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　　2、工艺探讨

　　针对以上生产工艺水质情况，目前我国传统处理工艺为：调节池+混凝沉淀+活性污泥法+深度过滤处理工艺。经过实验室小试，此工艺经过活性污泥法处理后的出水CODcr为100～150mg/L，废水中部分难生物降解的部分有机物不能去除，达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准出水CODcr为50mg/L要求。为此我们在原传统工艺的基础上进行了改造，工艺流程如下：集水池+沉淀调节池+混凝气浮池+水解酸化+好氧处理法+沉淀池+浓缩罐+DF膜。

　　3、工艺说明

　　3.1 预处理系统

　　流程：集水池+沉淀调节池+混凝气浮池

　　来水由集水池收集后经提升泵送入沉淀调节池，通过重力沉淀去除水中的悬浮物质并确保水质均匀稳定，出水自流入混凝气浮池，池底沉淀物则定期排入污泥池。

　　混凝气浮池采用加压溶气气浮，浮上法是一种有效的固-液和液-液分离方法，常用与对那些颗粒密度较小或小于水的细小颗粒的分离;浮上法净水的原理是设法在水中通入或产生大量的微细气泡，便其粘附于杂质絮粒上，造成整体比重小于水的状态，并依靠浮力使其迅速上浮至水面，从而获得固液分离的一种净水方法。在本工艺通过混凝反应将水中小颗粒的悬浮物凝聚，生成大颗粒的絮状体，并通过气浮原理，将水中含有的细小悬浮颗粒等物质去除。经气浮后的出水自流入缓冲池，上层悬浮物及下层底泥均排入污泥池。

　　3.2 生化系统

　　流程：生化处理系统采用水解酸化+好氧处理法+沉淀池

　　水解酸化法是通过酸化菌作用将水中的难生物降解的大分子有机物质降解为易氧化分解的小分子的物质，提高污水的可生化性，为后续处理创造条件。

　　好氧处理，通过好氧异养型微生物代谢作用降解水中的有机物质。以达到去除水中有机物目的。

　　气浮后的出水由缓冲池提升泵送入酸化池，酸化池设脉冲布水装置，以保证池内污泥呈悬浮状态、泥水充分接触，并确保布水均匀稳定。

　　经过好氧处理后的出水自流入沉淀池进行泥水分离，上清液进入下级处理工艺，沉淀的活性污泥则由污泥回流泵送入好氧池，剩余污泥则排入污泥池。酸化与好氧均采用接触氧化方式。

　　3.3 DF膜处理系统

　　流程：DF膜处理系统为浓缩罐+DF膜

氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。一般以NH3-N表示。氨氮废水通常指含NH3和NH4+的废水。

　　人类生产生活的诸多方面导致氨氮废水的产生，如人类本身的吃喝拉撒、垃圾渗滤液等；农业方面的畜禽养殖和农田尾水；工业方面的冶金、化工、化肥、煤气、炼焦、柔革、味精、肉类加工等作业，都涉及到氨氮废水。

　　氨氮的危害：氨氮废水中逸出来氨气对人的眼、鼻、气管都有强烈的刺激作用。进入血液中的氨对人体的脑、心脏、肝脏、肾脏都会造成伤害;水体中的氨氮浓度过高，会造成富营养化，从而导致湖泊出现水华现象，海洋出现赤潮现象，进而危及水生动植物的生存;供水水源中氨氮浓度过高会引起供水管网的堵塞和腐蚀;饮用水中存在氨氮有可能转变成对人体毒害较大的NO2-N和NO3-N。

　　2、化学沉淀法原理

　　化学沉淀法是向废水中投加某些化学物质时，废液中待去除的组分与之反应生成沉淀，从而降低其浓度的方法。化学沉淀法脱除氨氮的基本原理是溶液中NH4+、Mg2+、PO43-三者的离子积大于MgNH4PO4的溶度积常数时，会自发生成沉淀。当向废水中投加一定量的镁盐和磷酸盐时，废水中的NH4+与之反应生成难溶性物质MgNH4PO4.6H2O(简称MAP)结晶，在重力作用下MAP从废水中分离出来，实现去除废水中氨氮的目的。

　　化学沉淀法可以处理各种浓度的氨氮废水，尤其适于处理高浓度的氨氮废水。其产物MAP是一种缓释肥料，俗称鸟粪石。磷酸铵镁经提纯后用途广泛，可以应用于医药卫生、造纸、涂料行业等。化学沉淀法是一种技术可行、经济合理的污水处理方法，如果能开发MAP作为肥料的价值，化学沉淀法处理氨氮废水的前景将更广阔。

　　3、研究现状

　　目前用于吸附氨氮的材料主要有沸石、生物炭、膨润土、粉煤灰等。而对于氨氮吸附机理的研究主要是对氨氮吸附热动力学研究，利用相关分析手段对分子基团层面的吸附机理研究较少。

　　3.1 沸石

　　沸石因其独特的结构特征、价格低廉以及分布广泛等优点成为氨氮废水吸附材料的研究热点。沸石内表面积很大，其晶格内部有很多大小均匀的孔穴跟孔道，其体积约为沸石晶体总体积的1/2左右，沸石具有良好的吸附性能。针对沸石改性研究以及吸附再生是当前研究热点。

　　3.2 片沸石

　　王文超以改性后的片沸石颗粒为吸附剂，研究其对氨氮废水的去除效果以及解吸率，结果表明，对于初始浓度为200mg/L的氨氮废水，其出水可达国家一级排放标准，解吸率可达91.29%。靳薛凯以浓度为0.1mol/L氢氧化钠作为再生剂，研究了沸石再生对氨氮去除效果的影响，发现再生沸石对氨氮的平均去除率仍然可达91%，通过表征分析发现，饱和片沸石再生后可恢复沸石原有的孔隙结构，且保持不变，新鲜的片沸石对氨氮的去除率和吸附量分别为75.65%和7.56mg/g。

　　3.3 其他吸附材料

　　郭祎阁等使用一种天然高分子材料壳聚糖吸附水中氨氮，对氨氮去除率可达74.35%。Couto等比较了改性黏土和改性沸石对氨氮废水的去除效果，改性后黏土对氨氮去除率达到96%，改性沸石可达81%。Wei等以二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酸为交联剂，在可溶性淀粉上交联制备两性水凝胶用于吸附废水中氨氮，吸附容量可达33.98mg/g。Zhang等以碳化硅酸盐为原料，采用碳化、活化、水热转化的方法制备了X型活性炭复合材料，用于水溶液中氨氮的脱除，结果表明X型活性炭复合材料是一种有效的氨氮去除吸附剂。Chen等对磷酸铵镁热分解产物对氨氮的吸附效果进行了研究，发现磷酸铵镁热解后可将氨及水全部脱除，热解产物对氨氮的大吸附量可达72.5mg/g，对于初始氨氮浓度为800mg/L的氨氮废水，去除率可达95%以上，再生研究表明，热解产物可以循环用于吸附氨氮废水。

　　4、化学法处理氨氮废水

　　4.1 化学沉淀法

　　应用化学沉淀法来进行废水脱氨氮，即向含氨氮废水投加适量的Mg2+与PO43-药剂，促使其与废水内含有的NH4+反应生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4·6H2O结晶沉淀，后对废水中剩余的氮磷进行回收处理。一般此种方法适用于高浓度氨氮废水的处理，可以保证至少90%的脱氮效率。并且，在确认废水内无毒害物质的条件下，沉淀脱除得到的磷酸氨镁可以作为一种缓释复合肥料使用。化学沉淀法在实际应用中工艺设计简单，反应过程稳定性高，受外界因素的干扰小，具有比较强的抗冲击能力，且可以保证较高脱氮效果。在实际操作中还需要注意控制药剂投加量，提前确定沉淀物应用方向，并且反应后废水中氨氮残留浓度较高，均需要采取相应的措施处理应对。

　　4.2 鸟粪石结晶法

　　20世纪60年代以来，人们开始研究应用化学沉淀法去除废水中的氨氮，并将其应用在实际废水处理中。

　　一般的化学沉淀法去除氨氮废水需要用到镁盐和磷酸盐两种药剂，后期处理成本较高，其应用受到一定的限制。而卤水碳铵法生产轻质氧化镁行业产生的废水中含有的大量的MgCl2，用化学沉淀法去除氨氮时，只需往废水中添加磷酸盐及少量的镁盐即可，这样就节省了大部分镁盐的费用，运行成本得以降低，副产物鸟粪石还可回收、制备高效缓释肥。鸟粪石中含N、P、Mg三种元素，可以用作缓释肥。二十世纪，人们发现鸟粪石中的五氧化二磷比磷酸钙中的五氧化二磷更易被植物吸收。因为植物在生长过程中，其根部会不断分泌柠檬酸等酸性物质，这样就增大了鸟粪石的溶解度，有利于农作物对营养成分的吸收，可以充分发挥鸟粪石结晶的肥效;鸟粪石不吸附重金属，作农肥时不会对农作物产生危害，被称作新世纪的肥料。鸟粪石结晶是一种优异的缓/控释肥。国外已成功地将鸟粪石结晶推向了市场。鸟粪石结晶在澳大利亚的市售价为200美元左右，在日本则约为500美元，在一些国家甚至达到了二千美元。

　　DF膜过滤技术把机械过滤与化学处理技术有效的相结合以达到分离的目的。DF处理系统包括浓缩池和DF膜处理装置两个组成部分。浓缩罐设置在DF膜前接受沉淀池出水，接受从膜系统不断回流的浓水，在罐中投加活性炭吸附部分有机物，活性炭颗粒物能起到擦洗膜内表面的污泥及污泥，达到维持膜的产水通量的目的。经活性炭处理后的污水通过提升泵进入DF膜系统，DF膜过滤是在压力和速度的驱使下，使悬浮物与液体分离，它是错流分离及过滤的过程，在每一膜组列中，污水经泵输送到膜管的流速很高，流速的料液与膜表面平行湍流，产生一个剪切力将沉积在膜上的悬浮物小化。经过过滤之后的清水达标外排，浓缩液回到浓缩罐内，整个系统是一个不断循环和浓缩的过程。

　　DF膜一般不需要反冲洗，只需要定期采用盐酸和次氯酸钠进行化学清洗，从而达到恢复通量的目的。