水中氨氮浓度高的废水流程图中的氨氮在一定条件下可以转化为亚硝酸盐。如果长期食用,水中的亚硝酸盐会与蛋白质结合形成亚硝胺,亚硝胺是一种强致癌物质,对人体健康危害极大。
对生态环境的影响:氨氮对水生生物的主要有害作用是游离氨,其毒性是铵盐的几倍,并随着碱度的增强而增加。氨氮的毒性与池水的pH值和水温密切相关。一般pH值越高,水温越高,毒性越强,对鱼类的危害类似于亚硝酸盐。
氨氮对水生生物的危害可分为急性和慢性。慢性氨氮中毒的危害有:食物摄入减少、生长缓慢、组织损伤、组织间氧转运减少。鱼对水中的氨氮很敏感,当氨氮含量高时,鱼就会死亡。急性氨氮中毒的危害是:水生生物表现出兴奋,在水中失去平衡,抽搐,严重时甚至死亡。
一、废水中氨氮的产生
废水中的氨氮肯定不会凭空产生,那废水处理过程中哪些反应会产生氨氮呢?
1、有机氮水解。废水中如果存在一些有机氮化合物(例如尿素、氨基酸、DMF、苯胺等),此类有机氮化合物在水池中经过活性污泥水解之后可以释放an氮,造成废水中氨氮的升高。
2、污泥裂解释放氨氮。废水处理中的污泥实质上就是菌种,其组成部分是C、H、N、磷等元素。因此污泥在裂解后会释放出N元素,而氮元素通过一系列转化即可转化为氨氮,从而造成废水中氨氮的升高。污泥的裂解,主要会发生在曝气过度、污泥浓度过高、污泥老化(污泥负荷,也称为食微比)偏低、污泥厌氧消解、好氧发酵等过程,因此以上过程均可能导致系统氨氮的升高。
3、污泥释放氨氮。废水处理过程中的活性污泥具有较大的比表面积,因此它有一定的吸附作用,可以吸附一部分an氮,特别是氨氮浓度高且pH值偏高时,活性污泥会吸附大量游离氨。因此,在污泥浓度高且废水中氨氮浓度高时,污泥会释放一部分氨氮,造成废水中氨氮的升高。
4、氯胺类物质的分解。有一种氨氮的治理技术叫“折点加氯法”,是通过在废水中投加次氯酸钠,次氯酸钠和氨氮依次生产一氯胺(NH2Cl)、二氯胺(NHCl2)、三氯氨(NCl3)和氮气,从而达到降解氨氮的作用。但是氯胺类物质不稳定,其分解之后又会产生氨氮。
技术交流二、废水中氨氮的去除
废水中氨氮的消耗主要有物化法和生化法,其中生物法主要是硝化反应、厌氧氨氧化反应,物化法包含了吹脱法、鸟粪石法、折点加氯法、蒸发法、膜过滤法等。生物法对氨氮的降解是低浓度氨氮废水处理中的主流工艺,生物法处理工艺费用低,但控制运行难度高一些。
生化法
1、硝化反应降解氨氮。是指在好氧条件下,硝化细菌利用无机碳源将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮的过程,反应过程产酸,会导致pH值下降。整个过程氨氮会降低,硝态氮浓度会升高,总氮浓度一般维持不变。
2、污泥增殖过程降解氨氮。废水处理中的污泥实质上就是菌种,其组成部分是C、H、N、P等元素。因此污泥在增殖过程也需要消耗废水中的N元素,导致废水中的氨氮和总氮浓度可以降低。
3、厌氧氨氧化降解氨氮。是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮和氨氮生产氮气的过程,整个过程会导致氨氮降低,同时也会降低废水中的总N浓度。
物化法
1、吹脱法除氨氮。吹脱法主要是利用氨氮在碱性条件下可以转化为氨气,之后氨气在曝气过程中会逸出废水中,从而把降低废水中氨氮的浓度(同步废水中的总氮也会降低)。为了防止产生废气污染,吹脱的氨气需要采用水、酸进行吸收,从而收集氨水或硫酸铵作为副产物。目前有很成熟的吹脱设备,可以把1万mg/L氨氮吹脱到mg/L以下,并且可以回收15%以上的氨水作为副产物,有兴趣也可以深入沟通合作。
2、鸟粪石法除氨氮。鸟粪石是指磷酸铵镁沉淀,因此可以在含氨氮和含磷酸根的废水中投加镁离子,从而产生鸟粪石,同步去除废水中的N和P。氨氮通过鸟粪石沉淀固定在固体中,而去除废水中的氨氮(同步废水中的总氮也会降低)。并且鸟粪石可以作为一种氮和磷的肥料。
3、折点加氯法除氨氮。是通过在废水中投加次氯酸钠,次氯酸钠和氨氮依次生产NH2Cl、NHCl2、NCl3和氮气,从而达到降解氨氮的作用(当生产NCl3和氮气时,废水中的总氮也会降低)。去除1mg氨氮需要26mg的30%次氯酸钠,会增加6.3mg氯化钠盐,消耗3.6mg碱度。“折点加氯法”具体过程如下图所示:
4、蒸发法除氨氮。蒸发法利用低pH值情况下废水中的氨氮均以氯化铵NH4Cl或硫酸铵(NH4)2SO4等铵盐存在,因此蒸发过程中此类无机盐会滞留在蒸发器底部的固体中,从而降低蒸发冷凝水中的氨氮浓度。
5、离子交换法。氨氮在水中以游离氨和铵根离子的形式存在,根据一水合氨与铵根的平衡关系可知,利用离子交换工艺除氨氮时pH值尽量在偏酸性(pH值6左右)环境效果更佳。随着环保形势越来越严,对于总氮的深度处理标准也越来越严,因为地域性限制,有些污水(如:垃圾渗滤液DTRO膜产水)或者净水(如:蒸发冷凝水)的处理需达到地表三类或者地表四类水质标准,在此情况下,我司T-42H特种除氨氮树脂应运而生,对于中低浓度(mg/l以内)的氨氮的深度去除以及浓度氨氮(-0mg/l)的浓缩回收利用方面具有极佳的效果和极大的优势。
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