高氨氮废水概况与解决方案详解

一、高氨氮废水成分与来源

高氨氮废水是指氨氮含量较高的一类废水，通常氨氮含量在100毫克/升以上，有些行业甚至超过1000毫克/升，甚至达到10000毫克/升。废水中氨氮的构成主要有两种：一是氨水形成的氨氮，二是无机氨形成的氨氮，如硫酸铵、氯化铵等。

高氨氮废水的来源广泛，主要包括：

• 化工行业：在化工产品生产过程中，如合成氨、化肥等，氮元素是重要组成部分，在反应过程中不可避免会有氨氮进入废水。

• 医药行业：制药过程中的一些反应、提纯等环节会产生高氨氮废水，比如某些药物的合成、抗生素生产等。

• 垃圾填埋场：垃圾在自然降解过程中会产生渗滤液，其中含有较高浓度的氨氮。

• 食品行业：食品加工过程中，像肉类加工的清洗、腌制，以及一些食品发酵过程等会产生氨氮废水。例如味精生产过程中会排出大量高氨氮废水。

• 焦化行业：焦炭生产过程中的熄焦、煤气净化等工序会产生含氨氮的废水。

• 养殖行业：畜禽养殖过程中，动物的粪便、尿液等排泄物如果未经有效处理，会形成高氨氮废水。

• 生活污水：生活污水中含氮有机物分解也会产生氨氮，虽然浓度相对较低，但由于生活污水排放量巨大，也是氨氮废水的一个重要来源。

• 农田排水：农业生产中使用的化肥、农药等，经过雨水冲刷和农田灌溉排水，会带入一定量的氨氮进入水体。

• 其他行业：如PCB线路板生产、有色金属冶炼、煤化工等行业也会产生高氨氮废水。

二、高氨氮废水处理案例详解

案例一：某化工生产企业高氨氮废水处理

• 案例背景：

• 企业概况：某颜料有限公司是中国氧化铁行业生产量最大、销售量最高、出口创汇最多的化工企业，年产氧化铁颜料92000吨。

• 废水来源：所排放的废水主要是生产工艺废水和地面冲洗废水。

• 废水水质：设计处理量为3000m³/d，进水NH3-N质量浓度高达1200mg/L。

• 处理要求：经处理后直接排放，要求达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级排放标准。

• 工艺选择原因：由于废水水量大，而COD较低，若采用A-O生物脱氮工艺，须补充大量有机碳，运行成本会增大。且生化系统的运行调试周期长达数月。因此，选择了高效吹脱+折点氯化法。

• 处理工艺：

• 原理：利用次氯酸钠的强氧化性，使废水中的NH3-N转化为N2。

• 操作条件：控制次氯酸钠的加入量，使氨氮与次氯酸钠的质量比为1:7，同时控制废水的pH在6.5～8.5之间。

• 效果：氯化塔出水NH3-N质量浓度基本在15mg/L以下。

• 原理：吹脱法用于脱除水中氨氮，即将气体通入水中，使气液相相互充分接触，使水中溶解的游离氨穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的。

• 操作条件：运行时控制进水pH为11.2。

• 效果：出水氨氮质量浓度在65mg/L左右。

• 高效吹脱法：

• 折点氯化法：

• 处理效果：

• 出水水质：出水NH3-N质量浓度小于15mg/L，达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准。

• 运行成本：废水处理运行成本为11.30元/m³，其中电费1.74元/m³、药剂费9.52元/m³、人工0.04元/m³。

• 稳定性：整个工程调试顺利，自达到设计要求和处理能力后，连续运行至今效果一直很好。

案例二：湖北某化肥厂废水除氨氮项目

• 案例背景：

• 企业概况：湖北某化肥厂，其生产过程中产生的废水对环境的影响不容忽视，尤其是合成氨、尿素等环节，会产生大量富含氨氮的废水。

• 废水水质：处理水量为200吨/小时，进水氨氮浓度高达380ppm（即380mg/L），排放要求做到5ppm（即5mg/L）以内。

• 处理要求：实现废水除氨氮目标，同时考虑经济效益与环境效益。

• 处理工艺：

• 石英砂过滤：去除废水中的大颗粒悬浮物。

• 活性炭过滤：利用活性炭的强吸附性能，吸附废水中的有机污染物、颜色、异味及部分重金属离子。

• 保安过滤：确保进入离子交换树脂系统的水质达到极高的洁净度，避免树脂堵塞或性能下降。

• 除氨氮树脂离子交换：以其独特的选择性吸附特性，精准捕获废水中的氨氮分子，实现氨氮的高效去除。

• 工艺流程：石英砂过滤+活性炭过滤+保安过滤+除氨氮树脂离子交换。

• 工艺原理：通过磺酸基官能团捕捉铵根离子，实现氨氮的高效去除。

• 各单元作用：

• 处理效果：

• 出水水质：出水氨氮浓度稳定在1ppm（即1mg/L）以下，远低于客户要求的5ppm排放限值。

• 经济效益：通过树脂再生过程中产生的硫酸铵浓缩液，利用厂内现有的蒸发器设备，成功将其转化为具有市场价值的铵盐产品，显著降低了废水处理成本，提升了经济效益。

• 环境效益：实现了废水中有价资源的有效回收与再利用，践行了环保治理价值化的理念。

三、高氨氮废水处理技术分类与效果

四、高氨氮废水综合解决方案

1. 源头控制：

• 优化生产工艺，减少氨氮的使用和排放，采用清洁生产技术，从源头上减少高氨氮废水的产生。

• 分类收集和处理高氨氮废水，避免与其他废水混合，降低处理难度和成本。

2. 过程管理：

• 加强废水产生环节的管理，减少废水产生量，提高水资源利用效率。

• 对高氨氮废水进行预处理，如调节pH值、去除悬浮物等，降低后续处理难度。

3. 末端治理：

• 根据废水特性选择合适的处理工艺，如物理法、化学法、生物法或组合技术，确保废水稳定达标排放。

• 加强处理设施的运行管理，定期维护和检修设备，确保处理效果稳定可靠。

4. 资源循环：

• 回收处理过程中产生的有用物质，如氨氮、有机物等，实现资源循环利用。

• 废水回用，减少新鲜水消耗，降低处理成本，同时减轻对环境的压力。

5. 技术创新：

• 研发高效、低耗、环保的处理技术和设备，提高处理效率和稳定性。

• 推广智能化监测系统和在线控制系统，实现废水处理的精准控制和优化运行。

6. 政策与法规：

• 严格遵守国家和地方环保法规，确保废水处理达标排放，避免环境污染。

• 加强环保监管和执法力度，严厉打击非法排放行为，维护环境秩序。