低浓度氨氮废水处理以及废水中氨氮的测定方法

低浓度氨氮废水处理以及废水中氨氮的测定方法

氨氮废水处理方法通常包括物理法、化学法、物理化学法和生化法。 物理方法包括反渗透、土壤灌溉等； 化学法包括离子交换、断点氯化、含氨副产物焚烧、催化裂化、电渗析、电化学处理等； 物理、化学方法有气提、汽提等； 生物方法包括藻类培养、生物硝化等。

根据国内外工程实例和资料，目前实际工程应用主要有生物法、气提法、汽提法、断点氯化法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、反渗透法等。 和电渗析等，分别介绍如下：

低浓度氨氮废水处理

⑴生物法

传统的生化法主要用于处理低浓度氨氮废水。 它利用微生物的硝化和反硝化作用，将氨氮转化为氮气。 低浓度氨氮废水通常特异性较低，有的生产废水甚至不含COD。 因此采用生物反硝化对其进行处理，需要添加碳源，运行成本较高。 常见的工艺包括A/O或A2/O)和SBR工艺。 其缺点是处理过程对温度和工业废水中某些成分的干扰非常敏感，需要较大的反应器容积，并且在反硝化过程中会产生N2O，很容易转化为影响臭氧的其他氮氧化物反硝化作用将 NH4+ 等有价值的物质转化为 N2，逸入空气中，造成浪费。 在A/O工艺中，为了促进反硝化反应的顺利进行，一般要求C/N大于3。

⑵吹气法

气提法使废水作为不连续相与空气接触，利用废水中氨的实际浓度与平衡浓度的差异，将氨氮从液相转移到气相，达到脱氨的目的。的废水。 气提过程中，废水pH、水温、水力负荷、气水比等对气提效果影响很大。 一般来说，pH值应提高到10.8-11.5，水温一般不低于20℃，水力负荷应为2.5-5m3/(m2·h)，气水比应为为2500-/m3。 当废水处理要求较高时，甚至可以达到7000-/m3，或多塔串联运行才能满足工艺要求。 气提法需要大量的空气，而气提塔由于受到塔设备风速的限制，一般都很大，占地面积也很大。 此外，空气吹提方法需要将第三种介质——空气——引入系统中。 氨从废水中进入空气。 由于空气量大，空气中氨的浓度很低。 必须用酸来洗涤含氨的空气。 而且酸洗塔也很大，如果吸收不充分，很容易造成二次污染，即水污染转化为空气污染。

鼓风法的一级除氨效率一般在85%左右。 为了满足更高的处理要求，需要多级串联操作。 另外，由于废水中氨的平衡浓度受温度影响较大，水温较低时吹气效率很低，一般不适合在寒冷的冬季使用。 在鼓风过程中，如果对废水和空气进行加热，提高操作温度，可以提高脱氨效率。 但由于系统热量无法综合回收，废水处理的单耗将显着增加，经济性受到影响。 影响很大。 一般认为，气提法更适合处理/L以下较低浓度的氨氮废水。

⑶汽提法

汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转化为氨气逸出。 其处理机理与剥离法基本相同。 它也是一个气液传质过程，即当pH值较高时，废水与蒸汽紧密接触。 ，从而降低废水中氨的浓度。 传质过程的驱动力是气相中氨的分压与废水中氨浓度对应的平衡分压之间的差值。 由于汽提法使用的工质是蒸汽，氨从废水中进入蒸汽，然后在塔顶精馏成为浓氨回收，因此不需要增加后处理步骤。 汽提所需的蒸汽量远小于气提所需的空气量，因此设备较小，占用空间较小。 汽提法更适合处理/L以上高浓度氨氮废水，氨氮去除率可达99%以上。 效率高，技术成熟度好。 但常规汽提废水脱氨技术消耗大量蒸汽，废水处理单耗较高。 汽提废水脱氨技术的推广应用需要加大节能降耗的研发力度。

⑷ 断点氯化法

断点氯化法是通过加入过量氯气或次氯酸钠将废水中的氨完全氧化为N2的方法。 为了保证反应完全，氧化1kg氨氮需要10kg氯气。 断点加氯法出水需用活性炭或O2脱氯后再排放，以除去水中的余氯。 断点氯化法处理效果稳定，不受水温影响，投资少。 其突出优点是通过正确控制加氯量和均化流量，使废水中氨氮全部降至零，并对废水进行消毒。 对于低浓度氨氮废水的处理，该方法较为经济，常用于深度处理。 。 但运行成本较高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染。 由于该项目氨氮含量较高，需要大量的氯气和NaOH，处理成本也很高（15-20元/m3），且氯气的储存和运输存在不安全因素。

⑸离子交换法

离子交换法适用于氨离子浓度在10～100mg/L的废水。 其原理是利用阳离子交换树脂，将水中的铵离子与树脂上的钠离子进行交换，从而达到除铵的目的。 沸石具有从含有钠、镁、钙离子的溶液中选择性去除氨离子的特性。 因此选择它作为交换树脂，也称为选择性离子交换法。 渗透树脂需要2%的氯化钠。 溶液再生，再生溶液经脱氨处理后循环使用，达到一定循环量后排放。 离子交换脱氨法再生操作复杂，设备和管道腐蚀严重，再生氨回收价值低，工业规模应用较少。

⑹化学沉淀法

化学沉淀法是通过向水中添加化学物质使氨发生反应形成不溶于水的沉淀来达到废水脱氨的目的。 常用的化学品是镁盐和可溶性磷酸盐。 化学沉淀法的氨氮去除率一般为80%-90%。 该工艺流程相对简单，设备投资小。但由于需要在废水中添加国家严格控制的磷酸盐（国家一级标准要求磷酸盐）

⑺膜分离法

利用膜分离技术处理氨氮废水是近年来研究较多的废水脱氨技术之一。 膜分离技术处理氨氮废水具有较好的处理效果，且条件温和。 由于氨氮废水中往往含有较多的悬浮物和盐类，容易结垢，因此膜分离技术考虑到膜堵塞和再生问题，对水质提出了更高的要求。

⑻反渗透和电渗析

反渗透和电渗析的投资和运行成本较高。 而且电渗析的预处理要求较高，反渗透膜的使用寿命较短，目前国内很少使用。

废水中氨氮的测定方法

一、原理

碘化汞和碘化钾的碱性溶液与氨反应生成浅黄棕色胶体化合物。 其色度与氨氮含量成正比。 通常可在410-425nm波长范围内测定其吸光度来计算其含量。 本方法最低检出浓度为0.025mg/L（光度法），测定上限为2mg/L。

2. 仪器

1. 500mL全玻璃蒸馏器。

2. 50mL 带塞比色管。

3.分光光度计。

4、pH计。

3. 试剂

所有用于制备试剂的水均应不含氨。

1、无氨水：将普通纯水通过强酸性阳离子交换树脂或加入硫酸、高锰酸钾再蒸馏即可得到。

2、1mol/L氢氧化钠溶液。

3、吸收液：

①硼酸溶液：称取20g硼酸，溶于水，并稀释至1L。

②0.01mol/L硫酸溶液。

4、纳氏试剂：称取16g氢氧化钠，溶于50mL水中，冷却至室温。

另称取 7g 碘化钾和碘化汞（HgI2），将其溶解在水中，然后在搅拌下将此溶液缓慢注入氢氧化钠溶液中。 用水稀释至100mL，储存于聚乙烯瓶中，并盖紧瓶塞保存。

5、酒石酸钾钠溶液：称取50g酒石酸钾钠(·4H2O)溶于100mL水中，加热煮沸除去氨，放冷，稀释至100mL。

6． 铵标准储备液：称取已于100℃干燥的氯化铵（NH4Cl）3.819g，加水溶解，转移至容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。 该溶液每毫升含1.00mg氨氮。

7． 铵标准溶液：移取 5.00mL 铵标准储备液至 500mL 容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 该溶液每毫升含0.010mg氨氮。

4. 测量步骤

1、水样前处理：无色透明水样可直接测定； 色度、浊度较高、干扰物质较多的水样需要进行蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。

2、标准曲线的绘制：分别吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.0mL铵标准溶液至50mL比色管中，加水至刻度，加入1.0mL酒石酸钾钠溶液，混匀。 添加 1.5mL 纳氏试剂并混合。 放置10分钟后，用光程为10mm的比色皿，以水为参比，在波长420nm处测定吸光度。

测得的吸光度减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制氨氮含量（mg）与校正吸光度的标准曲线。

3、水样测定：取水样适量（使氨氮含量不超过0.1mg），加入50mL比色管中，稀释至刻度，加1.0mL酒石酸钾钠溶液（水经蒸馏预处理的样品（水样和标准管中不加此试剂），混匀，加入1.5mL纳氏试剂，混匀，放置10分钟。

4、空白试验：用无氨水代替水样进行整个过程的空白测定。

5. 计算

用水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度，从标准曲线上求得氨氮含量（mg）。

氨氮（N，mg/L）=m×1000/V

式中：m——由校准曲线求得的样品管中氨氮含量（mg）；

V——水样体积（mL）。

防范措施

1、纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例对显色反应的灵敏度影响很大。 静置后形成的沉淀应除去。

2、滤纸中常含有微量的铵盐，所以使用时一定要用无氨水清洗。 应保护所使用的玻璃器皿免受实验室空气中氨的污染。