[發明專利]一種含高濃度氨氮廢水的資源化方法

有效

• 申請號: 201110009927.8
• 申請日: 2011-01-18
• 公開（公告）號: CN102107977A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 丁原紅;潘丙才;楊云軍
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/20;C25B1/02;C25B11/08;C02F101/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域??

本發明涉及氨氮廢水的處理方法，更具體的說是一種含高濃度氨氮廢水的資源化方法。

背景技術

目前有很多工業廢水，如垃圾滲濾液、焦化、合成氨和制藥等工業廢水，都含有高濃度的氨氮，這些氨氮廢水一旦排入水體，就會快速消耗水體中的溶解氧，造成水體的快速富營養化，將導致局部水質的迅速惡化。

對廢水中含有的高濃度的氨氮，通常采用吹脫、沉淀、膜吸收和濕式氧化等物化除氮措施，除氮的效率都比較高，如空氣吹脫，一般都是通過向廢水中加堿來提高廢水的PH值，使氨氮盡量轉化成游離氨，然后用空氣將游離氨吹脫，在可能的情況下，再將吹脫出來的大量氨氮用堿液吸收，實現某種程度的綜合利用，但一般通過空氣吹脫也只能去除廢水中70%左右的高濃度氨氮，即使用二次以上吹脫法也只能達到90%左右，最終廢水中殘留的氨氮還是要續接A/0法繼續進行生化處理；而吹脫法具有氣水比高、能耗大、成本高和應用難度大的特點，氨氣向大氣中轉移也產生較大的二次污染，這些特點都使高濃度氨氮廢水的吹脫法的實際應用受到一定的限制。

焦化廢水成分復雜，其水質隨原煤組成和煉焦工藝而變化，其中也含有大量氨氮，處理焦化廢水的工藝一般也是先通過蒸氨塔吹脫，蒸汽消耗量大，但處理過的廢水中，其氨氮濃度仍然很難降到100mg/L以下，后續采取生化處理，仍需要采用大量的稀釋水，硝化過程中需要持續加堿調節pH值，并需鼓風曝氣以供給微生物消耗的溶解氧，通過吹脫加生化的技術路線，雖然合理，但工藝路線較長，除氮的運行成本也較高，廢水中的氨氮也仍然不能有效地實現資源化處置。

綜上所述，對含高濃度氨氮廢水的物化處理，通常只是對氨氮進行了多種形式的相轉移，僅僅從液相中轉移到大氣或固相中，并帶來相應的環境處置成本和二次污染，而通常留在母液中的氨氮濃度仍將高達50～400mg/L之間，如果對這個濃度水平的含氮廢水繼續采用物化除氮方法，已經失去高效、經濟的優勢；而由于高濃度氨氮對微生物的活性有著一定的抑制作用，對高濃度的氨氮進行生物降解，須通過專門馴化逐步提高硝化菌在混合菌群中所占的比例，并須逐步提高微生物對高濃度氨氮抑制的抗性作用，才可對廢水中50～400mg/L區間的氨氮，以及有機物，進行直接而有效地生物降解，因此，高濃度氨氮對微生物活性較強的抑制作用又往往成為各種生化除氮工藝在含高濃度氨氮廢水處理應用中的關鍵影響因素之一。而生化處理過程的結果往往只是發生同化作用變化為活性污泥排出污水體系，或者經過硝化-反硝化作用將其轉化為氮氣或者其他氮化物進入大氣或少量滯留水體，但生化作用只是將氨氮進行了無害化處理，不能實現對氨氮的資源化利用。因此，對高濃度氨氮的資源化利用途徑往往排除其可能的生化路線選擇。

相對于物化方法和生化方法而言，電解法在降解污染物方面，一般都具有去除效率高、裝置緊湊、占地面積小、污泥量少以及便于自動化控制等優點．而針對污水中特定成分，如高濃度氨氮的去除或轉化而對電極表面進行復雜的物理化學修飾，使之對特定組分，如氨氮具有更強的選擇性和更高的轉化率，同時電解過程不額外添加消耗或消耗很少的化學藥劑、二次污染程度輕微等。因此，采用表面改性或修飾電極構成的電解反應器成為目前電解高級氧化處理技術在污水處理中的主要研究和應用趨勢。

一般應用電解反應去除廢水中氨氮的機理分為直接氧化反應和間接氧化反應，但這些電解反應過程中沒有對電極進行制氫特性反應方向的表面修飾，電解反應過程在分解氨氮的同時，也降解了廢水中的有機物，而廢水中的氯離子的濃度對反應過程也有較大的影響。

對含高濃度氨氮的廢水體系，一般都同時含有較高濃度的有機物，因此，針對不同的處理目標，如高濃度的氨氮或有機物，而需對使用的電極表面進行不同結構和過程的修飾處理。