【文章內容簡介】 析法和聚丙烯 (PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮無機廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水 2021～ 3000 mg/L，去除率可在 85%以上，同時可獲得 %的濃氨水。此法工藝流程簡單、不消耗藥劑、運行過程中 消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。 PP 中空纖維膜法脫氨效率＞ 90%，回收的硫酸銨濃度在 25%左右。運行中需加堿，加堿量與廢水中氨氮濃度成正比。 乳化液膜是種以乳液形式存在的液膜具有選擇透過性，可用于液 液分離。分離過程通常是以乳化液膜 （例如煤油膜）為分離介質，在油膜兩側通過 NH3 的濃度差和擴散傳遞為推動力，使 NH3 進入膜內，從而達到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水（ 1000～ 1200 mgNH4+N/L， pH 為 6～ 9） [7]，當采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量 為 4%～ 6%，廢水 pH 調至 10～ 11，乳水比在 1:8～ 1:12，油內比在 ～ 。硫酸質量分數為 10%，廢水中氨氮去除率一次處理可達到 97%以上。 （ 5） 化學氧化法 利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯 反應生成氨氣脫氨，這種方法還可以起到殺菌作用，但是產生的余氯會對魚類有影響，故必須附設除余氯設施。在溴化物存在的情況下，臭氧與氨氮會發(fā)生如下類似折點加氯的反應： Br－ +O3+H+? HBrO+O2， NH3+HBrO? NH2Br+H2O， NH2Br+HBrO? NHBr2+H2O， NH2Br+NHBr2? N2+3Br－ +3H+。 用一個有效容積 32 L 的連續(xù)曝氣柱對合成廢水 (氨氮 600 mg/L)進行試驗研究，探討 Br/N、 pH 以及初始氨氮濃度對反應的影響，以確定去除最多的氨氮并形成最 第 13 頁 少的 NO3的最佳反應條件。發(fā)現 NFR(出水 NO3N 與進水氨氮之比 )在對數坐標中與 Br/N 成線性相關關系，在 Br/N，氨氮負荷為 ～ kg/(m3d)時，氨氮負荷降低則 NFR 降低。出水 pH＝ 時， NFR 和 BrOBr（有毒副產物）最少。 BrOBr可由 Na2SO3定量分解， Na2SO3投加量可由 ORP 控制。 生化聯(lián)合法 物化方法在處理高濃度氨氮廢水時不會因為氨氮濃度過高而受到限制，但是不能將氨氮濃度降到足夠低（如 100mg/L 以下）。而生物脫氮會因為高濃度游離氨或者亞硝酸鹽氮而受到抑制。實際應用中采用生化聯(lián)合的方法，在生物處理前先對含高濃度氨氮的廢水進行物化處理。 研究采用吹脫 缺氧 好氧工藝處理含高濃度氨氮垃圾滲濾液。結果表明，吹脫條件控制在 pH=9 吹脫時間為 12h 時，吹脫預處理可去除廢水中 60%以上的氨氮，再經缺氧 好氧生物處理后對氨氮（由 1400mg/L 降至 ）和 COD 的去除率 90%。 用生物活性炭流化床處理垃圾滲濾液（ COD 為 800～ 2700mg/L，氨氮為 220～800mg/L）。研究結果表明，在氨氮負荷 (m3d)時，硝化去除率可達 90%以上， COD 去除率達 70%， BOD 全部去除。以石灰絮凝沉淀 +空氣吹脫做為預處理手段提高滲濾液的可生化性，在隨后的好氧生化處理池中加入吸附劑（粉末狀活性 炭和沸石），發(fā)現吸附劑在 0～ 5 g/L 時 COD 和氨氮的去除效率均隨吸附劑濃度增加而提高。對于氨氮的去除效果沸石要優(yōu)于活性炭。 膜 生物反應器技術（ MBR）是將膜分離技 術與傳統(tǒng)的廢水生物反應器有機組合形成的一種新型高效的污水處理系統(tǒng)。 MBR 處理效率高，出水可直接回用，設備少戰(zhàn)地面積小，剩余污泥量少。其難點在于保持膜有較大的通量和防止膜的滲漏。李紅巖等 [15]利用一體化膜生物反應器進行了高濃度氨氮廢水硝化特性研究。研究結果表明，當原水氨氮濃度為 2021mg/L、進水氨氦的容積負荷為 (m3d)時，氨氮的去除率可達 99%以上，系統(tǒng)比較穩(wěn)定。反應器內活性污泥的比硝化速率在半年的時間內基本穩(wěn)定在 。 新型生物脫氮法 近年來國內外出現了一些全新的 脫氮工藝，為高濃度氨氮廢水的脫氮處理提供了新的途徑。主要有短程硝化反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化。 第 14 頁 （ 1） 短程硝化反硝化 生物硝化反硝化是應用最廣泛的脫氮方式。由于氨氮氧化過程中需要大量的氧氣，曝氣費用成為這種脫氮方式的主要開支。短程硝化反硝化（將氨氮氧化至亞硝酸鹽氮即進行反硝化），不僅可以節(jié)省氨氧化需氧量而且可以節(jié)省反硝化所需炭源。用合成廢水（模擬含高濃度氨氮的工業(yè)廢水）試驗確定實現亞硝酸鹽積累的最佳條件。要想實現亞硝酸鹽積累， pH 不是一個關鍵的控制參數，因為 pH 在 ～ 時，全部硝化生成硝 酸鹽，在 pH 或 pH 時發(fā)生硝化受抑，氨氮積累。當DO＝ mg/L 時，可以實現 65％的氨氮以亞硝酸鹽的形式積累并且氨氮轉化率在98%以上。 DO mg/L 時發(fā)生氨氮積累， DO mg/L 時全部硝化生成硝酸鹽。對低碳氮比的高濃度氨氮廢水采用亞硝玻型和硝酸型脫氮的效果進行了對比分析。試驗結果表明，亞硝酸型脫氮可明顯提高總氮去除效率，氨氮和硝態(tài)氮負荷可提高近 1 倍。此外， pH 和氨氮濃度等因素對脫氮類型具有重要影響。 短程硝化反硝化處理焦化廢水的中試結果表明，進水 COD、氨氮 、 TN 和酚的濃度分別為 、 、 、 mg/L 時，出水 COD、氨氮、 TN 和酚的平均濃度分別為 、 、 、 mg/L，相應的去除率分別為 %、 %、 %、 %。與常規(guī)生物脫氮工藝相比，該工藝氨氮負荷高，在較低的 C/N 值條件下可使 TN 去除率提高。 （ 2） 厭氧氨氧化（ ANAMMOX）和全程自養(yǎng)脫氮 (CANON) 厭氧氨氧化是指在厭氧條件下氨氮以亞硝酸鹽為電子受體直接被氧化成氮氣的過程。 ANAMMOX 的生化反應式為： NH4++NO2－ ? N2↑+2H2O ANAMMOX 菌是專性厭氧自養(yǎng)菌，因而非常適合處理含 NO低 C/N 的氨氮廢水。與傳統(tǒng)工藝相比，基于厭氧氨氧化的脫氮方式工藝流程簡單，不需要外加有機炭源，防止二次污染，又很好的應用前景。厭氧氨氧化的應用主要有兩種： CANON工藝和與中溫亞硝化（ SHARON）結合，構成 SHARONANAMMOX 聯(lián)合工藝。 CANON 工藝是在限氧的條件下，利用完全自養(yǎng)性微生物將氨氮和亞硝酸鹽同時去 除的一種方法，從反應形式上看，它是 SHARON 和 ANAMMOX 工藝的結合，在同一個反應器中進行。發(fā)現深圳市下坪固體廢棄物填埋場滲濾液處理廠，溶解氧 第 15 頁 控制在 1 mg/L 左右，進水氨氮 800 mg/L，氨氮負荷 kgNH4+/(m3d)的條件下，可以利用 SBR 反應器實現 CANON 工藝，氨氮的去除率 95%，總氮的去除率 90%。 研究表明 ANAMMOX 和 CANON 過程都可以在氣提式反應器中運轉良好，并且達到很高的氮轉化速率?？刂迫芙庋踉?，在氣提式反應器中，ANAMMOX 過程的脫氮速率達到 kgN/（ m3d ），而 CANON 過程可以達到 kgN/（ m3d ）。 （ 3） 好氧反硝化 傳統(tǒng)脫氮理論認為，反硝化菌為兼性厭氧菌，其呼吸鏈在有氧條件下以氧氣為終末電子受體在缺氧條件下以硝酸根為終末電子受體。所以若進行反硝化反應，必須在缺氧環(huán)境下。近年來，好氧反硝化現象不斷被發(fā)現和報道，逐漸受到人們的關注。一些好氧反 硝化菌已經被分離出來，有些可以同時進行好氧反硝化和異養(yǎng)硝化（如 Robertson 等分離、篩選出的 ）。這樣就可以在同一個反應器中實現真正意義上的同步硝化反硝化，簡化了工藝流程，節(jié)省了能量。 用序批式反應器處理氨氮廢水，試驗結果驗證了好氧反硝化的存在，好氧反硝化脫氮能力隨混合液溶解氧濃度的提高而降低，當溶解氧濃度為 ，總氮去除率可達到 %。 連續(xù)動態(tài)試驗研究表明，對于高濃度氨氮滲濾液，普通活性污泥達的好氧反硝化工藝的總氮去除串可達 10%以上。硝化 反應速率隨著溶解氧濃度的降低而下降；反硝化反應速率隨著溶解氧濃度的降低而上升。硝化及反硝化的動力學分析表明，在溶解氧為 mg/L 左右時會出現硝化速率和反硝化速率相等的同步硝化反硝化現象。其速率為 (Lh)，硝化反應 KN＝ mg/L；反硝化反應 KD= mg/L。 在反硝化過程中會產生 N2O是一種溫室氣體，產生新的污染，其相關機制研究還不夠深入，許多工藝仍在實驗室階段，需要進一步研究才能有效地應用于實際工程中。另外，還有諸如全程自養(yǎng)脫氮工藝、同步硝化反硝化等工藝仍處在試驗研究階段，都有很好的應用前景。 研究的目的及意義 我們現如今正處于一個經濟全速發(fā)展的階段， 同時也面臨著資源的短缺和能源的匱乏，特別是水資源的現狀不容樂觀。由于受經濟等諸多因素的影響，水污染的廣泛存在，對我們原本就短缺的水資源來說，更是雪上加霜 。我們在發(fā)展經濟之余， 第 16 頁 更不可忽視廢水的治理，通過治理的途徑杜絕水污染的發(fā)生，條件成熟時還可以使廢水回用，緩解水資源緊張的矛盾。在水污染控制領域中， 工業(yè) 廢水的治理是水污染控制領域中一項十分重要的內容。 我們知道， 工廠的生產部、居民區(qū)以及加工處 、食堂、廁所等每天都要排放 出大量的 廢 水，這些 廢 水中含有許多細菌、病毒、寄生蟲卵和一些有毒有害的物質。如果 這些廢水 不經處理，任其排入 環(huán)境，就會嚴重的污染水源，傳播疾病，危害人民群眾的健康，因此工業(yè) 的廢水必需經過嚴格的處理后才能排放或回用 [1]。 由于吸水性樹脂廢水中含有較高濃度的氨氮 ， 易 采用化學沉淀 法，一方面可以降低水中的污染物濃度，達到排放標準；另一方面還可以保障消毒效果。 因為其一般要求的處理后水質較高，所以采用化學沉淀 處理法較好。 本文 主要通過實驗 的手段 ，研究化學沉淀法應用于吸水性樹脂廢水中在何種條件下 可 使各種污染指標的去除率 降到最 低 。 研究內容 設計出吸水性樹脂廢水處理的實驗研 究方案。 通過 實驗 確定吸水性樹脂廢水的最佳處理工藝條件 及最佳條件下的處理效果 。 并考察各因素對吸水性樹脂廢水處理效