高盐高氨氮废水中去除氨氮的方法-潍坊海创环保设备有限公司
您现在的位置:网站首页>公司新闻>高盐高氨氮废水中去除氨氮的方法

高盐高氨氮废水中去除氨氮的方法

对高盐高氨氮废水中去除氨氮的几种方法进行综述与展望,主要阐述了化学沉淀法、吹脱法、汽提法、汽提精馏法、气态膜法的原理、技术特点、优缺点、适用条件、以及应用情况,方便企业在选择具体方法时,通过对比分析其废水的氨氮浓度、性质,选择合适的处理技术与污水处理设备,地埋式一体化污水处理设备工艺。

1:高盐高氨氮废水的来源及危害

  氨氮是以游离氨和铵离子形式存在于水中的氮。随着工农业的发展和人民生活水平的提高,高盐高氨氮废水的排放量急剧增加,已经成为环境的主要污染源而备受关注。高盐高氨氮废水主要来源于垃圾渗滤液、味精生产、煤化工、有色金属冶炼等行业,其氨氮含量达到1000~10000mg/L。直接排放导致水体生态平衡失调,引发鱼类及水生物大面积死亡,危害人类身体健康,因此寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生产具有重大意义。

 

2:高盐高氨氮废水的处理技术

  目前国内外处理氨氮废水的方法很多,各有优缺点,而高盐高氨氮废水成分复杂,毒性强,不能采用生物法、土壤灌溉法处理,其他物理、化学方法如反渗透、离子交换法、折点加氯法、电化学处理等只适用于低浓度氨氮的处理。

本文着重分析工业化生产中高盐高氨氮废水中氨氮处理技术,对企业如何根据实际氨氮废水的情况,选取不同的处理工艺,有着重要的指导性意义。同时也避免企业重复建设和使用不成熟的工艺,造成资金的浪费。

 

2.1:磷酸铵镁沉淀法

 

  NH4+一般情况下不与阴离子发生生成沉淀物,但它的某些复盐(如磷酸铵镁、磷酸铵锌、磷酸铵锰、磷酸铵镍等)不溶于水。[1]磷酸铵镁(MagnesiumAmmoniumPhosphate,以下简称MAP)沉淀法是一种可有效去除废水中高浓度氨氮的物化法[2],生成的沉淀物可作为复合肥料使用。其原理是:在弱碱的情况下,向含高浓度氨氮的废水中加入含Mg2+和PO43-离子的药剂,与废水中的NH4+反应生成磷酸铵镁沉淀,从而降低废水中氨氮的浓度。其反应过程如下:

 

Mg2++NH4++HPO42-+6H2O→MgNH4PO4˙6H2O+H+(KSP=2.5×10-13,25℃)

 

  理论上,每去除1gNH4+-N就有17.5gMgNH4PO4˙6H2O沉淀生成。该反应主要的影响因素有:合适的镁盐、磷酸盐、适当的pH。经过多方研究,综合考虑环保以及反应效率,多选用MgCl2˙6H2O和Na2HPO4˙12H2O作为沉淀剂,磷酸铵镁为碱性盐,在pH>9.5的溶液环境中,结晶会溶解。因此控制好反应pH至关重要。

 

  赵庆良[3]等对香港新界西垃圾渗滤液做了研究,结果表明,在垃圾渗滤液中投加MgCl2˙6H2O和Na2HPO4˙12H2O而使Mg2+︰NH4+︰PO42-=1︰1︰1,控制pH为8.5~9.0时,可将氨氮由5618mg/L降到65mg/L。金龙[4]等对东华地区某垃圾场垃圾渗滤液做了研究,结果表明,在垃圾渗滤液中投加MgCl2˙6H2O和NaH2PO4˙12H2O而使Mg︰N︰P=1.2︰1︰0.9,控制pH为7.08~8.12时,氨氮处理效率高达80%以上。不同的废水其Mg2+︰NH4+︰PO43-值、控制的pH不同,处理效率一般在80%~98%之间,出水氨氮一般为50~300mg/L,无法达到环保出水要求,需增加深度处理。因其含有N、P等生物生长的必需元素,一般考虑与生物法组合处理。

 

   目前MAP法多研究用于垃圾渗滤液的预处理,其不受温度影响,操作简单,投资设计成本较低,可应用于各种浓度氨氮废水的处理。运行成本主要是添加的镁盐和磷酸盐,若企业能因地取材,寻找到廉价的沉淀剂,如含镁或者含磷废水,以废制废,综合利用,则可大大降低处理成本。若单独添加沉淀剂,废水沉淀后多余的镁和磷残留,不仅处理成本增加,而且引入磷污染物,容易造成二次污染。而生成的磷酸铵镁沉淀物因有可能夹带废水中的有机物、重金属,可否作为复合肥料使用还需进一步研究,其应用价值还有待开发。因此,MAP法要广泛应用于生产中必须解决两个关键问题:(1)寻找廉价的沉淀剂;(2)净化磷酸铵镁沉淀物,达到复合肥料的使用标准,推广应用。

 

2.2:吹脱法/汽提法

 

吹脱法已广泛应用于化肥厂废水、垃圾渗滤液、石化、炼油厂等含氨氮废水。[5-8]吹脱法用于脱除水中氨氮,即将气体通入水中,使气液相互充分接触,使水中溶解的游离氨穿过气液界面,向气相转移,从而达到脱除氨氮的目的。常用空气作载体(若用水蒸气作载体则称汽提)。

 

吹脱塔常采用逆流操作,塔内装有一定高度的填料,以增加气—液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸。常用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。废水被提升到填料塔的塔顶,并分布到填料的整个表面,通过填料往下流,与气体逆向流动,空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加,随气液比增加而减少。

 

pH是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。当pH大于10时,离解率在80%以上,当pH达11时,离解率高达98%。

 

王文斌等[9]采用吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮,研究发现控制吹脱效率高低的关键因素是水温,气液比、pH,在水温25℃,吹脱的气液比控制在3000~3800左右,pH控制在10.5,可使吹脱效率大于90%,为了保证出水质量,吹脱法适用于处理氨氮为500~1000mg/L的废水。

 

温度也会影响吹脱效率,吹脱法水温低时处理效率很低,不适合在寒冷的冬天使用,废水温度升高,游离氨的比例增加,其处理效率升高。因此汽提法是吹脱法的改进版。其采用蒸汽为载体,提高氨氮处理效率。汽提塔更适用于处理氨氮为2000~4000mg/L的废水。但汽提塔运行一段时间后,汽提塔内会结垢,从而影响处理效率。

 

吹脱法、汽提法其工艺简单,效果稳定,投资较低;但能耗大,处理成本高,处理成本约20~30元/吨水。出水氨氮大约为50~200mg/L,无法达到排放要求,必须增加后续的深度处理才能达标排放。其吹脱出的氨气采用水淋洗吸收,氨水浓度低(1%左右),回用价值低,易挥发,容易造成二次污染;使用硫酸等酸性溶液吸收,生成硫酸铵等其他铵盐,需做进一步的处理,工艺流程较长,必定增加投资成本,且生产的硫酸铵产品,价格低廉,销售困难。

 

2.3:汽提精馏法

 

基于吹脱与简单的汽提方法处理氨氮废水存在二次污染,运行成本高等问题,现阶段多家环保设备研发机构通过改良,采用精馏塔蒸氨回收氨水方法,广泛应用于生产中处理氨氮废水。

                                                                      

                                                        潍坊海创环保设备有限公司

污水处理设备 地埋式一体化污水处理设备

相关新闻