制革废水氨氮处理技术的现状及研究进展文献综述

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1、文献综述制革废水氨氮处理技术的现状及研究进展1前言氨氮是废水中常见的污染物之一，制革废水中的氨氮主要以有机氮、氨态氮(简称氨氮，NH3一N)、亚硝酸盐氮(亚硝态氮，N02-N)、硝酸盐氮(硝态氮，NO3一N)等形态存在[1]。制革废水是一种高浓度的有机工业废水，不仅污染负荷高、成分复杂、含Cr(Ⅲ)和硫化物等有毒物质，而且有较高的氨氮含量[2]。制革企业是以各种动物皮为原料，添加多种化学品并经过设备处理制得成品皮革的。处理过程产生的氨氮污染主要来自两个方面：一是来自皮革本身由有机氮转化而来的氨氮；二是加工过程中加入的大量的各种铵盐。制革原料中的动物皮带有许多氨氮，在处理中进入到废水中。原皮中

2、部分动物蛋白质也会在加工过程中分离出来，其在废水中的不断分解会产生较多的氨氮。由于技术、经济的因素，许多制革企业仍使用大量的铵盐。废水中含氨氮的工序有浸水、脱毛浸灰、脱灰、软化、浸酸、鞣制和中和染色等工序。其中在脱灰软化中使用硫酸铵、氯化铵等；在中和、染色工序还使用碳酸氢铵和液氨；浸酸和鞣制工序废水中的氨氮则来自皮革中铵盐残余物的不断向水中释放[3]。各工序废水中的氨氮浓度分布不均匀，而且随存放时间的长短而异，这给制革废水氨氮的治理理带来一定的难度。随着人们生活水平的提高和对环境要求的加强、环境污染治理的加强和环保技术的发展，制革废水在经过适当处理后水中COD、Cr等指标已基本达到排放标准的

3、要求，但氨氮的处理却一直未能达到排放标准(自2009年1月1日起，现有制革企业的氨氮排放限值为65mg／L，新建企业为35mg／L)[4]。国内有许多企业采用综合处理的方法，将整个制革工业废水都集中一起进行废水处理。染色废水常含有种类多、结构复杂的难降解有毒有机物。但实践表明：单一的物理、化学或传统的生物处理工艺，在去除色度与有毒有机物的效率、运行费用等方面均不理想。现在全球都在提倡环境保护和可持续发展，出现了两种处理方式：一种是先对染色废水进行预处理，再和其它加铬、加脂废水综合处理。另一种是对染色废水进行单独处理再循环利用。目前，我们最主要的就是研究出最适合处理制革废水的方法，在不影响经济

4、的同时又能达到生态平衡的目的。2主体制革生产工艺是以各种动物原皮为材料，经过准备、鞣制、整饰三个阶段，生产轻革、重革。由于在生产工艺中使用大量的食盐、纯碱、石灰、硫化碱、铬粉、氨盐、酸及染料等各种化工原料[5]，因此废水中污染物种类繁多。而对制革废水的治理，多年来一直集中于COD、铬和硫方面，针对氨氮去除的研究很少。2.1制革废水主要特性制革废水是一种高浓度有机废水，成分复杂，其废水特性是色度高、臭味重、耗氧物质高、悬浮物多，含有重金属铬、硫化物等有毒有害物质，特别是氨氮含量较高[6]。水量水质波动大，各工序废水中的污染物浓度相差较大。2.2制革废水氨氮含量特征制革废水中的氨氮含量较高，主要

5、原因为：一是制革脱灰和软化过程中要用到无机铵盐，脱灰、软化工序产生的高浓度氨氮废水是制革废水氨氮的主要来源，目前从成本和使用效果来看，还没有可以全部替代无机铵盐的脱灰剂；另一方面制革是以加工胶原纤维——蛋白质为主要原料的过程，大量的皮蛋白被水解到废水中，随着废水中蛋白质的氨化，废水氨氮浓度迅速升高，这使得废水中氨氮浓度很高，达到300mg／L～600mg／L，有时候甚至出现废水越处理氨氮浓度越高的现象[7]。因此，进行废水处理工程设计时在考虑对有机污染物去除的同时，特别要考虑氨氮的去除。2.3废水氨氮处理方法的选择用于去除氨氮的方法有多种，主要有物理化学法和生物法两大类。物理化学法主要有：吹

6、脱法、化学沉淀法、氧化剂氧化、催化氧化、电解法、离子交换和臭氧氧化等[5]。由于建设、运行费用相对较高，氨氮去除不彻底，易产生二次污染等缺点，从经济、技术等综合因素考虑，对于水量较大、氨氮浓度较高的制革废水，其处理技术都是首选生物法。生物法脱氮是最经济有效的治理技术，它工艺技术成熟、运行稳定、处理费用较低。生物法脱氮的原理和特点如下：生物法脱氮是利用自然界氮的循环原理，通过人工方法予以控制。首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下通过硝化菌将污水中的氨氮转化为硝酸盐氮(NOx—N)，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，通过反硝化菌，利用外碳源将硝酸盐氮还原为氮气从水中逸出从而达

7、到脱氮的目的，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应过程。在生物脱氮过程中，要将硝酸盐氮还原为氮气，除了必须具备适当的环境条件外，还必须有外碳源充当还原剂。一般认为，污水的硝化过程总是在碳化过程之后进行的，因此在采用生物脱氮时可采用两种方式提供碳源：其一是利用原水中的有机物作碳源脱氮，通过回流硝化液脱氮，此法必须付出大比例回流的经济代价，A／O工艺是其典型代表；其二是利用生物污泥作碳源脱氮