高氨氮污水处理新技术介绍

时间：2023-03-14 09:36:28 访客：85

氨氮、废、水处理一直是化工环保科研的重要课题之一。在氮素污染物的控制中，国内外主要采用生物脱氮技术，研究的热点集中在如何改进传统的硝化一反硝化工艺。尤其是高氨氮、低碳源废水，急需解决反硝化过程中碳源不足、总氮去除率不高等问题，从而为高浓度氨氮废水的生物脱氮提供可行的途径。

1 高氨氮、低碳源废水的来源

（1 ）焦化废水。焦化废水中含有高浓度的氨氮和难降解的有机物，进人生化装置的污水中COD一般在1200一1300mg/L， BOD5/COD为0.3一0.4氨氮质量浓度一般为200一700mg/L。经过生化处理后的外排水中COD均在250 -400mg几，难以达到规定的排放标准，氨氮除作为营养盐消耗外，几乎不被去除。

（2 ）味精废水。味精生产过程中使用大量的液氨，使排放废水中的氨氮超标。离子交换提取后排出的母液，COD为35-65g几，经硅藻土吸附、聚合硫酸铝混凝处理后，COD仍高达20一30g/L，氨氮质量浓度在5一6g/L左右。

（3）垃圾渗滤液。垃圾渗滤液的成分相当复杂，不仅含有高浓度的有机物，而且还含有高浓度的氨氮、碱和重金属等。在垃圾填埋初期，垃圾渗滤液的可生化性较好，BOD5/COD达0.7左右。但随着垃圾填埋时间的延长，垃圾渗滤液的COD降低（5.10mg/L），其中生物难降解的成分增加，可生化性下降，BOD5 /COD较低（0.1—0.3）；同时氨氮质量浓度增加，高达1—2g/L，C与N质量比小于3。

（4）化肥废水。化肥废水中氨氮质量浓度为500一700mg/L，部分高达1一2g /L，COD为400一500mg/L，C与N质量比很低。

（5）煤气废水。煤气在洗涤、冷却、净化过程中，会产生大量成分复杂的废水，废水中COD及氨氮浓度较高，COD为1200一1400mg/L，BODS为400-500mg/L，氨氮质量浓度为20一250mg/L，C与N质量比约为2L73。

（6 ）养殖废水厌氧消化液。猪场废水经过厌氧处理后，COD为1000-v1500mg/1，由于大部分可降解的有机物在厌氧处理阶段被去除，厌氧消化液的BOD5/COD降为0.19，可生化性很差。同时厌氧处理阶段对氨氮不但没有去除，反而使其有所上升，氨氮质量浓度高达700-800mg/L，C与N质量比仅为0.2—0.3。

2 传统生物脱氮工艺存在的问题

（1）硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成系统总水力停留时间长，有机负荷较低，增加了基建投资和运行费用；（2）硝化过程是在有氧条件下完成的，需要大量的能耗；（3）反硝化过程需要一定的有机物，废水中的COD经过曝气大部分被去除，因此需要外加碳源；（4）要保持系统较高的生物浓度并获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗和运行费用；（5）抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐会抑制硝化菌的生长；（6）为中和硝化过程产生的酸度，需要加碱中和，增加了处理费用。传统的生物脱氮过程由硝化反应和反硝化反应来实现，其反应的进行受到一定制约：

一方面，自养硝化菌在大量有机物存在的条件下，对氧气和营养物的竞争不如好氧异养菌，从而导致异养菌占优势，使得氨氮不能很好地转化为亚硝酸盐或硝酸盐；另一方面，反硝化需要一定的有机物作电子供体上述硝化菌和反硝化菌的不同要求导致了生物脱氮反应器的不同组合，如硝化与反硝化由同一污泥完成的单一污泥工艺和由不同污泥完成的双污泥工艺。前者通过交替的好氧区和厌氧区来实现，后者则通过使用分离的硝化和反硝化反应器来完成。如果硝化在后，需要将硝化出水回流；如果硝化在前，需要外加碳源作电子供体，增加处理成本。这种两难处境在氨氮浓度低的城市污水处理中表现得还不是很明显，但在高氨氮、低碳源废水生物脱氮处理中则表现得很突出。许多研究者认为，在实际废水生物脱氮过程中，只有当C与N质量比大于4时，才能满足反硝化菌对碳源的需要，达到脱氮的目的。对于高氨氮、低碳源废水，由于废水中C与N质量比偏低，废水本身所能提供的碳源不能满足

反硝化的要求，因此总氮去除率不高。这就是采用传统的生物脱氮工艺处理高氨氮、低碳源废水时遇到的大的困难。

3 高氮低碳废水生物脱氮技术的研究进展

近些年来，生物脱氮理论有了许多进展，人们试图从各个方面突破生物脱氮的困境，如开发短程硝化一反硝化脱氮工艺；发现了氨与亚硝酸盐/硝酸盐在缺氧条件下被同时转化为氮气的生物化学过程，这一过程被称为厌氧氨氧化；将两种工艺组合产生了一种全新的生物脱氮工艺，即半硝化一厌氧氨氧化工艺，其在需氧量和外加碳源上具有十分明显的优势，具有广泛的应用前景。

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