高氨氮廢水處理技術(shù)

污水中的含氮化合物主要有四種，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮以及硝酸鹽氮，其中氨氮是最主要的存在形式。氨氮在污水中的存在形式有兩種，即游離氨（NH3）與離子狀態(tài)的氨鹽（NH4+），高氨氮廢水排入水體，會(huì )使水體產(chǎn)生富營(yíng)養化現象，嚴重威脅水環(huán)境的安全。因此，如何經(jīng)濟、高效地處理高氨氮廢水是保障水環(huán)境安全的首要任務(wù)。本文從高氨氮廢水的來(lái)源、水質(zhì)特征、危害和處理技術(shù)等方面進(jìn)行探究，以期促進(jìn)高氨氮廢水處理技術(shù)的發(fā)展。

1、高氨氮廢水來(lái)源及水質(zhì)特征

高氨氮廢水具有來(lái)源廣、水質(zhì)多變等特點(diǎn)，包括化肥廢水、味精廢水、焦化廢水、垃圾滲濾液、煤氣廢水、養殖廢水等。

氮素是化肥的主要成分，生產(chǎn)化肥的過(guò)程中氮元素會(huì )大量進(jìn)入廢水中，以氨氮的形式存在于廢水中，化肥廢水的氨氮濃度為400～700mg/L、CODCr（化學(xué)需氧量）為400～600mg/L。

味精生產(chǎn)流程一般為：制糖-谷氨酸發(fā)酵-中和提取-精制，其中，谷氨酸發(fā)酵工藝中會(huì )產(chǎn)生大量的高氨氮廢水，氨氮濃度高達5000～6000mg/L，此外味精廢水也是典型的高濃度有機廢水，廢水中的CODCr為20000～30000mg/L。

原煤高溫干餾、煤氣凈化等過(guò)程會(huì )產(chǎn)生大量焦化廢水，焦化廢水的水質(zhì)成分與生產(chǎn)工藝有關(guān)，一般焦化廢水中氨氮的濃度為200～700mg/L。城市化的快速發(fā)展使居民產(chǎn)生的生活垃圾越來(lái)越多，垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)后，垃圾本身的水分進(jìn)入土壤，會(huì )形成一種高濃度難降解的垃圾滲濾液，垃圾滲濾液中氨氮的濃度高達2000mg/L。煤氣生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煤氣廢水含大量的氨氮以及CODCr，一般煤氣廢水中氨氮的濃度為200～250mg/L、CODCr為1200～1400mg/L。

養殖企業(yè)動(dòng)物糞便、尿液的集中排放帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題不容忽視，養殖廢水也是高氨氮廢水之一。養殖企業(yè)廢水中氨氮的濃度為800～2200mg/L、CODCr為3000～12000mg/L。

常見(jiàn)的六種高氨氮廢水水質(zhì)指標總結如表1所示，通過(guò)比較發(fā)現，不同企業(yè)產(chǎn)生的廢水中氨氮的含量差別很大，呈現出高氨氮高COD、低氨氮低COD、低氨氮高COD三個(gè)特點(diǎn)。因此，高氨氮廢水的差異性也導致高氨氮廢水處理難度的增加。

2、高氨氮廢水危害

圖1為自然界中氨氮轉化示意圖，由該圖可以看出，氨氮在氮形態(tài)轉化過(guò)程中起重要作用。有機的降解主要有兩種途徑：一是有機物在氨氧化菌的作用下生成氨氮，在高pH值下氨氮會(huì )形成游離氨，合適條件下游離氨會(huì )吹脫進(jìn)入空氣中；二是有機物被轉化成氨氮后，氨氮在亞硝化菌作用下轉化成亞硝酸氮，亞硝酸氮在硝酸菌作用下轉化為硝酸氮，以上過(guò)程是氨氮轉化的硝化作用，硝酸氮與亞硝酸氮在反硝化菌的作用下被還原成氮氣。由以上分析可知，在含氮有機物降解的兩種途徑中，氨氮起橋梁作用，一旦氨氮這一核心產(chǎn)物出現問(wèn)題，整個(gè)氨氮循環(huán)將受到影響。

高氨氮廢水的排放具有四種危害：一是水體富營(yíng)養化，高氨氮廢水的排放會(huì )破壞水環(huán)境系統平衡，導致水體富營(yíng)養化加重；二是影響水廠(chǎng)運行，高氨氮水源水進(jìn)入水廠(chǎng)后會(huì )影響水廠(chǎng)出水水質(zhì)，使水廠(chǎng)出水產(chǎn)生異味；三是影響水生生物，水中硝化菌的硝化作用會(huì )消耗大量的溶解氧，氨氮需氧量在總需氧量中占比較大，因此會(huì )導致水體嚴重缺氧，對魚(yú)類(lèi)、好氧水生物的生長(cháng)不利；四是危害人類(lèi)健康，高氨氮廢水在氨氮轉化成氮氣的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的硝酸鹽和亞硝酸鹽，它們是誘發(fā)高鐵血紅蛋白的主要因素。

綜上分析，對高氨氮廢水進(jìn)行有效的處理是確保水環(huán)境安全與居民飲用水安全的一項重要任務(wù)。