為不同沉淀劑的氨氮去除率。

表1 不同沉淀劑的氨氮去除率

2.2 折點加氯法在皮革廢水深度處理中的具體應用

在對皮革廢水進行深度處理期間，對折點加氯法進行應用，也能獲得相對良好的效果。在運用該方法時，主要是將次氯酸鈉或氯氣通入到皮革廢水中，然后，使皮革廢水中的氨氮發生氧化反應，最終生成氮氣。在對皮革廢水進行深度處理的過程中，如果投入一定量的氯，那么皮革廢水中氨氮濃度就會隨之下降，而水中游離氯的含量會處于最低的狀態。但是，若持續在皮革廢水中添加氯，皮革廢水的氨氮含量依舊會不斷減小，甚至會逐漸接近于零。但與此同時，游離的氯會慢慢增多[3]。借助折點加氯法對皮革廢水進行深度處理，能夠清除廢水中90%～100%的氨氮，整個處理過程穩定性很強，不會被外界因素干擾，包括水溫等。在使用該種方法期間，雖然首次不需要太大的成本投入，但在后續應用階段，要花費很多的資金來維持運行。因此，折點氯化法更適用于處理較低濃度的氨氮廢水，且能取得較好的效果。

2.3 臭氧氧化法在皮革廢水深度處理中的具體應用

所謂的臭氧氧化法主要是利用臭氧的強氧化性，將皮革廢水中的氨氮進行氧化，讓其能夠最終轉變成硝態氮。在對皮革廢水進行深度處理期間，將臭氧氧化法與生化法有效地融合在一起，能夠高效地清除皮革廢水中的氨氮。

3 結語

綜上所述，在對皮革廢水進行深度處理的過程中，利用化學脫氮法能夠獲得較為良好的效果。近年來，國家極為重視環境污染問題，并對工業廢水排放標準做了更高的規定，氨氮處理的重要性日益顯著。當前，我國很多處理方法都處于試驗階段，能夠應用的技術手段不多。在今后的發展中，必須要加強對這種情況的重視，并結合實際情況，強化對化學脫氮技術的改進和創新，同時要進行深入研究，最大限度地減少污染物排放，并且還需要建立消費與生產的物質能量大循環，綜合產業化處理廢棄物[4]，確保皮革制造企業在長久發展的同時，使生態環境逐漸變好。