[发明专利]一种氨氮废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于氨氮废水的处理方法，属于环境工程废水处理技术领域。

背景技术

我国水资源严重缺乏，人均淡水资源仅为世界平均水平的四分之一，另一方面国内主要的河流、湖泊和地下水均出现不同程度污染，而且污染还有加剧趋势。据环保部门监测，氨氮是主要污染物之一，我国大部分河流、湖泊和近海的水体中氨氮浓度均超过国家三类水的标准，有些甚至达到劣五类。氨氮对环境的主要危害是在进入水体后成为藻类等生物的营养元素，导致水体中有毒生物在短时间内大量繁殖，同时消耗水中的溶解氧，产生所谓赤潮或富营养化，严重威胁鱼虾生命安全和人畜健康。近年来，由此导致的突发性环境污染事故时有发生，严重影响我国社会的可持续发展。

目前常见去除氨氮的方法有：化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。

吹脱法去除氨氮是通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在，再通过载气将游离氨从废水中带出。吹脱法可处理高浓度氨氮废水，且可以回收氨气，但吹脱法也存在一些缺点：如吹脱塔内经常结垢、低温时氨氮去除效率低、吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用，如用吹脱法对高浓度氨氮废水进行预处理等等。

折点氯化法的适用范围为氨氮废水浓度<40mg／L，因此折点氯化法多用于氨氮废水的深度处理。折点氯化法液氯安全使用和贮存要求高，处理成本高。另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

催化氧化法是通过催化剂作用。在一定温度、压力下，经空气氧化，可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO、N₂和H₂O等无害物质，达到净化的目的。其净化效率高，占地面积小，适用于高浓度废水，但是催化剂大量的流失使成本投入大，且存在设备易腐蚀的问题。电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的方法。影响因素有电流密度、进水流量、出水放置时间和电解时间等。虽然其操作简易，成本较低，但是水力停留时间长、系统稳定性不高成了制约因素。

传统生物法是在各种微生物作用下，经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气，从而达到废水治理的目的。传统生物法一般适用于处理含有有机物的低浓度氨氮废水，如生活污水等。同时硝化反硝化(SND)，是指硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行，废水中的溶解氧受扩散速度限制在微生物絮体或者生物膜上的微环境区域产生溶解氧梯度，使微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧浓度较高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖。短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，然后在缺氧的条件下，以有机物或外加碳源作电子供体，将亚硝酸盐直接进行反硝化生成氮气。厌氧氨氧化是在缺氧条件下，以亚硝态氮或硝态氮为电子受体，利用自养菌将氨氮直接氧化为氮气的过程。生物法普遍存在的缺点是：对氨氮初始浓度要求高，细菌养殖周期长，抗毒性一般较低，常需添加碳源，占地面积大，成本较高等等。

化学沉淀法又称为MAP法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水中的NH₄⁺与Mg²⁺、PO₄^3-在水溶液中反应生成磷酸铵镁沉淀，分子式为MgNH₄PO₄·6H₂O，从而达到去除氨氮的目的。化学沉淀法去除效率较好，且不受温度限制，无需预处理，操作简单，投资费用低，然而化学沉淀法的缺点是由于受磷酸铵镁溶度积的限制，仅依靠加大投入药剂量，则去除效果不明显，且增加了药剂费用；尽管有报道的MAP法中将沉淀产物鸟粪石热解固体产物返回废水处理中利用，但因返回的P、Mg源为固体形态，大部分P、Mg以鸟粪石形态作为缓释肥使用，P、Mg循环利用率低。因此，如何充分利用P、Mg源，降低药剂成本是影响MAP法应用的关键所在。

发明内容

本发明的目的就是基于MAP法中的缺点而提出一种改进的处理氨氮废水的方法，具体是在采用MAP法处理氨氮废水达标的基础上，控制药剂投加配比，使余磷量最小化，以便于后续除磷；通过在碱性氛围中加热的方法对鸟粪石沉淀进行脱氨处理，脱氨后的产物经酸溶后返回循环利用磷、镁源处理氨氮废水，使药剂成本最小化，且循环利用效率高。随着循环过程中磷含量的损失，脱氨氮的效果会逐渐降低，可以在多次循环后添加磷源，恢复药剂去除氨氮的效果。控制整个处理过程中的各个条件，可有效的处理氨氮废水。