當下，汙水氨氮含量超標問（wèn）題被重視，相關處理技術如雨後春筍般紛紛湧現。生物脫氮法、物化除氮（dàn）法（fǎ）、折點氯化法、化學沉澱法、離子交（jiāo）換法、吹脫法（fǎ）等，均各（gè）有優勢。

       隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量（liàng）急劇增加，已成為環境的主要汙染源（yuán），並引起各界的關注（zhù）。經濟有效（xiào）地控製氨氮廢水汙染已經成（chéng）為當今環境工作者所麵臨的重大課題。

       1 氨氮廢水（shuǐ）的來源

       含氮物質進入（rù）水環境（jìng）的途徑主（zhǔ）要包括自然（rán）過（guò）程和人（rén）類活動兩個方麵。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區徑流和生物固（gù）氮等。人工合（hé）成的化學肥料是水體中氮營養元素的主要來（lái）源，大量未（wèi）被（bèi）農作物利用的氮化（huà）合物（wù）絕大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。近年來（lái），隨著（zhe）經濟的（de）發展，越來越多含氮汙染物（wù）的任意排放給環境造成了極（jí）大的危害。氮（dàn）在廢水中以有機態氮、氨態氮(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)以及亞硝態氮(NO2--N)等多（duō）種（zhǒng）形（xíng）式存在，而氨態氮是（shì）主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是指以遊離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源於生活汙水中含氮有機物的分解，焦化、合（hé）成氨等工業廢水，以及農田（tián）排水等。氨氮汙染源多，排放量大，並且排放的濃度變化大。

       2 氨氮廢水的危害

       水環境中存（cún）在過量的氨氮會造成（chéng）多方麵（miàn）的有害影響：

       (1)由（yóu）於NH4+-N的（de）氧化，會造成水體中（zhōng）溶解氧（yǎng）濃度降低，導致水體發黑發（fā）臭，水質下降，對水生動植物的生存造（zào）成影響。在有利的環境條件下，廢水中所含的有機氮將會轉化成（chéng）NH4+-N，NH4+-N是還原力強的無機（jī）氮形態，會進一步轉化（huà）成NO2--N和NO3--N。根據生化反（fǎn）應計（jì）量關係，1gNH4+-N氧（yǎng）化成NO2--N消（xiāo）耗（hào）氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗氧（yǎng）4.57g。

       (2)水（shuǐ）中氮素含量（liàng）太多會導致水體富營養化，進而造成一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致使（shǐ）光合微生物(大多數為（wéi）藻（zǎo）類)的（de）數（shù）量增（zēng）加，即水體發生（shēng）富營養化現象，結（jié）果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短（duǎn），從而增加了（le）水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的終產物可產生引起有色度和味道的化合物；由於（yú）藍-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死（sǐ）亡（wáng）；由於藻類的腐爛，使水體中出現氧虧現象。

       (3)水中的NO2--N和NO3--N對人和水生生物有較大的危害（hài）作用。長期飲用NO3--N含量超過10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋白症，當血液中高鐵血紅蛋白含量達（dá）到70mg/L，即發（fā）生窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物（wù）質。NH4+-N和氯（lǜ）反應會生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠將需要更大的加氯量，從而（ér）增加處理（lǐ）成本。

       3 氨氮（dàn）廢水處理的主要技（jì）術

       目前，國內外氨氮廢水處理有折點氯化法、化學（xué）沉澱（diàn）法、離子交換法、吹脫（tuō）法和生物脫（tuō）氨法等多（duō）種方法，這些技術可分為（wéi）物理（lǐ）化學法（fǎ）和生物脫氮技（jì）術兩（liǎng）大（dà）類。

       生物脫氮法

       微（wēi）生物去除氨氮過程需經兩個階段（duàn）。階段為硝化過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧條件下將氨態氮轉化為亞硝態氮和硝態（tài）氮的過程。第二階段（duàn）為反硝化過程，汙水中的硝態（tài）氮和（hé）亞硝態氮在無氧或低氧條件下，被反硝（xiāo）化菌(異養（yǎng）、自養微生物均有發現且種類很多)還（hái）原轉（zhuǎn）化（huà）為氮氣。在此過程中，有機物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作為電子供體被氧化（huà）而提供能量。常見的生物脫（tuō）氮流程可以分為3類（lèi），分別是多級汙（wū）泥係（xì）統、單級汙泥係統（tǒng）和（hé）生物膜係統。

       多級汙泥係統

       此流程可以（yǐ）得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長（zhǎng）、構築物多、基建費用高、需要外加碳源、運行費用高、出水中殘留一定量甲醇等。

       單級汙泥係統

       單級汙泥係統的（de）形式包括前置反硝化係統、後置反硝化係統及交替工作係統。前（qián）置反硝化（huà）的生物脫氮流程，通常稱為（wéi）A/O流程與傳統的生物脫氮工藝流程相比，A/O工藝具有流程簡單、構築（zhù）物少、基建費用低、不需外加碳源、出水水質高等優點。後置式（shì）反硝化係統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果可高於前置（zhì）式，理論上可接（jiē）近100%的脫氮。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組（zǔ）成，通過改換進水和（hé）出水的方向（xiàng），兩個（gè）池子交替在缺氧和好氧的條件下運行。該係統本質上仍是A/O係統，但其利用交替工作的方式，避免了混合液（yè）的回流（liú），因而脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，且一般必須配（pèi）置計算（suàn）機（jī）控製自動操作係統。

       生物膜係統

       將上述A/O係統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜（mó）反應器，即形成生物膜脫氮係統。此係統中應有混合液回流（liú），但不需（xū）汙泥回流，在（zài）缺氧的好氧反應器中保（bǎo）存了適應（yīng）於（yú）反硝化和好氧氧化及硝化反（fǎn）應（yīng）的（de）兩（liǎng）個汙泥係統（tǒng）。

       物化除氮

       物化除氮常用的物理化學方法有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催（cuī）化濕式氧化（huà）法等。

       折點（diǎn）氯化法

       不連續點氯化法是（shì）氧化法處理氨氮廢水的一種，利用在水中（zhōng）的氨與氯反應生成氮氣而將水中氨去除的化學處理法。該方法還可（kě）以起到殺（shā）菌作用，同時使一部分（fèn）有機物無機化，但經氯化處理後的出水中留有餘氯，還應進一步脫氯處理。

       在含有氨的水中投加（jiā）次氯酸（suān）HClO，當pH值在中性附近時，隨次氯（lǜ）酸的投加，逐步進行下述主要反應：

NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

       投加氯量和氨氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時，*先進行①式反應，生成一氯胺(NH2Cl)，水中餘氯濃度增大（dà），其後，隨著次氯酸（suān）投（tóu）加（jiā）量的增加，一氯（lǜ）胺按②式進行反（fǎn）應，生成二氯胺(NHCl2)，同（tóng）時進行③式反應，水中的N呈N2被去除。其結果是，水（shuǐ）中的餘氯濃度隨Cl/N的（de）增大（dà）而減小，當Cl/N比值達（dá）到某個（gè）數值以上時，因未反（fǎn）應而殘留的（de）次氯酸(即（jí）遊離餘氯)增多，水（shuǐ）中殘留餘氯（lǜ）的濃度再次增（zēng）大，這個小值的點稱為不連續點(習慣稱為（wéi）折點)。此時的Cl/N比按理論計（jì）算為7.6；廢水處理中（zhōng）因為氯與廢水中的有機物反應，C1/N比應比理論值（zhí）7.6高些，通常為10。此外，當pH不在中性範圍時，酸（suān）性條件下多生成三氯胺，在堿性（xìng）條件下生（shēng）成硝酸，脫氮效率降低。

       在pH值為6——7、每mg氨氮氯投加量為10mg、接觸0.5——2.0h的情況下，氨氮的去除率為90%——100%。因此此法對低濃度氨氮廢水適用。

       處（chù）理時（shí）所需（xū）的（de）實際（jì）氯氣量取決於溫度、pH及氨氮（dàn）濃度。氧化每mg氨（ān）氮有（yǒu）時需要9——10mg氯氣折點，氯化（huà）法處理後（hòu）的出水在排放前一（yī）般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除（chú）去水中殘餘的氯（lǜ）。雖然氯化法反應迅速，所（suǒ）需設備投資少，但液氯的（de）安全使用和貯存要求高，且處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發生裝置（zhì）代替液氯，會更（gèng）安全且運行費用可以降低，目前國內的氯發生裝（zhuāng）置的產氯量太（tài）小，且價格昂貴。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太適合處（chù）理大（dà）水量高濃（nóng）度的氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉（chén）澱法是往水中投加某種化學藥劑，與水（shuǐ）中的溶解性物質發生反應，生成難溶於水的鹽類，形（xíng）成（chéng）沉渣易去（qù）除，從而降（jiàng）低水中溶解性物質的含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時，會發（fā）生如下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶於水的（de）MgNH4PO4沉澱物，從而達到（dào）去除水中氨氮的目的。采用的常見沉澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜（yí）的pH值範圍為9.0——11，投加（jiā）質量（liàng）比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢（fèi）水中氨氮濃度小於900mg/L時，去除率在90%以上，沉澱物是一種很好的複合肥料。由於（yú）Mg(OH)2和H3PO4的價格比較（jiào）貴，成本較高，處理高濃度氨氮廢（fèi）水可行，但該法向廢水（shuǐ）中加入了PO43-，易造成二次汙染。

       離子交換法

       離子交換法的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中（zhōng）的其它同性離（lí）子（zǐ）的交換反應，是（shì）一種特殊的吸附過程，通（tōng）常是可逆（nì）性（xìng）化學吸附。沸石是一種天然離子交換物質，其價格遠低於陽離子交換樹脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附能力，具（jù）有較高的陽離子交換（huàn）容（róng）量，純絲光沸石和斜發沸石的陽離子交換容量（liàng）平均為每10 0g相當於213和（hé）223mg物質的量(m.e)。但（dàn）實際（jì）天然沸石中（zhōng）含有不純物質，所以（yǐ）純（chún）度較（jiào）高的沸（fèi）石交換容量每10 0g不大於20 0m.e，一般為10 0——150m.e。沸石作為離子交換劑，具有特殊的離（lí）子交（jiāo）換（huàn）特性，對離子的選擇交換順序是：Cs(Ⅰ)>Rb(Ⅰ)>K(Ⅰ)>NH4+>Sr(Ⅰ)>Na(Ⅰ)>Ca(Ⅱ)>Fe(Ⅲ)>Al(Ⅲ)>Mg(Ⅱ)>Li(Ⅰ)。工程設計應用中，廢水pH值應調整到（dào）6——9，重金屬大體（tǐ）上沒有什麽影響；堿金屬、堿土金屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸石的離子交換能（néng）力影響比Na和K更（gèng）大。沸石吸附飽和後必須進行再生，以采用再生（shēng）液法為主，燃燒法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致（zhì）使（shǐ）沸石對氨的去除率呈不可逆性的降低，要考慮補充和更新。

       吹脫法

       吹脫法是將廢水調節至堿性，然（rán）後在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過（guò）氣液接觸將（jiāng）廢水中的遊離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢水溫（wēn）度，從而提高一定pH值時（shí）被吹脫的氨的（de）比率。用該法處理氨（ān）時，需考慮排放的遊（yóu）離氨總量應符合氨的大氣排放標準，以（yǐ）免造成二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下（xià）用空（kōng）氣吹（chuī）脫，而煉鋼、石油化（huà）工、化肥（féi）、有機化工有色金屬（shǔ）冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。

       液膜法

       許多人認為液膜分離法有可（kě）能成為繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用於低濃度金屬離子提（tí）純及廢水處理等過（guò）程。乳狀（zhuàng）液膜法（fǎ）去除氨（ān）氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它（tā）從膜相外高濃（nóng）度（dù）的外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內側與內相界麵，與膜內相中（zhōng）的（de）酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶於油相而穩定在膜內相中，在膜內外兩側氨濃度差的推動下，氨分子不（bú）斷通過膜表麵吸附、滲（shèn）透擴散遷移至膜相內側（cè）解吸，從而達到分離去除氨氮的目（mù）的（de）。

       電滲析法

       電滲析（xī）是一（yī）種（zhǒng）膜法分離技術，其利用（yòng）施加在陰陽膜對之（zhī）間的電壓去除（chú）水溶（róng）液中溶解（jiě）的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之（zhī）間施加（jiā）直流電壓（yā），當進（jìn）水通過多對陰陽離子滲（shèn）透膜時，銨離子及其（qí）他離子在施加電壓的影（yǐng）響下，通過膜而進入另一側（cè）的濃（nóng）水中並在濃水中（zhōng）集，因而（ér）從進水中分離出來。

       催化濕式氧化法

       催化濕式氧化法是20世紀（jì）80年代國（guó）際上發展起來的一種治理廢水的（de）新技術。在一定溫度、壓（yā）力和催化劑作用下，經空（kōng）氣氧（yǎng）化，可（kě）使汙水中的有機（jī）物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等（děng）無害物質，達（dá）到淨化的目的（de）。該法具有淨化效率高(廢（fèi）水經淨（jìng）化後可達到飲用水標準)、流程簡單（dān）、占地麵積少等特點。經多年應用與實踐，這一廢水處理方法的建設及運（yùn）行費用僅為常規方法（fǎ）的60 %左右，因而在技術（shù）上和經濟上均（jun1）具有較強（qiáng）的競爭力。