合成氨工业废水资源化处理研究进展

郭淑平

陕西渭河煤化工有限责任公司 陕西渭南  714000

摘要：合成氨是我国的一个重要的基础化工行业，有着无可取代的地位。然而目前如何治理合成氨工业废水已成为亟待解决的问题。在化学产品的生产和制造中，合成氨是一种非常普遍的方法，它主要是利用煤、石油、炼油气等原料，再通过氮气和氢气进行合成，从而得到农业肥料中的氨，为我国的农业发展提供了有利条件。

关键词：合成氨；工业废水；资源化处理；研究进展

引言：

氨是氮肥工业的基础，在农业范围上的应用很广泛，这种肥料本身就是一种重要的氮肥，它可以通过合成氨和尿素等多种铵肥来提供氮元素，这一类肥料的70%由氨构成，被称为“化肥氨”。氨气也是生产铵、染料、炸药、合成纤维、合成树脂等主要原料，这类物质的30%左右被称为“工业氨”。采用先进的技术，实现高效率、节能环保、优化组织架构、实现清洁生产和持续高效运营，是今后合成氨技术发展的主要方向。

一、合成氨工业废水的来源和特点

（一）合成氨工业废水的来源

在我国，合成氨废水的主要来源是通过三种不同的生产方式：燃烧煤、石油和天然气[1]。废水处理技术已经取得了巨大的进步，可以有效地减少制造过程中产生的废气、烟雾、碳黑和冷凝液，并且可以通过真空蒸发法处理含有氨的废水。氨氮废水是导致水质恶化的重要因素之一。并且是目前最严重的，治理难度最高。

（二）合成氨工业废水的特点

合成氨废水的主要特征是 COD含量很低，NH3-N含量很高，一般可达1000-2000 mg/L。由于污水中碳氮含量低，可生物化学性能差，难以进行生物降解，因此，传统的生物法在脱氮过程中，往往要添加碳源和碱类物质，这使得废水的处理费用较高，而且很难进行。

二、氨资源化处理技术

（一）超声吹脱处理技术

通过使用先进的超声波技术，可以有效地处理合成氨废水，这是一种革命性的技术。此方法将超声技术应用于吹脱工艺中。其基本原理是超声波对水体的影响会使水在超临界条件下发生空化，通过改变废水中氨气的传质速率，可以大幅提升处理效果。使其更容易被去除。利用超声吹脱法对高浓度氨氮废水进行处理，结果表明：在pH值为11、在40℃气温下、超声波功率为80W、入水中氨氮含量为1400mg/L时，对氨氮去除率超过99%[2]。应用超声吹脱法对印染废水进行了处理时，在30℃气温、100W的超声波功率下，试验90分钟后，氨氮的脱除率可达83.02%。超声波和吹脱技术的结合使用，既可减少超声波处理污水的费用，又可使常规吹脱工艺中的氨氮脱除率得到提高。采用盐酸溶液吸附吹除后的氨气，可降低二次污染，并可对氨进行回收处理。超声吹脱法是一种很好的处理合成氨废水的方法。

（二）聚丙烯中空纤维膜处理技术

聚丙烯中空纤维膜工艺是一种全新的膜吸收法。其基本原理是通过中空膜内部的污水，利用稀H2SO4吸收废水中的氨气，产生（NH4)2SO4，重新处理污水中的氨，以减少对环境的影响。该方法可以将进水氨氮浓度降低到2000-3000mg/L，并且能够将污水脱氨效率提高到90%以上。此外，还能够回收硫酸铵，浓度约为25%。最终，通过严格的处理，可以将废水转化为符合排放标准的物质，使用先进的PP中空纤维膜技术，可以有效地处理高浓度的氨氮废水。结果表明，入水氨氮的浓度在2000-3000mg/L之间，废水脱氨率大于90%，这样就能够达到排放标准。经过使用聚丙烯中空纤维膜工艺处理，当pH值为11时，氨氮的去除率达到了80%，COD的去除率也达到了50%，这表明这种工艺是有效的。该方法的特点为适用范围广、回收效率较高，这种方法具有低能耗、简单易操作、无二次污染的特点，处理氨化废水具有显著的优势。

（三）磷酸铵镁沉淀处理技术

磷酸铵镁沉淀法，通常称为鸟粪石结晶法，是一种常用的化学分析方法。这种方法通常用来处理高浓度的氨氮废水，它的沉淀产物主要由磷酸铵镁构成，但也可能包含少量的磷酸镁和磷酸氢铵。磷酸铵镁沉淀法具有操作简便、能耗低、反应快，这种方法不受温度、杂质等外界条件的限制，可以有效地处理各种浓度的氨氮废水。该方法不仅可以实现高效的脱氮化，而且还可以将氨氮转变为有效的磷酸铵镁沉淀，使其成为一种具有良好的缓释效果的复合肥料，这种方法既能带来巨大的经济收益，又能保护环境。磷酸铵镁沉淀法更适用于处理Ｃ／Ｎ较低的合成氨废水，达到对氨氮废水的处理和再利用。但该方法现阶段中仍存在着沉淀剂用量大且处理成本较高等问题。

（四）生物处理技术

近几年来，随着生物脱氮技术的飞速进步，人们对于其的需求也在不断增长，各种新技术出现，如：短程硝化一反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化、反硝化等。生物处理技术与传统的生物脱氮方法相比，具有更高的节能和经济效益。并且不需要添加任何碳源，特别适用于焦化、化肥等低碳来源高氨氮的合成氨生产废水。采用新型的生物处理技术，将高碳氮比合成氨工业废水和生活污水进行混合后，在调整池中对其进行水质控制，在加入碱性溶液后，再添加碳源，以调节入水中的pH。

结论：近年来，我国的环境问题虽然受到了很大的关注，但其存在的问题依然非常突出。在实践中，生物脱氮技术能够实现污水的处理，因此，必须引起注意。本文基于对合成氨污水处理的基础技术，简要探讨了生物脱氮技术的应用优势与短板。希望能对我国合成氨行业的发展起到一定的推动作用。

参考文献

[1]钱晓迪,任立,杨哲.合成氨工业废水资源化处理研究进展[J].山东化工,2017,46(07):101-104.

[2]曾庆玲,李咏梅,顾国维,董秉直.合成氨废水资源化处理技术研究进展[J].环境科学与技术,2010,33(02):95-98+111.