制革废水中氨氮脱除方法的研究进展_吕凌云

西部皮革第31卷制革废水中氨氮脱除方法的研究进展吕凌云，马兴元，牛艳芳（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安710021）摘要：综述了制革废水中氨氮处理的主要方法，阐述了物理化学法、生物法和新型生物脱氮法氨氮的去除原理和应用研究进展。分析了制革废水氨氮处理工艺中存在的主要问题，提出了相关的解决方法。关键词：制革废水；氨氮；物理化学法；生物法中图分类号：X794文献标识码：A文章编号：1671-1602（2009）15-0022-05AdvancesinAmmonia-NitrogenRemovalofTanneryWastewaterLVLing-yun,MAXing-yuan,NIUYan-fang（CollegeofResource&Environment，ShaanxiUniversityofScienceandTechnology，Xi'an710021,China）Abstract:Theprimarytreatmentmethodsusedforammonia-nitrogenremovaloftannerywastewater,suchasphysical-chemicalprocess,biochemicaltreatmentprocessandsomenewtypemethods,weresummarized,andtheammonia-nitrogenremovalmechanismsandsomeproblemswerealsointroduced.Finallysomerelatedsolutionswereputforward.Keywords:tannerywastewater;ammonia-nitrogen;physical-chemicalprocess;biochemicaltreatmentprocess收稿日期：2009-06-02基金项目：本研究得到陕西科技大学博士科研基金（BJ09-05）资助第一作者简介：吕凌云（1985-），女，在读硕士生。E-mail：daixue01@163.com。1前言氨氮是废水中常见的污染物之一，制革废水中的氨氮主要以有机氮、氨态氮（简称氨氮，NH3-N）、亚硝酸盐氮（亚硝态氮，NO2-N）、硝酸盐氮（硝态氮，NO3-N）等形态存在[1]。制革废水是一种高浓度的有机工业废水，不仅污染负荷高、成分复杂、含Cr（Ⅲ）和硫化物等有毒物质，而且有较高的氨氮含量。目前制革废水在经过适当处理后，COD、BOD、S2-、Cr3+等指标已能达到排放标准的要求。但近年来由于氨氮含量过高导致水环境质量恶化，引起了社会对各类污水中氨氮去除的日益关注，国家的相关标准也开始限制处理后制革废水中的氨氮含量。根据《污水综合排放标准》中的三级标准NH3-N＜25mg/L、一级标准NH3-N＜15mg/L可知，研究经济合理的工艺去除制革废水中的氨氮，是紧迫而实际的[2]。2制革废水中氨氮的主要来源传统制革过程产生氨氮最多的工序是脱毛、脱灰和软化工序，它们是制革废水氨氮污染的主要来源。其主要原因是制革的原料皮本身含大量的胶原蛋白，制革过程中，毛发和胶原蛋白的分解会释放大量有机氮，在脱灰的过程中要投加大量的铵盐，以及其它一些未被吸收的含氮皮31卷第15期2009年8月西部皮革WESTLEATHERVol.31No.15Aug.200922第15期革化学品，使得制革综合废水的氨氮质量浓度高达300~600mg/L[3-5]。3制革废水中氨氮的去除方法氨氮去除基本原理是使有机氮、氨氮向亚硝态氮、硝态氮转化，并最终以氮气的形式逸出，从而使出水中氨氮浓度达到国家排放标准[3]。目前适用于皮革废水氨氮处理的技术主要分为两大类：一类是物化处理技术，包括折点氯化法、吹脱（或汽提）、化学沉淀、离子交换、膜吸收、湿式氧化和电渗析等；另一类是生物脱氮技术。3.1物理化学处理法折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通人废水中，当其投加量达到某一点时，水中游离氯最低而氨的浓度降为零，当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯又会增多。因此，该点称为折点。该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气[1]。其总反应式为：NH4++1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5C1-此法设备少，投资省，反应速度快，能高效脱氮。但是操作要求高，运行成本高，会产生有害气体。它适用于各种浓度的废水，但多用于低浓度的废水。吹脱法处理含氨废水是实际工程中常用的方法之一，其基本原理是亨利定律，利用铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的气液相相平衡的关系来进行氨的分离，是一个传质的过程。利用废水中铵离子和溶解氨气的化学平衡，将废水pH值调节至适当的碱性，使绝大部分铵转化为溶解氨气（其pH=9.3，随着p