印染行业作为高耗水、高污染的典型工业领域,其废水中氨氮(NH₃-N)浓度常高达50-300 mg/L,远超《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)中规定的15 mg/L限值。氨氮若未经处理直接排放,会导致水体富营养化、破坏水生生态系统,同时增加后续氯化消毒过程中氯胺类消毒副产物的生成风险。因此,开发有效、经济的印染废水脱氮技术,对实现行业绿色转型具有重大意义。
印染废水氨氮处理的技术路径:据作用机制差异,处理技术可分为生物法、物化法和化学法三大体系,各方法在技术成熟度、成本效益及环境友好性方面呈现不同特性。
一、生物处理技术的革新
传统硝化-反硝化工艺
通过好氧硝化菌将氨氮氧化为硝酸盐,再经缺氧反硝化菌还原为氮气。但印染废水有机物浓度波动大,常需补充碳源(如甲醇)以维持反硝化效率,增加运行成本。
展开剩余70%厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺
在缺氧条件下,厌氧氨氧化菌直接以氨氮为电子供体、亚硝酸盐为电子受体,生成氮气。该技术无需外加碳源,污泥产量低,但启动周期长,对进水基质比例要求严格。
短程硝化-反硝化工艺
通过控制溶解氧和温度,将硝化过程截断在亚硝酸盐阶段,随后直接进行反硝化。较全程工艺节省25%曝气能耗,但需准确调控运行参数。
二、物化法的强化应用
空气吹脱法
利用氨氮的挥发性,通过调节pH>11使游离氨(NH₃)占优,辅以气液传质强化装置提高吹脱效率。但需配套碱液投加和尾气吸收装置,处理高浓度废水时易产生气溶胶二次污染。
吸附法
采用沸石、改性活性炭等吸附剂,通过离子交换或孔隙截留作用去除氨氮。吸附饱和后需再生,适用于低浓度废水的深度处理。
膜分离技术
纳滤膜对二价氨离子(NH₄⁺)具有选择透过性,可同步实现脱氮和染料分子截留。但膜污染问题突出,需定期化学清洗。
三、化学法的准确调控
折点氯化法
通过控制加氯量至折点,使氨氮被氧化为氮气。反应迅速且不受水温影响,但过量氯气需加脱氯工艺,药剂成本较高。
氨氮去除剂处理法
通过投加专用化学药剂(如含有氯氧化剂、催化组分及稳定剂的复合药剂),在特定pH条件下与氨氮发生氧化还原反应或络合沉淀。该法反应速率快,适用于突发高浓度氨氮冲击或深度处理场景。
电化学氧化
利用Ti/RuO₂等阳极材料,在电场作用下直接氧化氨氮为氮气或硝酸盐。处理效率与电流密度正相关,但电极寿命和能耗是制约因素。
MAP沉淀法
向废水中投加Mg²⁺和PO₄³⁻,生成磷酸铵镁(MgNH₄PO₄·6H₂O)沉淀。同步实现氮磷去除,但药剂投加量需准确控制。
四、技术瓶颈
当前印染废水脱氮仍面临三大挑战:
水质复杂性:染料分子及其降解产物对微生物活性产生抑制,影响生物处理效能;
成本效益平衡:物化法处理效率高但运行费用昂贵,生物法虽经济但需配套预处理单元;
工艺稳定性:实际运行中进水水质波动易导致处理系统崩溃。
五、结语
印染废水中氨氮的处理需突破单一技术局限,通过工艺集成创新与微生物调控,在保障处理效率的同时降低全生命周期成本。
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发布于:广东省