水體中的氮元素由于是造成富營養(yǎng)化的元兇,往往是水污染控制行業(yè)的科研和工程技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn),其重要性甚至不亞于有機(jī)污染物。
一、什么是氨氮?
氨氮是指游離氨(或稱非離子氨,NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氨。pH較高,游離氨的比例較高;反之,銨鹽的比例高。
氨氮是水體中的營養(yǎng)素,可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,是水體中的主要耗氧污染物,對魚類及某些水生生物有毒害。
氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨,其毒性比銨鹽大幾十倍,并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系,一般情況,pH值及水溫愈高,毒性愈強(qiáng)。
常用來測定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和-次氯酸鹽法;滴定法和電法也常用來測定氨;當(dāng)氨氮含量高時(shí),也可采用蒸餾-滴定法。(國標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法)
二、物化脫氮工藝
1、化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法又稱為MAP沉淀法,是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽,使廢水中的NH4﹢與Mg2;﹢、PO43;在水溶液中反應(yīng)生成磷酸銨鎂沉淀,分子式為MgNH4P04.6H20,從而達(dá)到去除氨氮的目的。磷酸銨鎂俗稱鳥糞石,可用作堆肥、土壤的添加劑或建筑結(jié)構(gòu)制品的阻火劑。
2、吹脫法
吹脫法去除氨氮是通過調(diào)整pH值至堿性,使廢水中的氨離子向氨轉(zhuǎn)化,使其主要以游離氨形態(tài)存在,再通過載氣將游離氨從廢水中帶出,從而達(dá)到去除氨氮的目的。影響吹脫效率的因素主要有pH值、溫度、氣液比、氣體流速、初始濃度等。目前,吹脫法在高濃度氨氮廢水處理中的應(yīng)用較多。
3、折點(diǎn)氯化法
折點(diǎn)氯化法除氨的機(jī)理為氯氣與氨反應(yīng)生成無害的氮?dú)?,N2逸人大氣,使反應(yīng)源不斷向右進(jìn)行。當(dāng)將氯氣通人廢水中達(dá)到某一點(diǎn)時(shí),水中游離氯含量較低,而氨的濃度降為零;氯氣通人量超過該點(diǎn)時(shí),水中游離氯的量就會增加,因此,稱該點(diǎn)為折點(diǎn),該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化。
4、電化學(xué)氧化法
電化學(xué)氧化法是指利用具有催化活性的電氧化去除水中污染物的方法。影響因素有電流密度、進(jìn)水流量、出水放置時(shí)間和點(diǎn)解時(shí)間等。
5、生化脫氮工藝
全程硝化反硝化是目前應(yīng)用時(shí)間久的一種生物法,是在各種微生物作用下,經(jīng)過硝化、反硝化等一系列反應(yīng)將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?,從而達(dá)到廢水治理的目的。
6、負(fù)壓汽提脫氨法
高濃度氨氮廢水處理一直被認(rèn)為是一項(xiàng)性難題,目前國內(nèi)成熟的氨氮廢水技術(shù)很少。通過多年研究和大量工程實(shí)踐和優(yōu)化設(shè)計(jì),研發(fā)了負(fù)壓氣提脫氨回收氨水技術(shù)和裝備,不僅使高氨氮廢水處理后達(dá)標(biāo)排放或,同時(shí)處理工藝把氨氮作為資源回收氨水或銨鹽,大大節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用。技術(shù)優(yōu)勢如下:
(1)降低能耗:因?yàn)槔昧素?fù)壓狀態(tài)下液相沸點(diǎn)大大降低的原理,使得整個(gè)脫氨過程中脫氨溫度得到降低,是整個(gè)系統(tǒng)能在相對低溫狀態(tài)下進(jìn)行脫氨,所以本工藝能耗大大降低。
(2)脫氨效益高:采用適宜于負(fù)壓下低沸點(diǎn)沸騰噴射的專用塔板,對蒸汽壓力要求低(≤0.25MPa),負(fù)壓下氨氮更宜揮發(fā),氨氮去除率高可達(dá)到99%,塔底氨氮≤15mg/L;氨氮回收率可達(dá)99%。
(3)操作穩(wěn)定:脫氨回收氨水工藝,為保證產(chǎn)品氨水的濃度,需要通過回流來調(diào)整塔頂?shù)臏囟?,從而改變氨水濃度,?dāng)廢水中氨含量少的時(shí)候,需要較大的回流量,使系統(tǒng)不是處于操作狀態(tài),增加能耗,而通過回流來控制蒸汽中氨含量,控制方式不穩(wěn)定。本工藝采用精餾和吸收兩個(gè)單元來完成氨水濃縮,可以動(dòng)態(tài)解決廢水氨氮含量變化問題,通過自動(dòng)控制洗氨回收塔的吸收工藝水流量,得到所需氨水濃度,操作穩(wěn)定。
(4)全套負(fù)壓脫氨塔用塔板代替填料,低阻降、高分離效率、抗顆粒的塔板與塔內(nèi)件。且塔板經(jīng)防垢處理,抗垢防阻,達(dá)到主塔零維修,從而保證處理效果穩(wěn)定。
(5)全套工藝采用自主研發(fā)的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)化。模塊化設(shè)計(jì),自動(dòng)控制,方便操作、維護(hù)及系統(tǒng)管理。