新疆乌鲁木齐市兖矿新疆煤化工有限公司 晋伟 830000
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，尿素作为微生物主要代谢终产物及哺乳动物氮排出的主要方式,在自然界中广泛存在,同时也作为含氮量最高的氮肥品种被广泛使用。此外,尿素作为一种必要原料还可应用在临床领域(如:防腐剂,药物生产,生物活性添加剂等)和工业制造领域(如:塑料,三聚氰胺,脲醛树脂,炸药,稳定剂等)并且在柴油机,电厂和汽车废气处理领域也具有广泛的应用。在工业领域中,由于尿素的广泛使用会导致大量的尿素废水排放到自然环境中。据报道,年产35万t尿素的中型氮肥厂,每年仅排水就会造成1750t的尿素损失。偶氮二甲酰胺发泡剂制造厂,每生产1t发泡剂,其排放废水中就含125kg左右的尿素。因此,尿素工业废水具有排放量大,尿素浓度高,成分复杂,处理难度大等特点,若不进行处理,会对环境造成严重的破坏。
关键词：尿素废水；脲酶；生物脱氮；厌氧氨氧化
引言
肥料发挥着重要的作用。氮是植物生长发育必需的元素，所以含氮肥料也是非常重要的。含氮量最高的肥料就是尿素，在尿素的生产过程中产生了很多含有尿素以及氨氮的废水，如果把这些废水直接排放进河流或者是湖泊之中就会导致水体富营养化，产生大量藻类，导致水体含氧量少、鱼类死亡以及生态失衡等现象，所以处理尿素生产过程中产生的废水十分重要。
1尿素的性质
尿素，是一种无色、无味、无臭的针状或棱柱状结晶，具有弱碱性。其化学名称为脲或碳酰二胺，化学式为CO(NH2)2，易溶于水和液态氨中，温度高于130℃时，尿素会直接分解为氨和二氧化碳。核工业废水中的尿素如果不经过处理直接进行后续的废物处置，有可能会对设备产生一系列的影响，因此优先对其进行降解处理是十分必要的步骤，能够降低后续处理成本，以及提高废物处理的效率。同时还加强了对操作过程的管理，并且在操作的过程中严格控制处理的指标，这样使得尿素废液中尿素和氨的含量都保持在可以接受的范围。同时，解吸出来的尿素和氨还能够返回到尿素的生产系统之中重新利用。与此同时，一些小型企业也已经增加了尿素深度水解系统，从而使得尿素废水的处理水平大幅度的提升，实现了由尿素废水不达标到尿素废水回收利用的转变。
2尿素废水处理问题
目前我国尿素生产废水处理的情况仍然很不平衡。大型企业废水处理的能力较强，中小型企业废水处理的能力相对较小；尿素废水经过深度处理后能把处理过后的废水重新利用的企业较少，大多数企业只是把处理过后达标的废水排放出去，造成了资源的浪费；还有很多中小型企业没有建设完整的水解系统，这些企业没办法达到国家对于废水深度处理的要求。在这种情况下，一旦处理的过程中出现小的波动，那么就很难实现废水达标排放的要求。因此，我国对于尿素工艺废水回收利用的空间仍旧很大，我们国家尿素废水的处理工作任重而道远。
3膜生物处理技术
尿素的废水效率随着科技的发展不断的进步，膜生物反应器的应用可以在反应池容量不增加的前提下，可以延长污泥龄，减少硝化菌的流失以及有效提升污泥度，通过研究发现，通过缺氧好氧膜生物反应器(AOMBR)以及膜生物反应器(HMBR)的应用，可以有效的脱氮。采用AOMBR组合工艺进行尿素废水的处理，结果表明处理效果优良，对浊度的去除率达到99.7%，对化学需氧量的去除率达到96.7%以及对氨氮的去除率达到96.9%，回流比在300%状况下，TN的去除率可以达到73.6%。因此该系统对于负荷能力具有较强的抗冲击力。采用HMBR对尿素中废水进行脱氮处理。当进水化学需氧量/TN比值在0.5至4.9之间时，化学需氧量、氨氮以及TN去除率都会随着化学需氧量容积负荷增加不断的提升，化学需氧量容积负荷如果超过4.2kg/(m3·d)，那么化学需氧量的去去除率达到90.9%，氨氮的去除率为89.3%以及TN的去除率为61.2%。此外，通过研究发现，进行高效菌种的添加以及新型填料、吸附材料以及设备等的多项措施的共同之下，可以更好的提升尿素废水的脱氮效果。对于尿素废水排放量较大、氨氮浓度比较高且碳氮浓度较低的这些企业，通过实践的分析，可以进行高效菌种的添加，然后采用曝气生物滤池，来处理尿素废水，同时对比SBR、普通BAF工艺以及未添加高效菌种的改进式曝气生物滤池等进行多项对比。实验结果表示，经过高效菌种的添加后以及改进式曝气生物池将尿素废水废水中污染物质有效去除。针对改性聚氨酯填料生物反应器进行高氨氮废水处理时，通过相关的研究结果显示，如果填料投加率为20%，水力停留时间为40小时，中试实验进水化学需氧量在200至1000毫克每升范围之内，氨氮含量在200至350毫克每升之间，达到相关的标准，也就是化学需氧量小于50毫克每升，氨氮小于5毫克每升。采用新型的空塔吹脱设备，取代了传统的填料吹脱塔处理，进行模拟研究处理，通过模拟结果显示：采用空塔吹脱废水酸碱值在12左右，温度在6060℃左右，鼓风量为150L/min，此时氨氮吹脱率达到了65.12%。有学者对抱起生物硫化池工艺进行了研究，并进行了相关的实验，通过实验表明，采用ABFT工艺，尿素废水处理工艺驯化时间较短，通过JHE型高效微生物以及生物酶，进行迅速的繁殖，载体挂膜快；载体具有不固定性，冲洗简便有助于维持系统的连续性以及稳定性。尿素废水通过ABFT处理后，可以很明显的达到排放标准，但是处理的废水如果用作中水还有一定的差距。
4厌氧氨氧化工艺处理尿素废水
虽然目前对厌氧氨氧化菌能否降解尿素仍存在较大争议,但作为一种生物处理技术,其执行者为厌氧氨氧化菌群,除了厌氧氨氧化菌外还存在一些与其协同共生的其他细菌,而这些细菌往往具有尿素降解能力,使得厌氧氨氧化工艺处理尿素废水成为可能。此外,因尿素废水中含有大量的尿素,在尿素降解菌的作用下可将其水解成氨氮转化为高氨氮废水,因此采用节能降耗型的厌氧氨氧化工艺更为适合厌氧氨氧化菌的尿素代谢厌氧氨氧化是全球氮循环过程中普遍存在的现象,且在脱氮过程中发挥着关键性作用。据报道在海洋生态系统中由厌氧氨氧化导致的氮损失占50%以上。但在缺氧海域中氨氮浓度通常较低,而尿素作为海洋生物的代谢终产物其含量丰富,是海洋生态系统中普遍存在的一种有机氮源,所以在缺乏氨氮的缺氧海域中,尿素是否可以作为替代氮源直接参与厌氧氨氧化菌的代谢过程一直是值得探讨的问题。
结语
尿素废水中含有氨气、二氧化碳以及尿素等成分，这些成分经过处理后可以作为尿素生产的原料回到尿素生产的系统中来。在生物法处理尿素废水的研究中,如何利用尿素水解产生的氨氮进行后续的高效脱氮成为实际工程应用中的主要挑战。与常规污水处理系统相比厌氧氨氧化工艺作为一种高效低耗的工艺,若能在尿素废水处理中得到广泛应用将会大有可为。因此我们应当不断的提升尿素污水的处理，更好的探索尿素废水处理的新途径，积极的采用高效低成本的方式进行尿素废水的处理。
参考文献
[1]王富德.?尿素生产废水处理工艺技术研究[J].?化工管理，2018（19）：133-134.
[2]沈华民.?水解-解吸系统原理及尿素装置?废水处理技术路线分析[J].?中氮肥，2018（3）：11-14.
[3]薛明.?含尿素和氨的化工废水处理技术探讨[J].?化工管理，2017（18）：182-182.