1、目錄1污水中氨氮污染的現(xiàn)狀和來(lái)源11.1污水中氨氮污染現(xiàn)狀11.2廢水中氮的來(lái)源22.國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展22.1國(guó)外研究進(jìn)展22.2國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展33氨氮污水處理主要技術(shù)33.1生物法43.1.1生物法機(jī)理一一生物硝化和反硝化機(jī)理43.1.2傳統(tǒng)生物法 A/O系統(tǒng) 缺氧/好氧工藝（簡(jiǎn)稱A2/O法） 厭氧一缺氧一好氧工藝（簡(jiǎn)稱A1-A2/O工藝）53.1.3生物脫氮法新工藝厭氧氨氧化工藝 短程硝化反硝化工藝 同時(shí)硝化反硝化工藝73.2物理化學(xué)處理法73.2.1吹脫法及汽提法73.2.2折點(diǎn)氯化法83.2.3

2、化學(xué)沉淀法83.2.4離子交換法93.2.5液膜法9土壤灌溉104探討105氨氮污水處理方法應(yīng)用于蘭州市污水處理廠中的研究116展望12參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤!未定義書簽。致謝錯(cuò)誤!未定義書簽。污水水中氨氮的去除摘要：氨氮存在于很多工業(yè)廢水中，氨氮污水是目前造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素之一，本文綜述了當(dāng)前氨氮污染的現(xiàn)狀和氨氮污水處理中最常用和比較實(shí)用方法的原理和各自的優(yōu)缺點(diǎn)，介紹了國(guó)內(nèi)外氨氮污水處理的研究現(xiàn)狀，同時(shí)對(duì)各種方法的選擇作出了探討，并對(duì)氨氮處理方法在蘭州市的實(shí)際應(yīng)用作了簡(jiǎn)單介紹，對(duì)蘭州市雁兒灣污水處理廠氨氮去除做了簡(jiǎn)單的改進(jìn)思路，同時(shí)對(duì)氨氮污水處理前景進(jìn)行了展望，并提出了今后應(yīng)著重考慮的幾個(gè)問(wèn)題

3、。關(guān)鍵詞：氨氮；廢水處理；去除1污水中氨氮污染的現(xiàn)狀和來(lái)源1.1污水中氨氮污染現(xiàn)狀隨著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化的進(jìn)程，對(duì)水的需求量不斷增大，隨之而來(lái)的是污水的排放量日益增多，水體中氨氮量的劇增引起了國(guó)內(nèi)外社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年，全國(guó)污水排放總量為460.0億噸，工業(yè)廢水排放量為212.4億噸，氨氮的排放量為40.4萬(wàn)噸；城鎮(zhèn)生活污水的排放量為247.6億噸，其中氨氮的排放量為89.3萬(wàn)噸1。氨氮的大量排放不僅造成了水環(huán)境污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化及水體發(fā)生赤潮等現(xiàn)象，而且在工業(yè)廢水處理和回用工程中造成用水設(shè)備中微生物繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水設(shè)備，影響熱交換。大量含有氨氮的污水排入江

4、河、湖泊，造成自然水體的富營(yíng)養(yǎng)化，同時(shí)給生活和工業(yè)用水的處理帶來(lái)較大的困難。水體中含有大量的氨氮，使水體產(chǎn)生富營(yíng)養(yǎng)化效應(yīng)，刺激并加速水生植物的生長(zhǎng)，如海藻、水草的大量生長(zhǎng)繁殖，導(dǎo)致水體生態(tài)平衡失調(diào)。在水中硝化細(xì)菌的作用下氨氮氧化成業(yè)硝酸鹽和硝酸鹽，完全氧化lmg氨氮約需4.6mg溶解氧，這對(duì)水體質(zhì)量的改善和保證十分不利，會(huì)造成水的透明度降低，使得陽(yáng)光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過(guò)飽和狀態(tài)，水下生物得不到充足的陽(yáng)光而影響了生存和繁殖。溶解氧的過(guò)飽和以及水中溶解氧減少，都對(duì)水生動(dòng)物有害，造成魚(yú)類大量死亡，在近海海域引發(fā)赤潮。據(jù)報(bào)道，2009年中國(guó)沿海共發(fā)生赤潮68次，

5、累計(jì)面積14102平方公里，造成直接經(jīng)濟(jì)損失0.65億元，累計(jì)面積較2008年增加364平方公里2。氨氮污水對(duì)環(huán)境的影響已引起環(huán)保領(lǐng)域和全球范圍的重視，目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)氨氮污水的研究主要集中在開(kāi)發(fā)新的脫氨氮處理技術(shù)，以達(dá)到更好處理氨氮的目污水中氨氮的去除的和環(huán)保的要求。1995年德國(guó)要求85%虧水處理廠外排污水達(dá)到國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。1999年,在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上還要求,污水廠出水每2h取樣的混合水樣至少有80%荷足無(wú)機(jī)氮V5mg/L3;我國(guó)1988年實(shí)施的地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-88規(guī)定了硝酸鹽、業(yè)硝酸鹽、非離子氨和凱氏氮的標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)隔11年，在GHZB1-1999增加了氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)，在GB38

6、38-2002中增加了總氮控制。各地的環(huán)保部門要求相關(guān)行業(yè)必須馬上上馬脫氮設(shè)施，否則關(guān)閉工廠或增加排污費(fèi)的征收。從以上情況可知氨氮處理的重要性，目前國(guó)內(nèi)外有很多處理氨氮的方法，為了避免重復(fù)建設(shè)和使用不成熟的技術(shù)，分析當(dāng)前的技術(shù)進(jìn)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2廢水中氮的來(lái)源氨氮存在于許多工業(yè)廢水中，鋼鐵、煉油、化肥、無(wú)機(jī)化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工和飼料生產(chǎn)等工業(yè)均排放高濃度的氨氮廢水。某些工業(yè)自身會(huì)產(chǎn)生氨氮污染物，如鋼鐵工業(yè)(副產(chǎn)品焦炭、鋌鐵生產(chǎn)、高爐)以及肉類加工業(yè)等，而另一些工業(yè)將高爐氨用作化學(xué)原料，如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外，皮革、孵化、動(dòng)物排泄物等新鮮廢水中氨氮初始含量并

7、不高，但由于廢水中有機(jī)氮的脫氨基反應(yīng)，在廢水存積過(guò)程中氨氮濃度會(huì)迅速增加，不同類的工業(yè)廢水中氨氮濃度千變?nèi)f化，即使同類工業(yè)不同工廠的廢水中其濃度也各不相同。總的來(lái)說(shuō)，人類活動(dòng)造成的氮的來(lái)源主要有以下幾方面：(1) 未經(jīng)處理的工業(yè)和生活污水直接排入河道和水體：這類污水的氨氮含量高，排入7工河湖泊，造成藻類過(guò)度生長(zhǎng)的危害最大。城市污水、農(nóng)業(yè)污水，食品等工業(yè)的廢水中含有大量的氮、磷和有機(jī)物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年施入農(nóng)田的數(shù)千萬(wàn)噸氮肥中約有一半經(jīng)河流進(jìn)入海洋。美國(guó)沿海城市每年僅通過(guò)糞便排入沿海的氮近十萬(wàn)噸。(2) 污水處理場(chǎng)出水：采用常規(guī)工藝的污水處理廠，有機(jī)物被氧化分解產(chǎn)生了氨氮，除了構(gòu)成微生物細(xì)胞

8、組分外，剩余部分隨出水排入河道，這是城市污水雖經(jīng)過(guò)二級(jí)常規(guī)處理但河道仍然出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化和黑臭的重要原因之一。(3) 面源性的農(nóng)業(yè)污染物，包括廢料、農(nóng)藥和動(dòng)物糞便等。2.國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展2.1國(guó)外研究進(jìn)展國(guó)外在污水生物脫氮方面做了大量工作，開(kāi)發(fā)了許多新的脫氮技術(shù)和新型生物反應(yīng)器20世紀(jì)60年代后期迅速發(fā)展起來(lái)的固定化細(xì)胞技術(shù)，在氨氮工業(yè)廢水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。日本下水道事業(yè)團(tuán)用固定化硝化菌在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行一年半的生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn),NH-N去除率達(dá)到90%以上4。VanderGraa曾發(fā)現(xiàn),氨可直接作為電子供體而進(jìn)行反硝化反應(yīng)，并稱之為厭氧氨生物氧化(anaerobicammoniumoxida

9、tion簡(jiǎn)稱Anammox)。他們的重大發(fā)現(xiàn)為研究厭氧氨生物氧化技術(shù)提供了理論依據(jù)。與傳統(tǒng)的硝化-反硝化技術(shù)相比，厭氧氨生物氧化技術(shù)具有的優(yōu)點(diǎn)是：不需要外加有機(jī)物作電子供體，既可節(jié)省費(fèi)用乂可防止二次污染;可以經(jīng)濟(jì)有效地利用氧，能耗大幅度下降5。由于硝化-反硝化工藝所賴以依托的兩類微生物在環(huán)境和營(yíng)養(yǎng)要求上都有很大的差異，傳統(tǒng)的生物脫氮工藝都是將缺氧區(qū)(厭氧區(qū))與好氧區(qū)分隔開(kāi)，如A/O系統(tǒng)。近年來(lái)，不少研究和報(bào)道證明，反硝化可發(fā)生在有氧條件下，即好氧反硝化的存在，它為突破傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)限制，利用一個(gè)生物反應(yīng)器在一種條件下完成脫氮反應(yīng)提供了微生物基礎(chǔ)。同時(shí)硝化和反硝化(simultaneousni

10、trifica-tion-denitrification，SND)技術(shù)可以通過(guò)控制影響硝化和反硝化基質(zhì)的投加量或消耗量來(lái)實(shí)現(xiàn)6。近年來(lái)，國(guó)外還報(bào)道了一些結(jié)合各種方法的新的氨氮脫除工藝。如O.Lahav等使用沸石作為離子交換材料，既作為把氨氮從廢水中分離出來(lái)的分離器，乂作為硝化細(xì)菌的載體。該工藝在一個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)器中分吸附階段和生物再生階段兩個(gè)階段進(jìn)行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細(xì)菌把脫附的氨氮氧化成硝態(tài)氮。研究結(jié)果表明，該工藝具有高的氨氮去除率和穩(wěn)定性，能成功地去除原水和二級(jí)出水中的氨氮7。2.2國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展國(guó)內(nèi)在污水脫氮方面做了許多工作，在物理化學(xué)法

11、處理氨氮廢水方面，如淮陰鋼鐵集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)了利用煙道氣處理剩余氨水的技術(shù)。其主要特點(diǎn)是：采用特制的噴霧十燥塔，將焦化剩余氨水以霧化狀態(tài)與塔內(nèi)的煙道氣接觸發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，廢水中的水分在煙道氣熱量的作用下全部汽化，隨煙道氣經(jīng)煙囪排出。主要反應(yīng)物硫鉉以及廢水中的有機(jī)物和粉煤灰經(jīng)吸塵器收集后，綜合利用制磚或作鍋爐燃料的助燃添加劑。專家認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景8。李可彬等研究了用乳狀液膜法去除廢水中的氨氮，考察了各種因素對(duì)氨氮去除率的影響，選用的液膜體系可使氨氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10-3以上的廢水，一級(jí)去除率達(dá)97%以上,處理后的廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)9。3氨氮污水處理主要技術(shù)近20年來(lái)，對(duì)氨氮污水處理方面

12、開(kāi)展了較多的研究。其研究范圍涉及生物法、物化法的各種處理工藝，目前氨氮處理實(shí)用性較好國(guó)內(nèi)運(yùn)用最多的技術(shù)為：生物脫氮法、氨吹脫汽提法、折點(diǎn)氯化法、化學(xué)沉淀法、離子交換法、液膜法、土壤灌溉法等。3.1生物法3.1.1生物法機(jī)理一一生物硝化和反硝化機(jī)理在污水的生物脫氮處理過(guò)程中，首先在好氧條件下，通過(guò)好氧硝化菌的作用，將污水中的氨氮氧化為業(yè)硝酸鹽或硝酸鹽；然后在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將業(yè)硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱奈鬯幸莩?。因而，污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。生物脫氮工藝流程見(jiàn)圖1。進(jìn)水預(yù)處理曝氣池二沉池脫氮池終沉池出水圖1生物脫氮工藝流程10硝化反應(yīng)是將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過(guò)

13、程，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟：由業(yè)硝酸菌參與的將氨氮轉(zhuǎn)化為業(yè)硝酸鹽的反應(yīng)；由硝酸菌參與的將業(yè)硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。在缺氧條件下，由丁兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽或業(yè)硝酸鹽還原成M的過(guò)程，稱為反硝化。反硝化過(guò)程中的電子供體是各種各樣的有機(jī)底物（碳源）。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達(dá)70吩95%，二次污染小且比較經(jīng)濟(jì)，因此在國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最多。但缺點(diǎn)是占地面積大，低溫時(shí)效率低11。3.1.2傳統(tǒng)生物法目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)氨氮污水實(shí)際處理中應(yīng)用較成熟的生物處理方法是傳統(tǒng)的前置反硝化生物脫氮，如A/O、A7O工藝等，都能在一定程度上去除污水中的氨氮。傳統(tǒng)生物脫氮途徑一般

14、包括硝化和反硝化兩個(gè)階段，硝化和反硝化反應(yīng)分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，由丁對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過(guò)程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即硝化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。由此而發(fā)展起來(lái)的生物脫氮工藝大多將缺氧區(qū)與好氧區(qū)分開(kāi)，形成分級(jí)硝化反硝化工藝，以便硝化與反硝化能夠獨(dú)立地進(jìn)行。1932年，Wuhrmann利用內(nèi)源反硝化建立了后置反硝化工藝（post-denitrification），Ludzack和Ettinger于1962年提出了前置反硝化工藝(pre-denitrification),197孫Barnard結(jié)合前面兩種工藝乂提出了A/O工藝，以及后乂出現(xiàn)

15、了各種改進(jìn)工藝如Bardenph。Phoredox(A2/O)、UCTJBHAAA工藝等，這些都是典型的傳統(tǒng)硝化反硝化工藝12。A/O脫氮除磷系統(tǒng)，即缺氧、好氧脫氮除磷系統(tǒng)。它是70年代主要由美國(guó)、南非等國(guó)開(kāi)發(fā)的具有去除廢水中氮污染物的工藝，同時(shí)對(duì)脫磷亦有一定的效果13。其工藝流程是讓A/O系廢水依次經(jīng)歷缺氧、好氧兩個(gè)階段，故人們通稱為缺氧、好氧脫氮除磷系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱統(tǒng)。A/O系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便，且很容易利用原廠改建，從而提高了出水水質(zhì)。近年來(lái)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。A/O法工藝如圖2所示14?；亓骰旌弦撼鏊Ｓ辔勰?圖2傳統(tǒng)A/O工藝缺氧/好氧工藝(簡(jiǎn)稱A/O法)A-O法

16、處理工藝是在好氧條件下，污水中NH和鉉鹽在硝化菌的作用下被氧化成NO-Nff日NON，然后在缺氧條件下，通過(guò)反硝化反應(yīng)將N(O一崎日NON®原成Nt，達(dá)到脫氮的它是在法A/O法的基礎(chǔ)上增加一個(gè)厭氧段和一個(gè)缺氧段,目的。A/O是目前普遍采用的工藝,傳統(tǒng)A/O工藝流程如圖3所示14?；亓骰旌弦撼鏊畧D3傳統(tǒng)Aa/O工藝 厭氧一缺氧一好氧工藝(簡(jiǎn)稱Ai-A2/O工藝)AA/O工藝和A/O工藝同屆丁硝化一反硝化為基本流程的生物脫氨工藝，所不同的是AiA/O工藝是在Ai/O工藝基礎(chǔ)上增加了一級(jí)預(yù)處理段一厭氧段(Ai),目的在于通過(guò)水解(酸化)的預(yù)處理，改變廢水中難降解物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)

17、，提高其可生化性，強(qiáng)化脫氮效果。近幾十年來(lái),盡管生物脫氮技術(shù)有了很大的發(fā)展，但是，硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程仍然需要在兩個(gè)隔離的反應(yīng)器中進(jìn)行,或者在時(shí)間或空間上造成交替缺氧和好氧環(huán)境的同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。并且傳統(tǒng)的生物脫氮工藝，主要有前置反硝化和后置反硝化兩種。前置反硝化能夠利用廢水中部分快速易降解有機(jī)物作碳源，雖然可節(jié)約反硝化階段外加碳源的費(fèi)用但是，前置反硝化工藝對(duì)氮的去除不完全，廢水和污泥循環(huán)比也較高，若想獲得較高的氮去除率，則必須加大循環(huán)比，能耗相應(yīng)也增加。而后置反硝化則有賴于外加快速易降解有機(jī)碳源的投加，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量污泥，并且出水中的CO曲低水平的DO&影響出水水質(zhì)。傳統(tǒng)生物脫氮

18、工藝存在不少問(wèn)題:(1)工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高；(2)由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，造成系統(tǒng)的HRT較長(zhǎng)，需要較大的曝氣池，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用；(3)系統(tǒng)為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時(shí)進(jìn)行污泥和硝化液回流，增加了動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用；(4)系統(tǒng)抗沖擊能力較弱，高濃度NH-N和NQ廢水會(huì)抑制硝化菌生長(zhǎng);(5)硝化過(guò)程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增加了處理費(fèi)用，而且還有可能造成二次污染等等15。3.1.3生物脫氮法新工藝隨著生物脫氮技術(shù)的深入研究，其新發(fā)展卻突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)。近年來(lái)的許多研究表明：硝化反應(yīng)不僅由自養(yǎng)菌完成

19、，某些異養(yǎng)菌也可以進(jìn)行硝化作用；反硝化不只在厭氧條件下進(jìn)行，某些細(xì)菌也可在好氧條件下進(jìn)行反硝化；而且，許多好氧反硝化菌同時(shí)也是異養(yǎng)硝化菌(如Thiosphaerapantotropha菌)，并能把NH*氧化成NQ后直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)。生物脫氮技術(shù)在概念和工藝上的新發(fā)展16主要有：短程(或簡(jiǎn)捷)硝化反硝化(shortcutnitreification-denitrification)、同H寸石肖化反石肖化(simultaneousnitreification-denitrifi-cation-SND)和厭氧氨氧化(AnaerobicAmmoniumOxidation-ANAMMOX)。3.1.3

20、.1厭氧氨氧化工藝厭氧氨氧化(ANA-MMOX)是以硝酸鹽為電子受體或以氨作為直接電子供體，進(jìn)行硝酸鹽還原反應(yīng)或?qū)I(yè)硝酸氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾姆聪趸磻?yīng)。與傳統(tǒng)的硝化反硝化工藝或同時(shí)硝化反硝化工藝相比，氨的厭氧氧化具有不少突出的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：(1)無(wú)需外加有機(jī)物作電子供體,既可節(jié)省費(fèi)用，乂可防止二次污染；硝化反應(yīng)每氧化1molNH+耗氧2mol，而在厭氧氨氧化反應(yīng)中，每氧化1molNH+只需要0.75mol氧，耗氧下降62.5%(不考慮細(xì)胞合成時(shí))，所以,可使耗氧能耗大為降；傳統(tǒng)的硝化反應(yīng)氧化1molNH+可產(chǎn)生2molH+，反硝化還原ImolNO或NO-將產(chǎn)生1molOH,而氨厭氧氧化的生物產(chǎn)酸

21、量大為下降，產(chǎn)堿量降至為零，可以節(jié)省可觀的中和試劑17。故厭氧氨氧化及其工藝技術(shù)很有研究?jī)r(jià)值和開(kāi)發(fā)前景。 短程硝化反硝化工藝短程硝化反硝化是將硝化控制在HNO階段而終止，隨后進(jìn)行反硝化，其生物脫氮過(guò)程如:NH4HNOM短程生物脫氫工藝的優(yōu)點(diǎn)：可節(jié)省氧供應(yīng)量約25%,降低了能耗；節(jié)省反硝化所需碳源40%,在C/N比一定的情況下,提高了TN去除率;減少污泥生成量可達(dá)50%;減少投堿量，縮短反應(yīng)時(shí)間。但是短程硝化反硝化的缺點(diǎn)是不能夠長(zhǎng)久穩(wěn)定地維持HNO積累18。目前荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)應(yīng)用該技術(shù)開(kāi)發(fā)的SHARON工藝，已在荷蘭鹿特丹的Dokhaven污水處理廠建成并投入運(yùn)行19。3.

22、1.3.3 同時(shí)硝化反硝化工藝所謂同時(shí)硝化反硝化工藝就是硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)在同一反應(yīng)器中，相同操作條件下同時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象。同時(shí)硝化反硝化過(guò)程由于是在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：完全脫氮，強(qiáng)化磷的去除；降低曝氣量，節(jié)省能耗并增加設(shè)備處理負(fù)荷，減少堿度的能耗；簡(jiǎn)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作，同時(shí)硝化反硝化工藝的不足之處就是影響因素較多，過(guò)程難以控制。目前荷蘭、丹麥、意大利等國(guó)已有污水廠在利用同時(shí)硝化反硝化脫氫工藝運(yùn)行20。綜上，生物法處理氨氮污水較穩(wěn)定，但一般要求氨氮濃度在400mg/L以下，總氮去除率可達(dá)70%95%生物脫氮新工藝處理高濃度氨氮污水效率比較高，目前實(shí)際投入運(yùn)行的有短程硝化反硝化工藝和

23、厭氧氨氧化工藝，但它們的工藝條件要求嚴(yán)格，特別是對(duì)溶解氧的要求更為嚴(yán)格，在實(shí)際應(yīng)用中很難控制；其他新型脫氮技術(shù)也只是在實(shí)驗(yàn)研究階段。對(duì)于高濃度含氮污水成分復(fù)雜，生物蠹性大,為了取得很好的處理效果，必須針對(duì)不同行業(yè)和污水性質(zhì)而采取不同的處理辦法。目前，焦化、味精、化肥等行業(yè)多采取A/O法,養(yǎng)殖行業(yè)一般采取SB啾（序批式生物反應(yīng)法）。根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究成果和實(shí)踐來(lái)看，生物脫氮氨技術(shù)將是未來(lái)成為高濃度氨氮污水處理方向。3.2物理化學(xué)處理法3.2.1吹脫法及汽提法吹脫、汽提法主要用于脫除水中溶解氣體和某些揮發(fā)性物質(zhì)。即將氣體通入水中，使氣水相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發(fā)性溶質(zhì)穿過(guò)氣液界面，向氣相轉(zhuǎn)移，

24、從而達(dá)到脫除污染物的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱為吹脫，后者稱為汽提。氨吹脫、汽提是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，即在高pHM,使廢水與空氣密切接觸從而降低廢水中氨濃度的過(guò)程，推動(dòng)力來(lái)自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當(dāng)?shù)钠胶夥謮褐g的差。氨吹脫、汽提工藝具有流程簡(jiǎn)單、處理效果穩(wěn)定、基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是生成水垢，在大規(guī)模的氨吹脫、汽提塔中，生成水垢是一個(gè)嚴(yán)重的操作問(wèn)題。如果生成軟質(zhì)水垢，可以安裝水的噴淋系統(tǒng)；而如果生成硬質(zhì)水垢，不論用噴淋或刮刀均不能消除此問(wèn)題21。3.2.2折點(diǎn)氯化法折點(diǎn)氯化法是將氯氣通入廢水中達(dá)到某一點(diǎn)，在該點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量較低，而氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣通入量超過(guò)該

25、點(diǎn)時(shí)，水中的游離氯就會(huì)增多。因此，該點(diǎn)稱為折點(diǎn)。該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。折點(diǎn)氯化法除氨的機(jī)理為氯氣與氨反應(yīng)生成無(wú)害的氮?dú)猓琋2逸入大氣，使反應(yīng)源源不斷向右進(jìn)行。加氯比例：M（Cl2）與M（NH-N）之比為8:l-10:1。當(dāng)氨氮濃度小于20mg/L時(shí)，脫氮率大于90%，pH影響較大，pH高時(shí)產(chǎn)生NO，低時(shí)產(chǎn)生NCl3，將消耗氯，通?？刂苝6-822。此法用于廢水的深度處理，脫氮率高、設(shè)備投資少、反應(yīng)迅速完全，并有消蠹作用。但液氯安全使用和貯存要求高，對(duì)pH®求也很高，產(chǎn)生的水需加堿中和，因此處理成本高。另外副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。3.2.3 化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法從2

26、0世紀(jì)60年代就開(kāi)始應(yīng)用于廢水處理，隨著對(duì)化學(xué)沉淀法的不斷研究，發(fā)現(xiàn)化學(xué)沉淀法最好使用HPQ和MgO其基本原理是向NH*廢水中投加Mcj和PQ3-,使之和NH+生成難溶復(fù)鹽MgN4PO*6H2O（簡(jiǎn)稱MAP鉆晶，再通過(guò)重力沉淀使MAP從廢水中分離。這樣可以避免往廢水中帶入其它有害離子，而且Mg遂起到了一定程度的中和H的作用，節(jié)約了堿的用量。經(jīng)化學(xué)沉淀后，若NH+-N和PO3-的殘留濃度還比較高，則有研究建議化學(xué)沉淀放在生物處理前，經(jīng)過(guò)生物處理后NftP的含量可進(jìn)一步降低。產(chǎn)物MAP，為圓柱形晶體，無(wú)吸濕性，在空氣中很快十燥，沉淀過(guò)程中很少吸收有蠹物質(zhì)，不吸收重金屆和有機(jī)物。另外，MA踏解度隨著

27、pH勺升高而降低；溫度越低，MAPS解度也越低?；瘜W(xué)沉淀法可以處理各種濃度氨氮廢水。其與生物法結(jié)合處理高濃度氨氮廢水，曝氣池不需達(dá)到硝化階段，曝氣池體積比硝化-反硝化法可以減小約一倍。NH+-N在化學(xué)沉淀法中被沉淀去除，與硝化-反硝化法相比，能耗大大節(jié)省，反應(yīng)也不受溫度限制，不受有蠹物質(zhì)的十?dāng)_，其產(chǎn)物MAP，還可用作肥料，可在一定程度上降低處理費(fèi)用。因此，MA祈淀法是一種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的方法，很有開(kāi)發(fā)前景，但要廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理，尚需解決以下兩個(gè)問(wèn)題：（1）尋找價(jià)廉高效的沉淀劑；（2）開(kāi)發(fā)MA祚為肥料的價(jià)值。3.2.4 離子交換法沸石是一種對(duì)氨離子有很強(qiáng)選擇性的硅鋁酸鹽，一般作為離子交

28、換樹(shù)脂用于去除氨氮的為斜發(fā)沸石，此法具有投資省、工藝簡(jiǎn)單、操作較為方便的優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于高濃度的氨氮廢水，會(huì)使樹(shù)脂再生頻繁而造成操作困難，且再生液仍為高濃度氨氮廢水，需再處理。常用的離子交換系統(tǒng)有以下三種類型：(1) 固定床在此系統(tǒng)中，溶液的去離子過(guò)程為二階段間歇過(guò)程。溶液通過(guò)陽(yáng)樹(shù)脂床時(shí)陽(yáng)離子與氫離子交換生成酸溶液，然后此溶液再通過(guò)陰樹(shù)脂床，以去除陰離子。交換能力將耗盡時(shí)，樹(shù)作在原位再生，經(jīng)常采用向下流再生法，此法操作可靠方便，但其化學(xué)效率相對(duì)較低，容積較大，聯(lián)系到樹(shù)脂用量大，有時(shí)為了適應(yīng)連續(xù)流的要求，還需要有儲(chǔ)備裝置，因而投資費(fèi)用較高。(2) 混合床混合床系統(tǒng)用一步法來(lái)去除溶液中的離子。溶液流過(guò)

29、陽(yáng)、陰樹(shù)脂充分混合的混合床?；旌洗驳脑偕葍蓚€(gè)單生床再生要復(fù)雜一些，因?yàn)樵谠偕氨仨殞煞N樹(shù)脂分開(kāi)。在水力學(xué)上可利用兩種樹(shù)脂的比重差用水力反洗使其分層。雖然混合床的化學(xué)效率較高，但它需要大量的活洗水。這對(duì)節(jié)約用水不利，另外將交換離子作為回收產(chǎn)品收集時(shí)，回收液稀，其濃縮費(fèi)用也很高。(3) 移動(dòng)床移動(dòng)床系統(tǒng)通過(guò)二階段過(guò)程來(lái)去除溶液中的離子。在這兩個(gè)過(guò)程中，雖然實(shí)際上工作流體處理的水是間歇的，而它的效果卻是連續(xù)的。首先溶液和陽(yáng)樹(shù)脂逆向流動(dòng)，陽(yáng)樹(shù)脂脈動(dòng)通過(guò)容器，新鮮樹(shù)脂從一端補(bǔ)充，用過(guò)的樹(shù)脂從另一端排出，在此過(guò)程中完成離子交換和樹(shù)脂再生。然后溶液游向流過(guò)一個(gè)與上面相似的陰樹(shù)脂移動(dòng)床來(lái)完成陰離子的交換。

30、3.2.5液膜法自從1986年黎念之發(fā)現(xiàn)乳狀液膜以來(lái)，液膜法得到了廣泛的研究四。許多人認(rèn)為液膜分離法有可能成為繼萃取法之后的第二代分離純化技術(shù)，尤其適用于低濃度金屆離子提純及廢水處理等過(guò)程。乳狀液膜法去除氨氮的機(jī)理是：氨態(tài)氮(NHb-N)易溶于膜相(油相),它從膜相外高濃度的外側(cè)，通過(guò)膜相的擴(kuò)散遷移，到達(dá)膜相內(nèi)側(cè)與內(nèi)相界面，與膜內(nèi)相中的酸發(fā)生解脫反應(yīng)，生成的NH+不溶于油相而穩(wěn)定在膜內(nèi)相中，在膜內(nèi)外兩側(cè)氨濃度差的推動(dòng)下，氨分子不斷通過(guò)膜表面吸附，滲透擴(kuò)散遷移至膜相內(nèi)側(cè)解吸，從而達(dá)到分離去除氨氮的目的。通常采用硫酸為吸收液，選用耐酸性疏水膜，NH3在吸收液-微孔膜界面上為fSO吸收,生成不揮發(fā)的

31、(NH4)2SO而被回收。人們已經(jīng)對(duì)膜吸收法中膜的滲漏問(wèn)題進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)較高的氨氮和鹽量能有效抑制水的滲透蒸僻通量。該法具有投資少、能耗低、高效、使用方便和操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，此外膜吸收法還有傳質(zhì)面積大的優(yōu)點(diǎn)和沒(méi)有霧沫夾帶、液泛、溝流、鼓泡等現(xiàn)象發(fā)生。3.3土壤灌溉土壤灌溉是把低濃度的氨氮廢水(<50mg/L)作為農(nóng)作物的肥料來(lái)使用,既為污灌區(qū)農(nóng)業(yè)提供了穩(wěn)定的水源，乂避免了水體富營(yíng)養(yǎng)化，提高了水資源利用率。西紅柿罐頭廢水與城市污水混合并經(jīng)氧化塘處理至11mg氨氮/L后用于灌溉，氨氮可完全被吸收；馬鈴薯加工廠廢水也用于噴淋灌溉，經(jīng)測(cè)定25mg氨氮/L的排放水中有75%的氨氮被吸收24。日本

32、Aichi大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室和Aichi-ken農(nóng)業(yè)研究中心25，利用日本西南地區(qū)水稻田對(duì)氨氮進(jìn)行吸收。研究表明，只需占總面積5%勺水稻田就可以吸收該地區(qū)所有排污渠中一半的氨氮負(fù)荷。但用于土壤灌溉的廢水必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理，去除病菌、重金屆、酚類、割化物、油類等有害物質(zhì)，防止對(duì)地面、地下水的污染及病菌的傳播。4探討氨氮污水的處理技術(shù)都有各自的優(yōu)勢(shì)與不足：生物法處理氨氮污水較穩(wěn)定，但一般要求氨氮濃度在400mg/L以下，總氮去除率可達(dá)70%95%是目前國(guó)內(nèi)外運(yùn)用最多的一種方法。生物脫氮新工藝處理高濃度氨氮廢水效率比較高，目前實(shí)際投入運(yùn)行的有短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝，但它們的工藝條件要求嚴(yán)格，特別

33、是對(duì)溶解氧的要求更為嚴(yán)格，在實(shí)際應(yīng)用中很難控制；其他新型脫氮技術(shù)也只是在實(shí)驗(yàn)研究階段。氨吹脫法，工藝成熟，吹脫效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，但動(dòng)力消耗大，塔壁易結(jié)垢，在寒冷季節(jié)效率會(huì)降低；化學(xué)沉淀法工藝簡(jiǎn)單，效率高，但投加藥劑量大，必須找一種高效價(jià)廉無(wú)污染的藥劑或助凝劑；人們已經(jīng)對(duì)膜吸收法中膜的滲漏問(wèn)題進(jìn)行了研究，并發(fā)現(xiàn)較高的氨氮和鹽量能有效抑制水的滲透蒸僻通量；對(duì)于成分比較簡(jiǎn)單的氨氮廢水處理，在物理化學(xué)法中，吹脫法和膜吸收法是比較經(jīng)濟(jì)有效的選擇；如果污水成分相對(duì)復(fù)雜，比如油性污染物含量較高，則需先進(jìn)行氣浮等預(yù)處理。對(duì)于高濃度氨氮廢水，為保證出水達(dá)標(biāo)排放，建議采用物化法和生物法聯(lián)合工藝取代單一工藝以徹底去

34、除廢水中氨氮。綜合以上各種方法：相對(duì)于有機(jī)物來(lái)講，污水中氨氮的脫除是比較麻煩的，生化法比較經(jīng)濟(jì)，但對(duì)中高濃度的氨氮廢水不適合；物化法可以處理高濃度的氨氮廢水，但往往是多種方法申聯(lián)組合，且運(yùn)行費(fèi)用昂貴，有些還會(huì)產(chǎn)生二次污染。對(duì)工業(yè)廢水來(lái)說(shuō)，由于氨氮濃度高，宜采用將高濃度氨氮廢水集中物化處理后再和其他廢水混合，然后采用常規(guī)生化處理的組合工藝，這樣可適當(dāng)降低工程投資和建成后的運(yùn)行費(fèi)用?？偟膩?lái)說(shuō)，生產(chǎn)單位應(yīng)首先對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改革，能不使用含氮原料的盡量不用，如必須使用應(yīng)盡量減少泡冒滴漏，從上游減少氨氮的排放量；對(duì)污水脫氮處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況，綜合考慮，設(shè)計(jì)的工藝流程應(yīng)首先進(jìn)行小試，待試驗(yàn)

35、證實(shí)后再開(kāi)始設(shè)計(jì)和施工。結(jié)論:對(duì)氨氮污水處處理方法的選擇應(yīng)遵循以下幾條：(1) 城市污水、中低氨氮濃度工業(yè)廢水中氨氮的去除，由于生物法因工藝簡(jiǎn)單、處理能力強(qiáng)、運(yùn)行方式靈活，處理工藝成熟，比較經(jīng)濟(jì)，在其他同等條件下優(yōu)先選擇。(2) 高濃度氨氮工業(yè)廢水應(yīng)根據(jù)廢水的特性選擇不同的物化法與生物法聯(lián)合去除比較經(jīng)濟(jì)有效。5氨氮污水處理方法應(yīng)用于蘭州市污水處理廠中的研究截至2009年蘭州市實(shí)際建成并運(yùn)行的城市生活污水處理廠有兩座：一是雁兒灣污水處理廠，一是七里河安寧污水處理廠26。也是目前甘肅省處理規(guī)模在10X104m3/d以上的兩座污水處理廠。其中七里河安寧污水處理廠目前甘肅省最大的污水處理廠27。雁兒灣

36、污水處理廠是一座設(shè)計(jì)工藝完整的城市二級(jí)污水處理廠，主要包括污水污泥兩大處理系統(tǒng)，污水處理工藝采用傳統(tǒng)活性污泥法，鼓風(fēng)曝氣形式；污泥處理工藝采用厭氧消化，二級(jí)中溫處理。處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模日處理量為16萬(wàn)噸/日，其中一期工程污水處理量為10萬(wàn)噸/日，二期工程污水處理量為6萬(wàn)噸/日。雁兒灣污水處理廠一期工程從1985年開(kāi)工建設(shè)1995年竣工，到1998年6月一級(jí)處理設(shè)施投產(chǎn)運(yùn)行，主要接納處理的城市污水來(lái)源于蘭州市城關(guān)區(qū)黃河以南，鐵路以北，中山橋以東，排洪溝以西區(qū)域內(nèi)黨政機(jī)關(guān)、工廠、部隊(duì)、企事業(yè)單位的工業(yè)廢水約3萬(wàn)噸，占每天污水處理總量的30%生活污水7萬(wàn)噸，占每天污水處理總量的70%服務(wù)面積70平方公里，服務(wù)人口約80萬(wàn)人。由于多年長(zhǎng)期閑置和日曬雨淋，不得不乂投入資金對(duì)設(shè)施進(jìn)行改造，二期工程于2003年5月竣工，2004年正式投入16X104m3/d的二級(jí)運(yùn)行規(guī)模污水處理設(shè)施，從開(kāi)工建設(shè)到正式投入二級(jí)運(yùn)行經(jīng)歷了二十多年?，F(xiàn)在每天可處理污水16萬(wàn)噸。每年可去除COE*為19586噸，NH-N量為188噸，SS量為10629噸，污水處理量為182