當下，汙水氨氮含量超標問題被重視，相關處（chù）理技術如雨後春筍般紛紛湧現。生（shēng）物脫氮法、物化除（chú）氮法、折點氯化（huà）法（fǎ）、化學沉澱法、離子（zǐ）交換法、吹（chuī）脫法（fǎ）等，均各有優勢（shì）。

       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（fàng）量急劇增加，已（yǐ）成為環境的主要汙染源，並引起各界的關注。經濟有效地控製（zhì）氨氮廢水汙染已經成為當今環（huán）境工作者所麵臨的重大課題。

       1 氨（ān）氮廢水的來源

       含氮物質進入水環境的途徑主要包括自然（rán）過程和人類活動兩個方（fāng）麵（miàn）。含氮（dàn）物質進入水環（huán）境的自然（rán）來源和過程主要包（bāo）括降水降塵（chén）、非市區徑流和生物固氮等。人（rén）工合成的化學（xué）肥料是水體中氮（dàn）營養元素的主要來源，大（dà）量未（wèi）被（bèi）農作物利用的氮化合物（wù）絕（jué）大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和（hé）地表水中（zhōng）。近（jìn）年來，隨著經濟的發展，越來越多含氮（dàn）汙染物的任（rèn）意排（pái）放給環境造成了極大的危害。氮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)等多種形（xíng）式存在，而氨態氮（dàn）是主要（yào）的存在形式之一。廢（fèi）水中的氨氮（dàn）是指以遊（yóu）離氨和離子銨形式存（cún）在的氮，主要（yào）來源於生活汙水中含氮有（yǒu）機物的（de）分解，焦化、合成氨等工業廢（fèi）水，以及農（nóng）田排水等。氨（ān）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

       水環境中存在過（guò）量的氨氮（dàn）會造（zào）成多方麵的有害（hài）影響：

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解（jiě）氧濃度降低，導（dǎo）致水體發黑發（fā）臭，水質下降，對水生動植物的生（shēng）存（cún）造成影響。在有（yǒu）利的環（huán）境（jìng）條件（jiàn）下（xià），廢水中所含（hán）的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力強的無機（jī）氮（dàn）形態，會進一步轉化（huà）成NO2--N和NO3--N。根據生化反應計量關（guān）係，1gNH4+-N氧化（huà）成NO2--N消（xiāo）耗（hào）氧氣3.43 g，氧化（huà）成NO3--N耗氧4.57g。

       (2)水中氮素含量太（tài）多會導致水體富營養化，進（jìn）而造成一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生物(大多數為藻類（lèi）)的數量增加，即水（shuǐ）體發生富營養化現象，結果造成：堵塞濾池，造成（chéng）濾池運轉周（zhōu）期縮短，從而增（zēng）加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的終產物可產（chǎn）生引起有色度和（hé）味道的化合物；由於藍（lán）-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚（yú）類死亡；由於藻類的腐爛，使水體中出現氧（yǎng）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作用。長期飲（yǐn）用NO3--N含（hán）量超（chāo）過（guò）10mg/L的水，會（huì）發生高鐵血紅蛋白（bái）症，當（dāng）血液中高鐵血紅蛋（dàn）白含量（liàng）達到70mg/L，即發生窒息。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和氯反應會生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由（yóu）氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠將需（xū）要更大的加氯量，從而增加（jiā）處理成本。

       3 氨氮廢水處（chù）理（lǐ）的主（zhǔ）要技（jì）術

       目前，國內外氨氮廢（fèi）水處理有折點氯化法、化學沉澱法（fǎ）、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方法，這（zhè）些技術可分為物理化學法和生物脫氮技術兩大類。

       生（shēng）物脫氮法（fǎ）

       微生物（wù）去除氨氮過程需（xū）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（jiàn）下將氨態氮轉化為亞硝態氮和硝態氮的過程。第二（èr）階段為反硝化過（guò）程，汙水中的（de）硝態氮和（hé）亞硝態（tài）氮在無氧或低（dī）氧條件下，被反硝化菌(異養、自養微生物均有發現且種類很多)還（hái）原轉化為氮氣。在此過程中，有機（jī）物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作為電子供體被氧化而提供能量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是（shì）多級汙泥係統、單（dān）級汙泥係統和生物膜係統。

       多級汙泥係統

       此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮（dàn）效果，其缺點是流程長、構（gòu）築物（wù）多、基建費用高、需（xū）要（yào）外加碳源、運行費（fèi）用高、出水中殘留（liú）一定量（liàng）甲（jiǎ）醇等。

       單級汙泥係統

       單級汙泥係（xì）統（tǒng）的形式包括前置反硝化係統、後置反硝化（huà）係（xì）統及交替工作係（xì）統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物脫氮工（gōng）藝流程相比，A/O工藝具有流程簡（jiǎn）單、構築物少、基建費用低、不需外加碳源、出水水質高等優點。後置式反硝化係統，因為（wéi）混合液缺乏有機物，一（yī）般還需要人工投加碳源，但脫氮（dàn）的效果可高於前置式，理論上可接近100%的脫氮。交（jiāo）替工作的生物（wù）脫氮（dàn）流程主要由兩個串聯池子組成，通過改（gǎi）換進水和出水的方向，兩個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（zuò）的（de）方式，避免了（le）混合（hé）液的回流（liú），因而脫氮效果優於一般A/O流程。其缺（quē）點是運行管理費用較高，且一般必須（xū）配置計算機控製自（zì）動操作（zuò）係統。

       生物膜係統

       將上（shàng）述A/O係統中的缺氧池和好氧池改為固（gù）定生（shēng）物膜反應器，即形成（chéng）生物膜（mó）脫氮係統。此係統中（zhōng）應有混合液回流，但不需汙泥（ní）回流，在缺氧的好氧反應器中（zhōng）保存了適（shì）應於反硝（xiāo）化和好氧氧化及硝化反應的兩個汙泥係統。

       物化除氮

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

       折點氯化法

       不（bú）連續點氯化（huà）法是氧化法處理氨氮廢水的（de）一種，利（lì）用在（zài）水中的氨與氯反應生成氮氣而將水中氨去除的化學處理法。該方法還可以起到殺菌作用，同時使（shǐ）一（yī）部分有機物無機化，但經氯化（huà）處理後的出水中留有餘氯，還（hái）應進一步（bù）脫氯處理。

       在含（hán）有（yǒu）氨的水中投（tóu）加次（cì）氯（lǜ）酸（suān）HClO，當pH值（zhí）在中性附近時，隨（suí）次氯（lǜ）酸（suān）的投加，逐步進行下述（shù）主要反應：

NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

       投加氯（lǜ）量和氨（ān）氮（dàn）之比(簡（jiǎn）稱（chēng）Cl/N)在5.07以下時，*先進行①式反應，生成一氯胺（àn）(NH2Cl)，水中餘氯濃度增大，其後，隨著次氯酸投加量的（de）增加，一氯胺按②式進行反應，生成二（èr）氯胺(NHCl2)，同（tóng）時進行③式（shì）反應，水中的N呈N2被去除。其結果是，水中的餘氯濃度隨Cl/N的增大而減小，當（dāng）Cl/N比值達到某個數值以上時，因未反應而殘留的次氯酸(即遊離餘氯)增多，水（shuǐ）中（zhōng）殘留餘氯的濃度再次增大，這個（gè）小值的（de）點稱（chēng）為（wéi）不連續點(習慣稱為折點)。此時的Cl/N比按理論計算（suàn）為7.6；廢（fèi）水處理中因為氯與廢水中（zhōng）的有機物反應，C1/N比應比理論值7.6高些，通（tōng）常為10。此外，當pH不在中（zhōng）性範圍（wéi）時（shí），酸性條件下多生成三氯胺，在堿性條件下生成硝酸，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（ān）氮廢水適用。

       處理時所需的實際氯氣量取決於溫（wēn）度、pH及氨（ān）氮濃度。氧化每mg氨（ān）氮有時需要9——10mg氯氣折點（diǎn），氯化法處（chù）理後的出水在（zài）排放（fàng）前一般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除去水中殘（cán）餘的氯。雖然氯化法反應迅速，所需設備投資少（shǎo），但液氯的安全使用和貯存要求高（gāo），且處理成本也較（jiào）高。若用次氯酸或二氧（yǎng）化氯發生裝置代替液氯，會更（gèng）安全且運行（háng）費（fèi）用可以降低，目前國（guó）內的氯（lǜ）發生（shēng）裝置的產氯量太小，且價格（gé）昂貴。因此氯化法一般適（shì）用於給水（shuǐ）的處理，不太適合處理大水量高濃度的氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉澱法是往水中投（tóu）加某（mǒu）種（zhǒng）化學藥（yào）劑，與水（shuǐ）中的溶解性物質發生反（fǎn）應，生成難溶於水（shuǐ）的鹽類（lèi），形成沉渣易去（qù）除，從而降低水中溶解（jiě）性物質的含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離（lí）子時，會發生（shēng）如下（xià）反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶於水的MgNH4PO4沉澱物，從而達到去除水中氨氮的目（mù）的。采用的常見沉澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜（yí）的pH值範（fàn）圍為9.0——11，投加質量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水（shuǐ）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（fù）合（hé）肥料。由於Mg(OH)2和H3PO4的價格（gé）比較貴，成本較高，處理（lǐ）高濃度氨氮廢水可行，但該法向廢水（shuǐ）中（zhōng）加入了PO43-，易（yì）造成二次汙染（rǎn）。

       離子交（jiāo）換法

       離子交換法的實質是不溶性離（lí）子化（huà）合物（wù）(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的其它同性離子的交換反應，是一種特殊（shū）的吸附過（guò）程，通常是可逆性化學吸附。沸石是一種天然離子交（jiāo）換物質，其價（jià）格遠低於陽離子交換樹（shù）脂，且對（duì）NH4+-N具有（yǒu）選擇性的吸附能力，具有較高的陽離子交換容量，純絲光沸石和斜發沸（fèi）石的陽離子交換容量平均為每10 0g相當（dāng）於213和223mg物質（zhì）的量(m.e)。但實際（jì）天（tiān）然沸石中（zhōng）含有不純物質，所以純度較高的沸（fèi）石（shí）交換（huàn）容量每10 0g不大於（yú）20 0m.e，一般為10 0——150m.e。沸（fèi）石作為（wéi）離子（zǐ）交換劑，具有特殊的離子交換特性（xìng），對離（lí）子的選擇交換順序是（shì）：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（jì）應（yīng）用中，廢水pH值應調整到6——9，重金屬（shǔ）大體上沒有什麽（me）影響；堿金屬（shǔ）、堿土金（jīn）屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸（fèi）石的離子交換能力影響比（bǐ）Na和K更大。沸石吸附（fù）飽和後必須進行再生，以采（cǎi）用再生液法為（wéi）主，燃燒法很少用。再生液多采用NaOH和（hé）NaCl。由於（yú）廢水中含有Ca2+，致（zhì）使沸石對氨的去除率呈不可逆性（xìng）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，然後在汽提塔中通（tōng）入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢（fèi）水中的遊離氨（ān）吹脫至大氣中（zhōng）。通入（rù）蒸汽，可升高廢水溫度，從而提高一定pH值時被吹脫的氨的比率。用該法（fǎ）處理氨時，需考慮（lǜ）排放的遊離氨（ān）總量應符合氨的大氣排放標準，以免造成二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下用空（kōng）氣吹脫（tuō），而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行（háng）吹脫。

       液膜法

       許多人認為液膜分離法有可能成（chéng）為繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤（yóu）其適用（yòng）於（yú）低濃度金屬離子提純及廢水處理（lǐ）等過程。乳狀液膜法去（qù）除氨氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油（yóu）相，它從（cóng）膜相外高濃度的外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內（nèi）側與內相界麵（miàn），與膜內相中的酸發生解脫反應，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（nóng）度差的推動下，氨分子不斷通過膜表麵吸附、滲透擴散遷移至膜相內側解吸（xī），從而達（dá）到分離去除氨氮（dàn）的目的。

       電滲析法

       電滲析是一種膜法分離技術，其利用施（shī）加在陰陽膜對之間（jiān）的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室（shì）的陰（yīn）陽滲透膜之間（jiān）施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離子滲透膜時（shí），銨離子及其他離子在施加電壓的影響下，通過膜而進入另一側的濃水中並在濃水中集，因而從進水中分離出來。

       催化濕式氧化法

       催化（huà）濕式氧化法是20世紀80年代國際上發展起（qǐ）來的一種治理廢水（shuǐ）的新技術。在（zài）一定溫度、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化，可使汙水中的有（yǒu）機物和氨（ān）分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到淨化（huà）的目的。該法具有淨化效率高(廢水經淨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行費用僅為常規方法（fǎ）的60 %左右，因而在技術（shù）上和（hé）經濟上均具有較（jiào）強的競爭力（lì）。