稀土行業(yè)氨氮廢水治理

摘 要:本文首先對氨氮廢水處理現(xiàn)狀進行簡要概述，然后介紹了幾種目前常用的氨氮廢水處理技術(shù)，最后對稀土行業(yè)的氨氮廢水處理提出了幾點意見。

關(guān)鍵詞:氨氮廢水 稀土行業(yè) 處理方法

中圖分類號:X7文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0146-02

1 概述

稀土在濕法冶煉的過程中，會產(chǎn)生大量的氨氮廢水，這是使水體富營養(yǎng)化的重要因素。廢水會增加水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，從而加快了藻類的繁殖速度，縮短了其生長周期，適宜的環(huán)境下甚至?xí)?dǎo)致藻類的就暴發(fā)性繁殖;這又會減少水體中的氧氣大量，從而造成大量動植物死亡，赤潮現(xiàn)象便出現(xiàn)了。氨氮廢水對水體有十分嚴重的危害:它會使水體透明度降低;使水體發(fā)出難聞的氣味;使水體中有毒物質(zhì)增加;水體中溶解的氧也會受到影響;最終使得水體的生態(tài)平衡遭到破壞。

在稀土濕法的冶煉過程中，產(chǎn)生的氨氮廢水濃度差異很大，甚至對于同一工廠而言，不同工序的廢水的濃度也是不相同的。而選擇什么樣的氨氮處理技術(shù)是和氨氮的濃度有著密切的聯(lián)系。對于給定的廢水，氨氮的處理選用何種技術(shù)主要是由水的性質(zhì)、最終的處理效果及其處理的經(jīng)濟性所決定。

2 幾種氨氮廢水的處理方法

2.1 直接蒸發(fā)結(jié)晶

該方法只對于含銨鹽很高的廢水，而且廢水中雜質(zhì)較少的情況較適用，該方法在工業(yè)上比較常用。將其直接加熱蒸發(fā)，然后把水以蒸餾水或者熱水方式進行循環(huán)利用，將銨鹽回收，回收方式是結(jié)晶。利用該法可使產(chǎn)品價格與消耗蒸汽成本進行相互抵消，使經(jīng)濟效益得到實現(xiàn)。

2.2 沸石吸附法

沸石吸附法指的是沸石離子與廢水中游離銨離子或者氨進行交換，從而將生活污水與工業(yè)污水中的氨氮去除。沸石實際上是硅質(zhì)的一直陽離子交換劑，其成本較低，pH對其吸附能力影響較大。沸石與離子氨離子交換的作用小于非離子氨吸附作用。該方法對于中低濃度氨氮廢水較適用，即小于40mg/L的氨氮廢水。高濃度氨氮廢水用此法處理，沸石會頻繁的再生，從而給操作帶來很大困難。

2.3 折點氯化法

折點氯化法的反應(yīng)機理可用下面的方程式來表示:

具體操作:先在廢水中通入氯氣，在某一點時，氨濃度會降之0，此時，游離的氯含量也是最低的，該方法即折點氯化法。在此凈化的過程中，產(chǎn)生的是氮氣，它的無毒無害的，這正好與清潔化生產(chǎn)的要求相符。在處理時，氯氣的實際需求量由pH、溫度、和氨氮的濃度所決定。通常情況下，將1mg的氨氮氧化大約需要加9到10毫克氯氣。選擇條件:pH6到7，接觸時間半小時。此時有較好的反應(yīng)效果，其處理率能達到90-100%，投資少，處理效果不僅穩(wěn)定，而且它受廢水溫度影響較小。但是該方法的運行費用卻很高。在稀土行業(yè)，對于碳沉工序氨氮的廢水處理可用此法，而萃取工序中的氨氮廢水中含有機物，它會同氯氣反應(yīng)生產(chǎn)氯代的有機化合物，這就給分離帶來困難，使氨氮廢水的處理費用增加。

2.4 吹脫法與汽提法

吹脫法除氨的反應(yīng)機理可用以下的化學(xué)方程式來表示:

該法是充分利用水中的氨氮實際濃度和平衡濃度間的不同而反應(yīng)的，將氨氮轉(zhuǎn)至氣相后將其而除去，在廢水中，氨氮的存在形式是:銨離子與游離的氨處于平衡的狀態(tài)。由上述的化學(xué)反應(yīng)方程式可知，廢水在堿性狀態(tài)下，才能將離子態(tài)氨轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿討B(tài)的氨，再通入空氣，最好把氨吹脫出來。但是該吹脫效果受很多因素的影響都較大，比如:水溫、水力的負荷、氣水比等。有人曾對此做過研究，一般來說，在水溫大于30℃時，pH在10.8到11.5，氣水體積比在2500到5000m3/m3，此時的吹脫法對于除氨的效果良好，去除率也較高。該法易行，處理效果比較穩(wěn)定。

汽提法和吹脫法的處理記錄基本一致，該法主要受蒸汽壓力和塔型影響。汽提法雖然氨的去除率較高，但其成本較高，工業(yè)化較困難。

2.5 土壤灌溉

土壤灌溉即是對于濃度較低的氨氮廢水通常濃度小于50mL/L，在去除重金屬、病菌、有機物這些有害物質(zhì)之后，再將其用作農(nóng)作物的肥料，這既可以為農(nóng)業(yè)提供穩(wěn)定的灌溉水源，又可以避免水體的富營養(yǎng)化，使水資源的利用率得到很大的提高。但是該方法受自然條件的約束，對于稀土主要產(chǎn)地而言——內(nèi)蒙古，該方法卻很難得到大規(guī)模的應(yīng)用。

2.6 電化學(xué)法

該法是間接的用氧化法將氨氮去除，該工藝主要受電流密度、水樣循環(huán)流速以及初始的pH等因素影響。該法雖然氨氮去除率很高，但其耗電量極大。

2.7 氧化法

臭氧氧化法是用臭氧將氨氮氧化成氮氣的一種方法。溫度、pH、氨氮的初始濃度對該法有很大影響。該法溫度要60攝氏度以上，所以不能大規(guī)模的實行。

2.8 微生物法

微生物法實際上是對自然界當(dāng)中的氮循環(huán)進行模擬，對好氧的硝化菌與兼性的反硝化菌充分利用，從而使水中含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨獾囊环N方法。該方法主要分為兩個階段即硝化過程和反硝化過程。微生物的脫氮技術(shù)雖然應(yīng)用越來越廣泛，但對于高濃度的氨氮處理該方法卻不太適用。

用化學(xué)方程式表示如下:

硝化過程:

反硝化過程如下:

2.9 電滲析法

電滲析法指的是在外加的直流電場下，離子交換膜具有選擇透過性，從而離子會從一部分水向另一部分水中遷移的一種物理化學(xué)過程。離子交換膜、隔板、夾緊裝置、電極是電滲器的主要組成部件。離子交換膜具有選擇性，可選擇不同電荷的離子透過。陽膜僅僅允許陽離子透過，陰膜則僅允許陰離子通過。外加直流電場對離子作用，水體中的陰陽離子便會做定向的遷移。電滲析器是由多層隔室來構(gòu)成的，其遷移方向是:陰陽離子由淡室向濃室遷移，最終將氨氮去除。但是離子交換膜較貴易壞，含鈣、鎂雜質(zhì)多的工業(yè)廢水通常不用此法。所以也很少用此法處理氨氮廢水。

3 關(guān)于稀土產(chǎn)業(yè)氨氮廢水的治理建議

稀土在濕法冶金過程中，其生產(chǎn)工藝會有不同，那么產(chǎn)生的廢水種類也不同，所以，這就要求不同企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的生產(chǎn)特點有自己的處理工藝。氨氮廢水的處理雖然有很多工藝，但是有的處理方法成本會比較高，有的處理方法對水質(zhì)要求極其嚴格，大多數(shù)的處理工藝均是在實驗室的研究階段，還未正式應(yīng)用于實際處理當(dāng)中。很多稀土企業(yè)僅僅對氨氮廢水進行部分處理，這不僅會造成環(huán)境污染，更對稀土工業(yè)可持續(xù)的發(fā)展很不利。依據(jù)上述特點提出幾點建議:對西部資源開發(fā)利用不能以環(huán)境污染為代價，企業(yè)、政府、社會應(yīng)對稀土氨氮廢水的處理及污染給予足夠的重視。同時，內(nèi)蒙古處稀土產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受稀土廢水的污染的影響極其嚴重;在對稀土的氨氮廢水進行處理時，最好分類治理;在氨氮廢水的處理過程中，盡量不要造成二次污染，還要對化工副產(chǎn)品進行回收，使廢水回用率提高，最終保證冶煉工藝的清潔化。

參考文獻

[1]全武剛，王繼徽.高濃度氨氮廢水處理現(xiàn)狀與發(fā)展[J].工業(yè)水處理，2002，22(9):9～12.

[2]胡孫林，鐘理.氨氮廢水處理技術(shù)[J].現(xiàn)代化工，2001，21(6):47～52.

[3]郝醒華，劉繼鳳，陳云偉.氨氮水處理技術(shù)研究[J].黑龍江大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2001，18(1):95～98.

[4]何卿，李峰.高濃度氨氮廢水處理試驗[J].江蘇環(huán)境科技，1999，12(4):12～14.

[5]丁思慧.用物化法對高濃度氨氮廢水的前期處理[J].安徽化工，2000，106(4):42～43.

[6]沈耀良.廢水生物處理新技術(shù)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，1999:196～221.

[7]王鵬.垃圾滲瀝液中氨氮的電化學(xué)氧化[J].中國環(huán)境科學(xué)，2000，20(4):289～291.