0、引言

氨基酸是同生命活動(dòng)有關(guān)的最基本的物質(zhì)，是構(gòu)成生物體蛋白質(zhì)的基本單位，與生物的生命活動(dòng)有著密切的關(guān)系。它在生物體內(nèi)具有特殊的生理功能，是生物體內(nèi)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)成分之一。氨基酸在化工、醫(yī)藥和食品等方面有著極其廣泛的用途。氨基酸通過(guò)生物發(fā)酵、化學(xué)方法等被人工大量生產(chǎn)合成。在氨基酸生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)排放大量的生產(chǎn)廢水，帶來(lái)許多嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，氨基酸生產(chǎn)行業(yè)廢水治理日益得到人們的重視。本文通過(guò)工程實(shí)踐總結(jié)，闡述了一種有效的氨基酸廢水治理方法。

1、污水組成及特點(diǎn)

氨基酸產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中一般會(huì)產(chǎn)生母液和洗水兩組廢水，兩種廢水組成成分基本相同。氨基酸母液廢水鹽分和ＣＯＤ值很高，鹽分主要為硫酸銨或氯化銨，氨氮濃度可以達(dá)到每升幾千至幾萬(wàn)毫克以上，ＣＯＤ的形成主要為生產(chǎn)過(guò)程中氨基酸產(chǎn)品和副反應(yīng)等的殘余物，ＣＯＤ濃度也在每升幾千甚至到幾萬(wàn)毫克。母液廢水水體相對(duì)較少。洗水主要為清洗氨基酸產(chǎn)品反應(yīng)容器過(guò)程形成，廢水中鹽分和污染物質(zhì)相對(duì)較低，氨氮和ＣＯＤ含量一般都在每升幾百到幾千毫克濃度。洗水水體相對(duì)較大，約為母液水量的3～5倍。

2、氨基酸生產(chǎn)廢水處理工藝方法

根據(jù)氨基酸廢水組成特點(diǎn)，該廢水組成共分濃水和洗液兩部分，廢水中主要污染物為氨氮和ＣＯＤ。本著節(jié)能減排資源化再生利用的原則，根據(jù)母液和洗水兩種廢水的組成特點(diǎn)，通過(guò)工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，可采取分別收集處理然后再綜合治理的措施。氨基酸母液水量相對(duì)較小，廢水中銨鹽（一般為硫酸銨或氯化銨）是氨基酸生產(chǎn)工藝過(guò)程合成的副產(chǎn)物，無(wú)重金屬或其他有毒有害物質(zhì)。母液中銨鹽濃度一般可以達(dá)到百分之十幾，銨鹽濃度較高，具有一定的回收利用價(jià)值，回收的硫酸銨或氯化銨一般可以作為化工原料或銨肥再利用。氨基酸母液的處理需要采取合理的回收處理工藝。氨基酸洗水廢水中氨氮和ＣＯＤ相對(duì)較低，水量是母液的幾倍，水量相對(duì)較大，廢水中銨鹽濃度較低，而且廢水中的氨氮和ＣＯＤ受生產(chǎn)過(guò)程和操作系統(tǒng)等原因影響，水質(zhì)水量變化較大，廢水采用直接回收利用工藝，一般回收成本較高，設(shè)備投資巨大，廢水中的有價(jià)值成分不利于回收再利用，一般采取物化或生物法等水處理工藝去除。

通過(guò)對(duì)氨基酸生產(chǎn)廢水組分分析，廢水中的氨氮和ＣＯＤ為主要治理對(duì)象。該廢水中的氨氮為廢水處理的重點(diǎn)難點(diǎn)。氨氮廢水可供選擇的處理方法通常有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法及生化法等。物理法有反滲透、土壤灌溉等；化學(xué)法有離子交換、折點(diǎn)加氯、含氨副產(chǎn)品生產(chǎn)、焚燒、催化裂解、電化學(xué)處理等；物理化學(xué)法有蒸餾法（即蒸汽汽提）、吹脫法等；生物法有藻類養(yǎng)殖、生物硝化等。雖然許多方法都能有效地去除氨氮，但目前只有幾種方法能在工程上真正用于含氨氮廢水的處理。處理技術(shù)的選擇主要取決于廢水的成分組成、要求達(dá)到的處理效果及經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程實(shí)例及資料介紹，目前處理氨氮廢水的實(shí)用方法主要有生物處理法、蒸餾法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法及吹脫法、膜濃縮法等。

2.1、傳統(tǒng)填料式的吹脫工藝

該工藝是利用廢水中所含的氨氮等揮發(fā)性物質(zhì)的實(shí)際濃度與平衡濃度之間存在的差異，在堿性條件下用空氣吹脫，使廢水中的氨氮等揮發(fā)性物質(zhì)不斷地由液相轉(zhuǎn)移到氣相中，從而達(dá)到從廢水中去除氨氮的目的。但由于氨氮在水中存在溶解平衡關(guān)系，當(dāng)氣液兩相的氨處于平衡狀態(tài)時(shí)，水中的氨氮將不能被吹脫逸出，因此該工藝不適用于高濃度氨氮廢水。且傳統(tǒng)填料式吹脫工藝還存在吹脫效率低、時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)溫度要求高、填料易結(jié)垢等缺點(diǎn)。

2.2、生化處理工藝

該工藝?yán)�用生物菌將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，再通過(guò)硝化與反硝化將硝態(tài)氮還原成氣態(tài)氮從水中逸出，從而達(dá)到脫氮的目的。但由于生物菌所能承受氨氮的濃度較低，一般不能超過(guò)200mg/L，當(dāng)氨氮高于200～300mg/L時(shí)，會(huì)抑制細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖。因此該工藝適用于氨氮含量低于200mg/L左右具備可生化性處理的低濃度氨氮廢水。

2.3、離子交換法

沸石是含水的鈣、鈉以及鋇、鉀的鋁硅酸鹽礦物，因其含有一價(jià)和二價(jià)陽(yáng)離子，具有離子交換性，因此沸石具有離子交換的能力，可將廢水中的ＮＨ＋4交換出來(lái)。該工藝的缺點(diǎn)是只適用于氨氮含量在50mg/L以下的廢水，且交換劑用量大需再生，再生頻繁，并且再生液需要再次脫氨氮。采用該工藝還要求對(duì)廢水作預(yù)處理以除去懸浮物，因此該法的成本較高，同等濃度下，處理費(fèi)用為其他工藝的1.5～2倍。

2.4、蒸氨汽提法

蒸氨氣提法也是利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系對(duì)氨氮進(jìn)行分離，該工藝先將廢水加堿將ｐＨ 調(diào)高，然后將蒸氣通入廢水中，當(dāng)蒸氣壓超過(guò)外界壓力時(shí)，廢水沸騰從而加速了氨氮等揮發(fā)性物質(zhì)的逸出過(guò)程。與傳統(tǒng)填料式吹脫相同的是，當(dāng)氣液兩相中氨達(dá)到平衡時(shí)，蒸氨氣提法也不能繼續(xù)使水中氨氮持續(xù)逸出，因此單次氣提也不能將氨氮完全脫除，若采用連續(xù)多次氣提進(jìn)行脫氮?jiǎng)t會(huì)大大增加投資成本和運(yùn)行成本。

2.5、膜法濃縮工藝

自從膜分離技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，人們很快就發(fā)現(xiàn)它在環(huán)境工程中的作用。在目前能源緊張、水資源缺乏和環(huán)境污染日益嚴(yán)重的年代，膜分離技術(shù)得到世界各國(guó)的重視，并已發(fā)展成為重要的產(chǎn)業(yè)，被認(rèn)為是20世紀(jì)末到21世紀(jì)中期最具發(fā)展前途的高技術(shù)之一。因膜分離技術(shù)分離的對(duì)象是流體，因此主要適用于廢水、廢液、廢氣的處理，即利用膜能截留廢水、廢氣中某些污染物而讓水或空氣透過(guò)，從而達(dá)到將污染物從水中脫除的目的。又例如在節(jié)流方面，膜法是凈水技術(shù)的前沿，膜法處理工業(yè)廢水具有低能耗、可實(shí)行閉路循環(huán)、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。由于膜分離技術(shù)在水處理方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，經(jīng)過(guò)近30年的開發(fā)，目前已廣泛用于工業(yè)廢水和生活污水的處理和凈化，成為世界各國(guó)競(jìng)相研究、開發(fā)和應(yīng)用的熱點(diǎn)。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

膜技術(shù)處理污水具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于膜材料生產(chǎn)技術(shù)的局限性和技術(shù)流程，膜在壓力下不可避免地會(huì)被栓塞，容易被污染，會(huì)斷絲，必須定期反洗、清潔、檢查，后期運(yùn)營(yíng)成本很高。因此膜應(yīng)用范圍還只是在生產(chǎn)純水系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。膜技術(shù)在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用，目前還處于應(yīng)用探索嘗試階段，受水質(zhì)影響很大，膜容易被污染堵塞、反沖洗維護(hù)頻率高、濃縮程度有限，濃縮液處理也相對(duì)麻煩。而且工業(yè)污水受生產(chǎn)工藝和操作水平影響，水質(zhì)也有較大區(qū)別，因此膜技術(shù)在工業(yè)污水的應(yīng)用，首先需要對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析，然后通過(guò)小試或中試確認(rèn)可使用后才可以應(yīng)用，或者結(jié)合其他處理工藝共同使用。

2.6、折點(diǎn)加氯工藝

折點(diǎn)加氯工藝是利用氯氣通入水中所發(fā)生的水解反應(yīng)生成次氯酸和次氯酸鹽，通過(guò)次氯酸與水中氨氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將氨氮氧化成氮?dú)舛�去除。該方法的缺點(diǎn)是加氯量大、費(fèi)用高、操作安全性差，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，容易發(fā)生危險(xiǎn)，工藝過(guò)程中每氧化1mg/L的氨氮要消耗14.3mg/L的堿度，從而增加了總?cè)芙夤腆w的含量，比較適合低濃度氨氮廢水的處理。

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