氨氮工業(yè)廢水的處理方法六之氧化法

  氨氮廢水的危害已經(jīng)引起環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的重視。繼《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》后，《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》再次將氨氮作為污水減排的約束性指標(biāo)。近年來，國內(nèi)外在氨氮工業(yè)廢水處理領(lǐng)域從多角度、多方位開展了大量的科學(xué)研究工作。

催化濕式氧化法：催化濕式氧化技術(shù)(catalysis wet air oxidation，CWAO)是在傳統(tǒng)的濕式氧化技術(shù)上發(fā)展起來的。是指有催化劑作用的情況下，在高溫、高壓的液相中，用氧氣或空氣作為氧化劑，氧化水中溶解態(tài)或懸浮態(tài)的有機(jī)物或還原態(tài)的無機(jī)物的一種處理方法 。該技術(shù)主要用于高濃度難降解的有機(jī)廢水、氨氮廢水生化處理的預(yù)處理以及有毒有害工業(yè)廢水。它包括均相催化氧化法和非均相催化氧化法。

均相催化氧化通常指氣-液相氧化反應(yīng)，習(xí)慣上稱為液相氧化反應(yīng)。雖然均相催化氧化的選擇性高、反應(yīng)器設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，但反應(yīng)介質(zhì)腐蝕嚴(yán)重，且催化劑回收難度大，從而制約了其應(yīng)用和發(fā)展。目前研究較多的是非均相催化氧化，主要是指在反應(yīng)體系中裝入固體催化劑，以空氣或氧氣作催化劑將廢水中眾多的難降解物質(zhì)*氧化為 CO2、H2O及 N2，不需再進(jìn)行后處理即可達(dá)標(biāo)，從而達(dá)到凈化的目的。該技術(shù)具有凈化效率高、流程簡單、占地面積小等特點(diǎn)。

影響催化濕式氧化法處理效果的因素有溫度、氨氮濃度、pH、催化劑特性、反應(yīng)時(shí)間、壓力、攪拌強(qiáng)度等。對(duì)臭氧濕式氧化氨氮的降解過程進(jìn)行了研究，在 pH較低時(shí)，主要是臭氧分子直接氧化機(jī)制；當(dāng) pH增大時(shí)，誘發(fā)產(chǎn)生一種氧化能力很強(qiáng)的 ·OH自由基，主要是自由基氧化機(jī)制，氧化速率會(huì)顯著加快，所以氨氮的臭氧濕式氧化降解應(yīng)在堿性條件( pH為 9～10)下進(jìn)行。

超臨界水氧化法：實(shí)際上超臨界水氧化法是在超臨界水狀態(tài)下進(jìn)行的催化濕式氧化法。它是把溫度和壓力升高到水的臨界點(diǎn)以上時(shí)進(jìn)行的催化氧化反應(yīng)。其特點(diǎn)是反應(yīng)迅速、效果好。 1995年 Austin建立商業(yè)性裝置，處理長鏈有機(jī)物和氨，去除率達(dá)到 99.99%，氨濃度低于 1.3mg/L。但其主要問題是設(shè)備腐蝕較嚴(yán)重，需確定能*消除污染物又腐蝕小的操作條件，另外其設(shè)備投資也較大。目前該技術(shù)在國內(nèi)起步較晚，報(bào)道較少，雖然在國外出現(xiàn)了很多新的成果，但離實(shí)用化還有較大距離。

電催化氧化法：電催化氧化技術(shù)處理氨氮廢水的原理可能有兩種途徑發(fā)生氨的氧化反應(yīng)：

①氨的直接電氧化 ，即氨直接參與電極反應(yīng)，被氧化成氮?dú)饷摮?；②氨的間接電氧化 ，即通過電極反應(yīng)，生成氧化性物質(zhì)，該物質(zhì)再與氨反應(yīng)，使氨降解、脫除。用電催化氧化技術(shù)對(duì)化肥廠廢水進(jìn)行了研究，結(jié)果表明氨氮脫除效率除了與電流密度、電解時(shí)間、 NH4+-N濃度、 pH有關(guān)外，還與陽極、陰極、電極面積等因素有關(guān)。該法流程簡單，但操作成本較高。

氨催化氧化分解所用的催化劑大多是貴金屬或添加稀土元素的過渡金屬，雖然其表現(xiàn)出較好的催化效果和穩(wěn)定性，但是其昂貴的價(jià)格限制了它的工業(yè)應(yīng)用。