氨氮废水处理技术进展

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1、2004年11月中国科学院研究生院环境催化氨氮废水处理技术进展何松波（中国科学院大连化学物理研究所200428003833101）摘要：概述了目前氨氮废水处理的几种主要技术，作了简单的分析和评价，探讨了以后的发展趋势。关键词：氨氮废水；生物脱氮；膜吸收；催化湿式氧化；光催化氧化；吹脱；汽提；沉淀1前言气水相互充分接触，使水中溶解气体和挥发近年来，随着城市人口的日益膨胀和工性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达农业的不断发展，水环境污染事故屡屡发到脱除氨氮的目的。常用空气或水蒸气作载生，对人、畜构成严重危害。许多湖泊和水气，前者称为吹脱，后者称为汽提。库因

2、氮、磷的排放造成水体富营养化，严重吹脱法吹脱是使水作为不连续相与空气威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮是接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度[5]引起水体富营养化的主要因素之一。氨氮存之间的差异，使氨氮转移至气相而去除。+在于许多工业废水中，特别是钢铁、化肥、废水中的氨氮大多以铵离子(NH4)和游离氨无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工等(NH3)保持平衡的状态而存在。其平衡关系如生产过程，此外，皮革、孵化、动物排泄物下式所示：等新鲜废水中氨氮初始含量并不高，但由于+−NH+HO⇔NH+OH，324废水中有机氮的脱氨基反应．在废水存积过[1，2]程中

3、氨氮浓度会迅速增加。为满足公众这个平衡关系受pH值的影响，当pH值高时，对环境质量要求的不断提高，国家对氮制订平衡向左移动，游离氨的比例增大。常温时，了越来越严格的排放标准，研究开发经济、当pH值为7左右时氨氮大多数以铵离子状态高效的除氮处理技术已成为水污染控制工存在，而pH为11左右时，游离氨大致占90%。程领域研究的重点和热点。在碱性条件下，大量空气与废水接触、使废对一给定废水，选择技术方案主要取决水中氨氮转换成游离氨被吹出，以达去除废[6]于：(1)水的性质；(2)处理效果；(3)经济水中氨氮的目的。此法也叫氨解析法，解效益，以及处理后出水的最后处

4、置方法等析速率与温度、气液比有关。气体组份在液[3]。目前，氨氮废水的处理技术可以分为两面的分压和液体内的浓度成正比。解析时气[7]大类：一类是物化处理技术，包括吹脱(或膜总通量通常由下式表示：汽提)、沉淀、膜吸收、湿式氧化、光催化G=K•F(C−C)•t0氧化等，其中吹脱和膜吸收技术都需要氨氮尽可能以氨分子形态存在；另一类技术是生式中：G：t时间内逸出液体的气体总量[4]物脱氮技术。本文概述了目前氨氮废水处C0：液体内气体的实际浓度理的几种主要技术。C：扩散达到平衡时浓度2处理方法F：传质面积2.1氨吹脱、汽提法K：解析系数吹脱、汽提法用于脱除水中溶解

5、气体和吹脱是一种对流传质过程，根据有效膜某些挥发性物质。氨吹脱、汽提是一个传质理论，其推动力是溶质组分的液相浓度与气过程，即在高PH时，使废水与气体密切接相浓度差，根据资料，常温下氨水系统的平触从而降低废水中氨浓度的过程，推动力来衡方程式为：Y＝1.2X自气体中氨的分压与废水中氨浓度相当的式中：Y为氨在空气中的摩尔分率平衡分压之间的差。即将气体通入水中，使X为氨在水中的摩尔分率2004年11月中国科学院研究生院环境催化由上式可以计算出，当氨氮去除率要达到长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提95%时的最小气液比为0.79(摩尔比)，即气高氨氮的处理效率，用

6、填料塔可以满足此要液比为980:1（体积比)。由于氨吹脱属气相求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表阻力控制，因此通常情况其实际生产过程的面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜[8]气液比约在2000～5000:1。来增加汽水间的接触时间。在实际工程中，大多采用吹脱塔。吹脱汽提法适用于处理连续排放的高浓度塔的构造一般采用气液接触装置，在塔的内氨氮废水，操作条件与吹脱法类似，对氨氮部插入填充材料，用以提高接触面积。通常的去除率可达97%以上。但在大规模的汽提以石灰作为碱剂处理，经石灰调节pH值后的塔内容易生成水垢，使操作无法正常进行。水从塔的上部淋洒到填料上

7、而形成水滴，顺如果生成软质水垢，可以安装水的喷淋系着填料的间隙次第落下，与由风机从塔底向统；而如果生成硬质水垢，不论用喷淋或副上或水平方向吹送的空气逆流接触，完成传刀均不能消除此问题。质过程，使氨由液相转为气相，随空气排放，吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨完成吹脱过程。在吹脱过程中，pH、水温、气可进行回收，比如：用硫酸吸收作为肥料水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。使用；冷凝为1%的氨溶液。一般来说，PH要提高至10.8—11.5；水温不2.2折点氯化法32能低于10℃；水力负荷为2.5—5m/(m.h)；折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸33气水比为

8、2500～5000m/m。去除率可达60%钠，使废水中氨完全氧化为N2的方法。其