隨著產業規模的擴大和人類活動的加劇，生活污水和工業廢水的排放量迅速增加，導致水質嚴重惡化。目前主要采用生化法、離子交換法、折點加氯法、氣提法和吹脫法等進行廢水脫氮。高濃度脂肪胺廢水中含有氨氮及脂肪胺，對于該類廢水常采用吹脫耦合生化處理工藝，但是由于此類廢水中不僅含有無機氨氮還含有很多脂肪胺，吹脫對于脂肪胺去除效果很差。

針對此情況，本研究通過物化和生化相結合方法綜合治理該類廢水，物化處理工藝采用催化吹脫，該工藝在吹脫裝置中添加自制活性催化劑，該催化劑是將多種過渡金屬離子負載在顆粒活性炭上通過高溫煅燒而成，經過吹脫處理后廢水氨氮濃度極大降低，吹脫出氨氮采用酸液吸收利用，催化吹脫后廢水投加脫氮微生物菌劑，采用兼氧- 好氧(A/O) 工藝降解廢水中未被吹脫的剩余氨氮及有機氮，出水各項指標均低于國家污水綜合排放一級標準。

1 試驗部分

1. 1 試驗設備

吹脫設備為有機玻璃自制裝置，帶有微孔曝氣器和電磁式空氣泵。A/O 試驗裝置由碳鋼制作，設計處理水量為20 L/h，系統由缺氧池、好氧池、沉淀池三部分組成，有效容積分別為192，600，160 L，混合液回流比為3，沉淀池污泥回流比為60%。

1. 2 廢水水質

試驗用脂肪胺廢水取自江蘇某生產脂肪胺產品企業，pH 值為9. 5，ρ(COD) 為2 000～3 000 mg/L，ρ(NH3-N) 為2 324 mg/L，ρ(TKN) 為3 860 mg/L。

1. 3 分析方法

試驗需分析指標有: COD、NH3-N、TKN、pH 值。分析方法均采用國家標準方法。

1. 4 試驗方法

1. 4. 1脂肪胺催化吹脫處理試驗

首先調節廢水pH 值到合適范圍并投加少量的ClO2溶液，然后將催化劑按照一定的比例投加于吹脫裝置中，在一定溫度下用空氣壓縮機曝氣處理，出水進行生化處理，吹脫出的氨氮采用無機酸液吸收。

1. 4. 2吹脫處理后廢水A/O 試驗

以A/O 為工藝，采用脫氮微生物菌劑，對經過催化吹脫處理高氨氮脂肪胺廢水進行連續生化試驗，通過稀釋方法，不斷加大氨氮濃度，增強菌株的適應性，最后全部加入吹脫后脂肪胺廢水，使工藝全負荷運行。

2 結果與討論

2. 1 體系pH 值對吹脫處理效果的影響

在吹脫溫度為50 ℃，吹脫時間為2 h，ClO2投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，催化劑投加量為5%，調節脂肪胺廢水pH 值，考察吹脫前后脂肪胺廢水TKN 去除率，試驗結果如圖1 所示。

 由圖1 可知: 隨著廢水體系pH 值增大，吹脫前后TKN 去除率呈現不斷上升最后趨于穩定的趨勢。由反應式 可知，隨著溶液pH 值的增大，化學平衡不斷向右移動，會有較多的游離氨生成，當pH 值＞ 11 時，水中的氨氮幾乎全部以游離氨的形式存在。因此，繼續增大pH 值，游離氨的含量增加不明顯，TKN 去除率也隨之增加緩慢。當pH 值為11 時，吹脫出水pH 值約為10，只需投加少量酸或者通過回流少量生化反應池出水與之混合即可將吹脫出水pH 值調節到偏堿性。因此，考慮到運行成本等因素，最佳pH 值確定為11。

2. 2 體系溫度對吹脫處理效果的影響

在吹脫pH 值為11，吹脫時間為2 h，ClO2投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，催化劑投加量為5%，調節脂肪胺廢水不同溫度，考察吹脫前后脂肪胺廢水TKN 去除率，試驗結果如圖2 所示。

 由圖2 可知: 隨著廢水體系溫度增高，TKN 去除率不斷增大，50℃時已超過80%。這是因為，反應式 首先為吸熱反應，增加溫度有利于平衡向右移動產生更多的游離態氨; 其次，溫度的提高增大氨在水中的擴散系數，增加傳質系數;另外，在一定的壓力下，溫度的提高使氨在水中的溶解度降低，增加了傳質推動力。同時從圖2 可以看出: 當溫度＞50 ℃時，繼續升溫對TKN 去除率提高的作用明顯減小。這是因為在該溫度下，游離氨在氣液兩相中的擴散達到平衡，繼續升高溫度，大量水分在較高溫度和曝氣作用下與游離氨同步蒸發，使TKN濃度幾乎不再減少。因此，最佳溫度確定為50 ℃。

2. 3 吹脫時間對處理效果的影響

在吹脫溫度為50 ℃，吹脫pH 值為11，ClO2投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，催化劑投加量為5%，調節吹脫時間，考察吹脫前后脂肪胺廢水TKN 去除率，試驗結果如圖3 所示。

由圖3 可知: 隨著廢水體系吹脫時間的延長，吹脫前后TKN 去除率呈現不斷上升最后趨于穩定的趨勢，說明2 h 后氨氣在氣、液兩相達到平衡，考慮到工程運行，吹脫最佳時間確定為2 h。

2. 4 催化劑投加量對處理效果的影響

在吹脫溫度為50 ℃，吹脫時間為2 h，吹脫pH值為11，ClO2投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，改變催化劑的投加量，考察吹脫前后脂肪胺廢水TKN 去除率，試驗結果如圖4 所示。

由圖4 可知: 隨著催化劑投加量的增大，對脂肪胺催化吹脫速率迅速增大，脂肪胺轉化為低分子氨速率也隨著增大，TKN 去除率迅速增大，當催化劑投加量超過5%時去除效果趨于穩定，因此催化劑的最佳投加量確定為5%。

2. 5 吹脫最佳工藝條件下平行試驗情況

吹脫最佳工藝條件為: 溫度為50 ℃，時間為2 h、pH 值為11，ClO2為投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，催化劑投加量為5%，在該條件下對原水ρ(TKN) = 3 860 mg/L 脂肪胺廢水進行平行試驗，試驗結果如表1 所示。

表1 吹脫最佳工藝條件下平行試驗情況

 由表1 可知: 在最佳工藝參數下對脂肪胺廢水進行6 次平行試驗，吹脫對TKN 去除率均大于80%，TKN 平均去除率為83%，效果良好，說明所用的吹脫催化劑對該廢水的處理效果顯著。

2. 6 不同吹脫出水氨氮濃度對A/O 脫氮系統運行效果影響

圖5 為系統進行短程硝化反硝化穩定運行后，通過改變經過吹脫后脂肪胺廢水氨氮濃度，研究不同氨氮濃度對短程生物脫氮系統運行效果影響。

 從圖5 可知: 隨著進水氨氮濃度提高(從500～700 mg/L)，系統維持短程硝化反硝化生物脫氮，出水氨氮濃度一直穩定在3 mg/L 以下，系統對高濃度氨氮廢水具有良好的處理效果。一般認為，氨氮濃度和亞硝酸鹽濃度過高時會對微生物產生毒害和抑制作用，但是該生物脫氮系統可在氨氮濃度為700 mg/L的條件下穩定運行，在該條件下出水氨氮穩定達標，缺氧池大量異養型微生物對毒性有機物的降解為后續短程硝化工藝順利實施提供了保證。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

3 結論

1) 對脂肪胺廢水催化吹脫最佳工藝條件為: 當溫度為50 ℃，時間為2 h，pH 值為11，ClO2投加量為10 mg/L，氣水體積比為3 000∶1，催化劑投加量為5%時，進水ρ(TKN) ＞ 2 000 mg/L，脂肪胺廢水處理TKN 去除率達83%左右。

2) 采用A/O 主體工藝對經過催化吹脫處理的脂肪胺廢水進行短程硝化反硝化生化處理試驗，出水ρ(NH3-N) ≤15 mg/L。處理效果顯著、穩定，為工程應用提供依據。