廢水處理技術發展現狀

❶ 氨氮廢水處理的國內外現狀

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氨氮廢水處理技術現狀及發展
許國強#，曾光明#，殷志偉!，張劍鋒!
湖南大學環境科學與工程系，湖南長沙 湖南有色金屬研究院，湖南長沙摘要) 系統地概述了氨氮廢水處理技術現狀及在工業中的應用情況，並在分析和評價的基礎上探討其發展趨勢。
關鍵詞) 氨氮廢水；生物硝化；離子交換；氨吹脫；折點氯化
中
湖南有色金屬
/# 前言
近年來，隨著城市人口的日益膨脹和工農業的不斷發展，水環境污染事故屢屢發生，對人、畜構成嚴重危害。許多湖泊和水庫因氮、磷的排放造成水體富營養化，嚴重威脅到人類的生產生活和生態平衡。氨氮是引起水體富營養化的主要因素之一，為滿足公眾對環境質量要求的不斷提高，國家對氮制訂了越來越嚴格的排放標准，研究開發經濟、高效的除氮處理技術已成為水污染控制工程領域研究的重點和熱點。本文系統地闡述了氨氮廢水處理現狀和發展。
! 處理技術現狀
氨氮存在於許多工業廢水中，特別是鋼鐵、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃製造、肉類加工和飼料等生產過程，均排放氨氮廢水，其濃度取決於原料性質、工藝流程、水的耗量及水的復用等。對一給定廢
水，選擇技術方案主要取決於：（#）水的性質；（!）處理效果；（,）經濟效益。以及處理後出水的最後處置方法等。
雖然有許多方法都能有效地去除氨，如物理方法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉；化學法有離子交換法、氨吹脫、化學沉澱法、折點氯化、電滲析、電化學處理、催化裂解；生物方法有硝化及藻類養殖，但其應用於工業廢水的處理，必須具有應用方便、處理性能穩定、適應於廢水水質及比較經濟等優點，因此，目前氨氮處理實用性較好的技術為：（#）生物脫氮法；（!）氨吹脫、汽提法；（,）折點氯化法；（%）離子交換
法; # < , =。!$ # 生物脫氮法
生物脫氮通常包括生物硝化和生物反硝化。
生物硝化是在好氧條件下，通過亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌的作用，將氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。如果反應完全，氨氧化成硝酸鹽分兩階段完成：開始，在亞硝酸菌的作用下使氨氧化成亞硝酸鹽，亞硝酸菌屬於強好氧性自養細菌，利用氨作為其唯一能源，方程式（#）為這個反應關系式。第二階段，在硝酸菌的作用下，使亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽，硝酸菌是以亞硝酸作為唯一能源的特種自養細菌，方程式（!）為這個反應的關系式。整個硝化反應可以用總方程式（,）來表示。從此關系式中可看到要達到完全硝化，#$ & >? >?@1/, 1 A B 9（以氮計）就需要%$ C >? B 9的溶解氧。
!雖然有些異養生物也能進行硝化，但硝化中最主要的生物是亞硝酸菌屬和硝酸菌屬。硝化最佳E/值為』$ %，當E/ 在+$ 』 < 』$ " 范圍時，為最佳速度的"&F。當溫度從( G提高到,& G時，硝化速度也隨之不斷增加，而剩餘溶解氧大於#$ & >? B 9 就足以維持這一反應。
反硝化就是在缺氧條件下，由於反硝化菌的作用，將和
. 還原為的過程。其過程的電子供體是各種碳源，若以甲醇作碳源為例，其反應式為：

對於硝化反應，溫度對其影響比其它生物處理過程要大些，一般溫度應維持在為宜。
用生物法處理含氨氮廢水時，有機碳的相對濃度是考慮的主要因素，維持最佳碳氮比也是生物處理法成功的關鍵之一。若廢水性質不宜直接進行生物處理，則採用物化法或物化. 生物聯合法達到排放要求較為經濟。
生物脫氮可去除多種含氮化合物，其處理效果穩定，不產生二次污染，而且比較經濟，但有佔地面積大、低溫時效率低、易受有毒物質影響且運行管理比較麻煩等缺點。
氨吹脫、汽提法
吹脫、汽提法用於脫除水中溶解氣體和某些揮發性物質。即將氣體通入水中，使氣水相互充分接觸，使水中溶解氣體和揮發性溶質穿過氣液界面，向氣相轉移，從而達到脫除污染物的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱為吹脫，後者稱為汽提。氨吹脫、汽提是一個傳質過程，即在高0* 時，使廢水與空氣密切接觸從而降低廢水中氨濃度的過程，推動力來自空氣中氨的分壓與廢水中氨濃度相當的平衡分壓之間的差。
吹脫法一般採用吹脫池（也稱曝氣池）和吹脫塔兩類設備，但吹脫池佔地面積大，而且易污染周圍環境，所以有毒氣體的吹脫都採用塔式設備。汽提則都在塔式設備中進行。
自然吹脫法依靠水面與空氣自然接觸而脫除溶解性氣體，它運用於溶解氣體極度易解吸、水溫較高、風速較大、有開闊地段和不產生二次污染的場合。此類池子兼有貯水作用。塔式設備中填料吹脫塔主要特徵是在塔內裝置一定高度的填料層，使具有大表面積的填充塔來達到氣. 水間充分接觸，利於氣. 水間的傳質過程。常用填料有木格板、紙質蜂窩、拉西環、聚丙烯鮑爾環、聚丙烯多面空心球等。廢水被提升到填充塔的塔頂，並分布到填料的整個表面，水通過填料往下流，與氣流逆向流動，廢水在離開塔前，氨組分被部分汽提，但需保持進水的0* 值不變。空氣中氨的分壓隨氨的去除程度增加而增加，隨氣水比增加而減少，對要求達到的任何氨去除程度，進口濃度、0* 和塔溫度曲線圖有一個最小的氣水比。由於氨吹脫、汽提的同時起到了冷卻塔的作用，氣水比增加將同時降低出口冷水的溫度，如果0* 低於1"/ 2 時，它會降低吹脫效果。
氨吹脫、汽提工藝具有流程簡單、處理效果穩定、基建費和運行費較低等優點，但其缺點是生成水垢，在大規模的氨吹脫、汽提塔中，生成水垢是一個嚴重的操作問題。如果生成軟質水垢，可以安裝水的噴淋系統；而如果生成硬質水垢，不論用噴淋或刮刀均不能消除此問題。
(/ ! 折點氯化法
折點氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中氨完全氧化為$( 的方法。其反應可表示為
$當氯氣通入廢水中達到某一點，在該點時水中游離氯含量最低，而氨的濃度降為零。當)3( 通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此，該點為折點。處理時所需的實際氯氣量取決於溫度、0* 值
及氨氮濃度。折點氯化法處理後的出水在排放前一般需用活性炭或與%( 進行反氯化，以去除水中殘余的氯。在反氯化時產生的氫離子而引起的0* 值下降一般可忽略，因為去除1 45 殘余氯只消耗( 45 左右
的鹼（以)6)%! 計）。活性炭去除殘余氯的同時還具有去除其他有機物的優點。
此法效果最佳，不受水溫影響，操作方便，投資省，但對於高濃度氨氮廢水的處理運行成本很高。
(/ + 離子交換法
沸石是一種對氨離子有很強選擇性的硅鋁酸鹽，一般作為離子交換樹脂用於去除氨氮的為斜發沸石，其對離子的選擇順序依次為。
此法具有投資省、工藝簡單、操作較為方便的優點，但對於高濃度的氨氮廢水，會使樹脂再生頻繁而造成操作困難，且再生液仍為高濃度氨氮廢水，需再處理。常用的離子交換系統有三種類型：（1）固定床；
（(）混合床；（!）移動床A ! B。
(/ +/ 1 固定床
在此系統中，溶液的去離子過程為二階段間歇
過程。溶液通過陽樹脂床時陽離子與氫離子交換生
成酸溶液，然後此溶液再通過陰樹脂床，以去除陰離
子。交換能力將耗盡時，樹脂在原位再生，經常採用
向下流再生法，此法操作可靠方便，但其化學效率相
對較低，容積較大，聯繫到樹脂用量大，有時為了適應連續流的要求，還需要有儲備裝置，因而投資費用
較高。
#$ %$ # 混合床
混合床系統用一步法來去除溶液中的離子。溶
液流過陽、陰樹脂充分混合的混合床。混合床的再生
比兩個單生床再生要復雜一些，因為在再生前必須
將兩種樹脂分開。在水力學上可利用兩種樹脂的比
重差用水力反洗使其分層。雖然混合床的化學效率
較高，但它需要大量的清洗水。這對節約用水不利，
另外將交換離子作為回收產品收集時，回收液稀，其
濃縮費用也很高。
#$ %$ ! 移動床
移動床系統通過二階段過程來去除溶液中的離
子。在這兩個過程中，雖然實際上工作流體處理的水
是間歇的，而它的效果卻是連續的。首先溶液和陽樹
脂逆向流動，陽樹脂脈動通過容器，新鮮樹脂從一端
補充，用過的樹脂從另一端排出，在此過程中完成離
子交換和樹脂再生。然後溶液游向流過一個與上面
相似的陰樹脂移動床來完成陰離子的交換。
#$ & 化學沉澱法』 % (
化學沉澱法從#) 世紀*) 年代就開始應用於廢
水處理，隨著對化學沉澱法的不斷研究，發現化學沉
淀法最好使用+!,-% 和./-。其基本原理是向0+%
1
廢水中投加./# 1 和,-%
! 2 ，使之和0+%
1 生成難溶復
鹽./0+%,-%·*+#-3 簡稱.4,5 結晶，再通過重力
沉澱使.4, 從廢水中分離。這樣可以避免往廢水中
帶入其它有害離子，而且./- 還起到了一定程度的
中和+1 的作用，節約了鹼的用量。經化學沉澱後，若
0+%
1 60 和,-%
! 2 的殘留濃度還比較高，則有研究建
議化學沉澱放在生物處理前，經過生物處理後0 和
, 的含量可進一步降低。產物.4, 為圓柱形晶體，
無吸濕性，在空氣中很快乾燥，沉澱過程中很少吸收
有毒物質，不吸收重金屬和有機物。另外，.4, 溶解
度隨著7+ 的升高而降低；溫度越低，.4, 溶解度也
越低。
化學沉澱法可以處理各種濃度氨氮廢水。其與
生物法結合處理高濃度氨氮廢水，曝氣池不需達到
硝化階段，曝氣池體積比硝化2 反硝化法可以減小
約一倍。0+%
1 60 在化學沉澱法中被沉澱去除，與硝
化6 反硝化法相比，能耗大大節省，反應也不受溫度
限制，不受有毒物質的干擾，其產物.4, 還可用作
肥料，可在一定程度上降低處理費用。因此，.4, 沉
淀法是一種技術可行、經濟合理的方法，很有開發前
景，但要廣泛應用於工業廢水處理，尚需解決以下兩
個問題：（"）尋找價廉高效的沉澱劑；（#）開發.4,
作為肥料的價值。
! 工業應用
氨氮處理技術的選擇與氨氮濃度密切相關。對
於低濃度氨氮廢水處理，應用較多的方法是空氣吹
脫法、離子交換法、生物硝化和反硝化法等，其中
對於無機類氨氮廢水的處理，以前兩種方法應用較
多；而對於有機類氨氮廢水的處理，則以生物硝化
和反硝化法為主。
!$ " 低濃度氨氮廢水
!$ "$ " 天然沸石離子交換法』 & (
天然沸石為一種骨架狀的鋁硅酸鹽，具有離子
交換特性，尤其是對0+%
1 具有特殊的選擇性；還具
有良好的熱穩定性和耐酸性，在高溫或強酸條件下，
晶格仍可保持穩定。天然沸石離子交換法處理氨氮
廢水具有工藝簡單、操作方便、投資少等特點，一般
來說，對於氨鹼廠和一些工藝比較先進、管理水平較
高的聯鹼廠，部分高濃度含氨再生液均可返回到生
產系統中去，這樣既能簡化整個污水處理工藝流程，
也能大幅度降低污水處理成本。但對合成氨及其他
氨加工行業不能返回工藝中的高濃度含氨再生液，
必須進行空氣吹脫（吹脫氣經+#8-% 吸收後排空）、
蒸餾等方法處理後使之循環使用。空氣吹脫費用低，
但受到環境制約，而蒸餾法則不受環境影響，但費用
較高，硫酸吸收吹脫氣中氨所得硫酸銨可作為復合
肥料生產的原料使用，而蒸餾所回收氨則可返回到
生產系統。
!$ "$ # 生物脫氮法
!$ "$ #$ " 在焦化廢水中的應用
氨氮是焦化廢水中的主要污染物之一，目前來
說，生物脫氮基本流程為4—4—- 工藝』 * (，焦化廢
水含有高濃度0+!60 和有機物，其中很多物質具有
較強生物毒性，從而對硝化、反硝化過程有抑製作
用。所以應對硝化菌進行馴化，使其逐步適應高濃度
焦化廢水環境，防止廢水中有機物及0+! 對硝化菌
的抑制。綜合考慮到0+!60 和9-: 的去除，厭氧處
理部分能通過厭氧水解和酸化菌群的作用改變廢水
中有機物成分來提高廢水的可生化性，便於後續工
序的良好運行。一般亞硝酸菌比硝酸菌有較強的環
境適應能力及耐受毒物能力，容易出現積累現象，所
以一般應防止水質的大幅度波動和長時間的沖擊。由於%&!
』 對環境也有一定的危害，會引起水體富營
養化，所以應對%&!
』 的排放進行一定控制，可以進
一步反硝化處理，使%&!
』 轉化為%"。對於(—(—&
工藝的處理效果，迴流比、碳氮比、溶解氧、)* 和溫
度等都是主要因素，這些都應該視廢水的水質而
定。
!+ #+ "+ " 在煉油廢水中的應用
國內有的煉油廠廢水處理採用隔油池—氣浮池
—生物濾塔—活性污泥池處理，其實這種工藝對
,&-、,%、.&-、石油類、揮發酚、懸浮物的去除效果
較好，但對氨氮的降解效果很差，致使出水中%*!/%
不能達到國家排放標准。經過中試研究，提出& 0 &
和( 0 & 生化處理工藝，其結果表明這兩種工藝都能
使處理後出水的%*!/% 以及其它控制指標達到國家
排放標准。& 0 & 工藝流程為：煉廠隔油出水—氣浮
池—一氧池—一沉池—硝化池—二沉池—處理後廢
水（外排），其主要生化系統包括一氧池和硝化池。一
氧池中優勢菌種為異養菌，通過代謝活動降解有機
物，而硝化池中的優勢菌種為硝化菌，主要將%*!/%
轉化為%&!
』 。( 0 & 工藝流程為：煉廠隔油出水—氣
浮池—調節池—缺氧池—一沉池—硝化池—二沉池
—處理後廢水（外排），其中處理後廢水部分迴流至
調節池與氣浮出水混合。其生化系統主要包括硝化
池和缺氧池，硝化池中的優勢菌種為硝化菌，主要將
氨態氮轉化為硝態氮；缺氧池中優勢菌種為反硝化
菌，使硝化池部分迴流水和氣浮出水的混合水中硝
態氮轉化為%"，並降解有機物。這兩種工藝相對來說
運行比較穩定，耐沖擊力較強。
!+ " 高濃度氨氮廢水
對於較高濃度氨氮廢水用一種方法處理，很難
達到國家排放標准，所以對於高濃度氨氮廢水可用
聯合法處理以達到排放要求。
!+ "+ # 吹脫法1 生物法應用
某些制葯廠由於工藝原因產生的部分高濃度氨
氮廢水，不適宜於直接用生物硝化處理，處理後很難
達到排放標准，但基於各種方法的比較研究，若對氨
氮廢水先進行吹脫，大大降低%*!/% 濃度，後與其它
廢水混合進入生化處理系統進一步處理，則出水水
質將會大有改觀，只是廢水中氨氮通常以氨離子和
游離氨形態相互平衡存在，)* 值為中性時主要以
%*2
1 存在，鹼性時主要以%*! 形式存在。吹脫效率
與)* 值和溫度有直接關系，應該做試驗確定最佳吹
脫條件，達到最佳效果。
!+ "+ " 吹脫法1 折點氯化應用
對於某材料廠的%*2,3 工業廢水的研究比較，
單一的吹脫法處理無法達到排放要求，採用閉路吹
脫鹽酸液吸收回收%*2,3 與折點加氯法4 $ 5 聯合使
用，既可達到較好的處理效果，又能回收液態或固態
氯化胺返回工藝使用或外銷，大大降低了處理成
本。其折點加氯法化學反應式如下：
%*2
1 1 *&,3*%*",3（一氯胺）1 *"& 1 *1
%*",3 1 *&,3*%*,3"
（二氯胺）1 *"&
%*,3" 1 *&,3*%,3! 6 三氯胺或三氯化氮）1 *"&
一氯胺進一步氧化為氮：
"%*",3 1 *&,3*%" 1 *"& 1 !*1 1 !,3 』
二氯胺經下列反應生成硝酸鹽：
%*,3" 1 *"&*%*（&*）1 *1 1 ",3 』
%*（&*）,3 1 "*&,3*%&!
』 1 !,3 』 1 2*1
三氯胺在水中是呈穩定狀態的。吹脫的含氮氣
體用鹽酸溶液進行二段循環吸收，反應為：
%*! 1 *,3*%*2,3
該方法既回收了有價物質，又消除了二次污染，
其工藝是脫氨氮的理想方法。
綜上所述，氨氮廢水治理技術的主要方法是生
物脫氮法和吹脫法及它們的聯合應用，作者認為：氨
氮廢水治理技術發展重點是改善現有工藝條件，降
低成本，同時開發新的治理方法。有研究指出4 7 5，鑒
於考慮到生物脫氮反硝化過程中可能出現的碳源不
足及硝化過程中可能出現的%&"
』 的積累，如果人為
地加以引導，使%*! 以%*! %&"
』 %" 的脫氮
途徑進行，即以%&"
』 作為硝化反應的終點，則無凝
可以降低能耗，若需要外加碳源時，還可以降低脫氮
對有機碳源數量的要求。當然，生物脫氮是一個十分
復雜的生化過程，不易控制，對於以%&"
』 作為硝化
終點的脫氮過程有待進一步研究。另外，在曝氣池中
使用懸浮填料4 #8 5 也是現今的研究開發方向，但還較
少應用於工業廢水方面，其密度接近於水，使用時直
接加於曝氣池中，在曝氣時懸浮於水中並均勻全池
流化，使固、液、氣三相充分接觸，污染物質被很快降
解，懸浮填料生物膜( 0 & 工藝可提高耐沖擊力且只
需迴流二沉池中硝化水，而無須污泥迴流，動力消耗
低，運行管理方便。
2 結語
對氨氮廢水的處理，至今還沒有尋找到一種通
用的有效方法。目前，無論是用物化法、生物法或物化T 生物聯合法處理廢水，對其處理技術的正確選
擇應從以下幾點綜合考慮：
1 提供改進生產技術和改變生產原料以減少廢水量及降低氨氮濃度的機會；
2與優化的水利用計劃、良好的工廠管理及可能的副產品回收相結合；
3用其它方法代替，包括物化法和生物法；
4能夠經濟地處理廢水中的氨氮。

❷ 工業水處理的發展現狀

隨著我國工業的發展，工業廢水的排放量日益增加，工業廢水對流域環境及居民健康造成了一定的影響。近幾年來我國越來越注重工業廢水的治理，2011年2月，國務院批准了《重金屬污染綜合防治「十二五」規劃》，以解決工業廢水治理的難點問題。可以預見，未來五年內，國家將進一步加大工業廢水的治理力度。
據環境統計數據顯示，2008年，中國工業廢水排放量241.7億噸，佔全國污水排放總量的42.3%，工巨量工業廢水的排放不僅僅使水資源浪費，還會造成嚴重的環境污染。
2010年10月份，在主要產生工業廢水行業中，紡織業增長10.5%，化學原料及化學品製造業增長13.3%，非金屬礦物製品增長17%，通信設備、計算機及其他電子設備製造業增長13.3%，電力、熱力的生產和供應業增長6.8%，黑色金屬冶煉及壓延加工業增長4.6%。
從行業的市場容量來看，2008年，我國工業廢水排放總量為241.7萬噸，占廢水排放總量的42%，比上年減少2%，工業廢水COD排放量為457.6萬噸，佔COD排放總量的34.6%，比上年減少10.5%，工業氨氮排放量29.7萬噸，占氨氮排放總量的23.4%，比上年減少了12.9%。在工業治污方面，2008年雖然取得了一定的成績。
從技術角度講，越來越多先進的工業污水處理技術將改善工業污水處理質量，節約成本，有利於促進工業廢水處理行業的發展。同時泵業的發展也極大的促進了排水、水處理問題，如今年即將開展的2012中國臨沂第三屆國際給排水·水處理及泵閥管道展覽會，第14屆中國青島國際給排水、水處理及管泵閥展覽會等等。如今的排污泵、污水泵、排水泵等等眾多泵設備在工業水處理方面也發揮了很大的作用，除了常用的工業水處理劑，我們有必要挖掘一下泵閥在工業水處理方面的潛能，從多個方面，盡最大可能的為工業水處理做貢獻。

❸ 結合環境工程知識和實際，談談污水處理技術的現狀及發展趨勢

由於水資源的短缺，及污水排放量的逐年增加，水污染仍然是一個嚴重的環境和回社會問題。答隨著各種水質法規的越來越嚴格，水污染已經成為一個大多數工業部門關心和重視的首要問題。目前使用較為廣泛的技術和工藝有：有化學沉澱工藝，膜處理工藝，電化學技術,吸附工藝等。浙大哲博檢測近年研究表明，反滲透法和離子交換法在水處理中應用廣泛，反滲透水處理法因具有：佔地面積小、運行費用低、不存在二次污染、出水穩定、自動化程度高等優點，已逐步替代了離子交換水處理法，成為純水制備、廢水處理的主要技術，並在純凈水處理、醫葯行業用水、海水淡化、冷卻塔補給水、鍋爐補給水等行業得到大量的應用。

❹ 工業水處理發展現狀與趨勢怎樣

在工業的迅猛發展下，我國取得了經濟的高速增長，同時環境污染也成為過去版遺留下來的問題。經權過近幾年的努力，我國在城市污水處理技術方面取得了較大的成就，成果豐碩。作為一片尚待開辟的「藍海」，水處理市場前景非常樂觀。
據前瞻產業研究院《中國污水處理行業市場前瞻與投資分析報告》顯示，我國現有自來水廠4000多家，污水處理廠3500多座，隨著污水處理設施的逐步完善，我國污水處理率目前已升至高位。截至2016年末，城市污水處理率已達到93.4%，縣城污水處理率也達到了87.4%。
隨著工業環保呼聲日漸升高，工業廢水治理需求無處不在。製造企業不再只通過高端技術與工藝佔領市場，同時也依靠綠色、精準的戰略規則引領企業發展。當前，我國污水處理設備產品結構正向著精細化、智能化等方向升級，包括一體化污水處理設備、工業水處理設備、污泥脫水設備、海水淡化設備、紫外線殺菌器等細分板塊有望繼續保持增長，新興領域極有可能成為污水處理設備產業下一個發力點。

❺ 污水處理行業現狀分析及發展趨勢是什麼

維拓環境十萬伏特團隊為你解答。

（1）污水處理行業現狀分析：

市政污水的主版要來源為生活污水，近年權來我國生活污水排放量持續增加，2014 年我國城鎮生活污水排放量為510.3 億噸，同比增長5.19%。全國污水排放呈現出地區差異，其中東部地區人口稠密、經濟發達，生活污水排放量較多，根據2013 年環境統計年報的數據，全國城鎮生活污水排放量前3位依次是廣東、江蘇、山東，分別佔全國城鎮生活污水排放量的14.3%、7.7%和6.5%。

（2）污水處理發展趨勢：

隨著「十三五」規劃出台，2016年兩會中央政府工作報告進一步明確，要大力發展節能環保產業，將其培育成我國發展的一大支柱產業。發展前景良好。