几种主流的氨氮废水处理技术

     近年来，随着化肥、石油化工等行业的迅速发展壮大，由此而产生的高氨氮废水也成为行 业发展制约因素之一；据报道,2001 年我国海域发生赤潮高达 77 次，氨氮是污染的重要原因之 一，特别是高浓度氨氮废水造成的污染。因此，经济有效的控制高浓度氨氮废水污染也成为当 前环保工作者研究的重要课题，得到了业内人士的高度重视。目前，处理氨氮废水的物理、化 学法等常规技术根本不能经济有效的治理目的，存在处理效果差，运行费用高的问题。生物处 理法中，一般采用的 A/O 法、A2/O 法、SBR 序批处理法等对脱氮具有一定效果的工艺技术，一 般处理的废水氨氮含量不能超过 300mg/L，同时，为了实现脱氮的目的，必须补充相应的碳源来 配合实现氨氮的脱除，使运行费用有很大的增加，是一般企业根本无法承受。高浓度氨氮废水 来源多，排放量大，采用经济有效的技术实现处理要求迫在眉睫。 近年来，随着生物工程技术的发展，特别是定向分离和培育的特性微生物工程技术的飞速进步， 使传统脱氮理论受到挑战，并在实际高氨氮废水的处理项目中被打破。生物脱氮理论上有了很 多进展，新的脱氮理论在实践上得到了很好的验证，如：
①亚硝酸硝化/反硝化工艺。该工艺可 以节省 25％硝化曝气量，节省 40％的反硝化碳源，节省 50％反硝化反应器容积。
②同时硝化/ 反硝化工艺（SND）。好氧环境和缺氧环境同时存在的一个反应器中，由于许多新的氮生物化学 菌族被鉴定出来，在菌胶团作用下，硝化/反硝化同时进行，从而实现了低碳源条件下的高效脱 氮。
③好氧反硝化 在好氧条件下，某些好氧反硝化菌能够通过氨氮的生物作用形成氧化氮和 氧化亚氮等气态产物。④厌氧氨氧化 一些微生物能够以硝酸盐、二氧化碳和氧气为氧化剂将氨 氧化为氮气。 总之，存在大幅度提高生物脱氮效率的生物学基础，而且效率的提高并不意味着成本的上升。 在这种前提下，I-BAF 处理高氨氮废水的工艺技术应运而生，该技术在处理高氨氮废水方面有独 特的技术及经济优势：
（1）I－BAF 技术打破和超越了常规硝化/反硝化生物治理氨氮废水的理论基础。由于采用了特 殊生物工程技术分离和培养的专用菌族（噬氮菌菌族），配合满足噬氮菌处理高氨氮废水的生 物环境需要的载体，在 I-BAF 池中同时存在着硝化/反硝化、亚硝酸硝化/反硝化工艺、同时硝 化/反硝化、好氧反硝化、厌氧氨氧化等生物反应历程，时期能够发挥出*高效的脱氮效率。
（2）设备投资小，运行费用低、运行管理简单。由于能够更加高效的去除高氨氮，同时对化肥 生产企业的低有机物、高氨氮的特性废水处理过程中，补充碳源极少，本处理工艺产生的污泥 量极少，无需增加高额的污泥处置投资和费用，在长期的水处理设施运行中，微生物和载体一 经投入无需补加，固定化微生物技术对进水的抗波动能力强，现场操作简便，更加容易实现自 动化控制，所以，I-BAF 工艺技术处理高氨氮废水表现出了强大的技术经济优势。
（3） I-BAF 工艺技术可以实行模块式应用和管理，针对不同的处理要求，可以增加或减少处理 单元，改变处理后出水指标，在增加相应的处理模块的情况下，可以对出水进行更深度的处理， 使其达到回用指标要求，用于生产工艺、循环冷却水、绿地或冲洗等使用，节约大量补充用水， 为企业节省大量的排污费的同时，可以节约大量的用水费用。 废水中氨氮的去除 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机 氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选 择**换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法)
(一) 生物硝化
在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮 的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为： 由上式可知：(1)在硝化过程中，1g 氨氮转化为硝酸盐氮时需氧 4.57g；(2)硝化过程中释放出 H+，将消耗废水中的碱度，每氧化 lg 氨氮，将消耗碱度(以 CaCO3 计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有：(1)pH 值 当 pH 值为 8.0～8.4 时(20℃)，硝化作用速度*快。 温 由于硝化过程中 pH 将下降， 当废水碱度不足时， 即需投加石灰， 维持 pH 值在**以上； (2)温度 度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的*适宜水温为 35℃，在 15℃以下其活性急剧降低，故水温 以不低于 15℃为宜；(3)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其*大比生长速率为＝0.3～ 0.5d-1(温度 20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝 化菌的*小世代时间。在实际运行中，一般应取 ＞2 ,或 ＞2 ；(4)溶解氧 氧是生物硝化作 用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝 化，溶解氧应保持在 2～3mg/L 以上；(5)BOD 负荷 硝化菌是一类自养型菌，而 BOD 氧化菌是异 养型菌。若 BOD5 负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得 不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5 负荷应维持在 0.3kg(BOD5)/kg(SS).d 以下。
(二) 生物反硝化
在缺氧条件下， 由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用， NO2--N 和 NO3--N 还原成 N2 的过程， 将 称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源 为例，其反应式为： 6NO3-十 2CH3OH→6NO2-十 2CO2 十 4H2O 6NO2-十 3CH3OH→3N2 十 3CO2 十 3H2O 十 60H由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使 NO3--N、NO2--N 被还原，而且还可位有机物氧化分 解。 氨氮 2.jpg (114.02 KB) 氨氮.jpg (121.16 KB)