發布時間:2025-04-10
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隨著我國畜禽養殖業的快速發展,養殖廢水排放問題日益突出。養殖廢水中含有高濃度的氨氮、有機物和磷等污染物,若未經妥善處理直接排放,將對水環境造成嚴重污染。在許多地區,防止飲用水源污染和水體富營養化已成為水污染防治的重要任務,特別是在缺水地區,實現污水資源化利用已提上議事日程。進入水體的氮磷營養來源多樣,其中人類活動造成的污染主要包括:工業和生活污水直接排放、污水處理廠出水、農業面源污染(肥料、農藥和動物糞便)以及城市來源(人糞便、工業污水和高磷洗滌劑)。養殖廢水作為重要的農業面源污染源,其高效處理與資源化利用具有重要意義。
養殖廢水處理面臨獨特挑戰:
1、毒性問題:游離氨對微生物和水生生物具有直接毒害作用;
2、處理難度:高氨氮導致碳氮比失衡,影響傳統生物處理效果;
3、資源浪費:氨氮作為有價值的營養元素直接去除造成資源浪費;
4、二次污染風險:傳統脫氮工藝可能產生溫室氣體排放或污泥處置問題。
氨氮去除設備工藝原理:廢水中的氮一般以有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等4種形態存在,生活污水中氮的存在形式是以有機氮和氨氮為主的,其中有機氮大約占到40%~50%,氨氮占50%~60%,一般情況下,生活污水中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮含量很低,不超過氨氮總量的1%。
脫氮方法:
傳統脫氮工藝可區分為生物脫氮和物理化學方法脫氮。在生物脫氮系統中,不但要去除有機物,還要將污水中的有機氮和氨氮通過硝化—反硝化過程轉化為氮氣,終從污水中去除。物理化學脫氮方法不包括有機氮轉化為氨氮和氨氮氧化為硝酸鹽的過程,通常只能去除氨氮。對于城市污水而言,一般來說生物脫氮的可行性和經濟性要優于其他脫氮工藝。但在某些特殊情況下,采用物理化學方法脫氮更適用。
1、傳統生物脫氮
傳統生物脫氮技術是通過氨化、硝化、反硝化以及同化作用來完成。傳統生物脫氮的工藝成熟,脫氮效果較好。但存在工藝流程長、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺點。
2、氨吹脫
包括蒸汽吹脫法和空氣吹脫法,其機理是將廢水調至堿性,然后在吹脫塔中通入空氣或蒸汽,經過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫出來。此法工藝簡單,效果穩定,適用性強,投資較低。但能耗大,有二次污染。
3、離子交換
離子交換法實際上是利用不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其它同性離子(NH4+)發生交換反應,從而將廢水中的NH4+牢固地吸附在離子交換劑表面,達到脫除氨氮的目的。雖然離子交換法去除廢水中的氨氮取得了一定的效果,但樹脂用量大、再生難,,導致運行費用高,有二次污染。
4、膜過濾
利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便,氨氮回收率高,無二次污染,但投資成本太大,而且對廢水的水質要求太高,尤其是鹽度等。
5、折點加氯法
折點加氯法是投加過量的氯或次氯酸鈉,使廢水中的氨氮氧化成氮氣的化學脫氮工藝。該方法的處理效率可達到90% ~100%,處理效果穩定,不受水溫影響。但運行費用高,副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。
隨著技術進步和環保要求提高,氨氮回收技術有望成為養殖廢水處理的主流選擇,為水產養殖業可持續發展提供有力支撐,同時為應對全球氮危機和推動循環經濟發展做出貢獻。