當下，汙水氨氮含量超標問題被（bèi）重視（shì），相關處理技術如雨（yǔ）後春筍般紛紛湧現（xiàn）。生物脫氮（dàn）法、物化除氮法、折點（diǎn）氯化法（fǎ）、化（huà）學沉（chén）澱法、離（lí）子交換法、吹脫法等，均各有優勢。

       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（wū）染（rǎn）源，並引起各界的關注。經濟有效地控製氨氮廢水汙染已經成為當今環境工作者所（suǒ）麵臨的重大課題。

       1 氨氮廢水的來源

       含氮物質進入水環境的途徑主要包（bāo）括自然過程和人類活動兩個方麵。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包（bāo）括降水降塵、非市區徑流和生物固氮等（děng）。人工合成（chéng）的化學（xué）肥料是水體中氮營養元素的主（zhǔ）要來源，大量未被農作物利用的氮化合物（wù）絕大部分被（bèi）農田（tián）排水（shuǐ）和地表徑流帶入地下水和地表水中。近年來，隨著經（jīng）濟的發展，越來越多含氮（dàn）汙染物的任意排（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（xiāo）態氮(NO2--N)等（děng）多種形式存在，而氨態氮是主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是指以遊（yóu）離氨和（hé）離子銨形（xíng）式存在的氮，主要來源於生活汙水中含氮（dàn）有機物的分解，焦化（huà）、合成氨等工業廢（fèi）水，以（yǐ）及農田排水等。氨氮汙（wū）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

       水環境中存在過量的氨氮會造成多方（fāng）麵的有害影響：

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成（chéng）水體中溶解氧濃度降低，導致水（shuǐ）體發黑發臭，水質下降，對水（shuǐ）生動植物的生存造成影響。在有利的環境條件下，廢水中所含（hán）的有機（jī）氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原（yuán）力強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3--N。根據生化反應（yīng）計量（liàng）關係，1gNH4+-N氧化成（chéng）NO2--N消耗氧氣（qì）3.43 g，氧化成NO3--N耗氧4.57g。

       (2)水（shuǐ）中氮素含量太多會導致水體富營養化，進而造成一係列的嚴重後（hòu）果。由於氮的存在，致使光合微生物(大多數為藻類)的數量增加，即水體發生富營養化現象，結果造成：堵塞（sāi）濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增（zēng）加了水處理的費用（yòng）；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（wù）；由於藍（lán）-綠藻類產（chǎn）生的毒（dú）素（sù），家畜（chù）損傷，魚類死亡；由於藻（zǎo）類的腐爛，使水體（tǐ）中出現氧虧現象。

       (3)水中的（de）NO2--N和（hé）NO3--N對（duì）人和水生生物有較大的危害作用（yòng）。長期飲用NO3--N含量超（chāo）過10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋白症（zhèng），當血液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發生（shēng）窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成（chéng）亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物質。NH4+-N和氯反應會生成氯胺，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（jiā）氯量，從而增加處理成本。

       3 氨氮廢水處理的主要技術

       目前，國內外氨（ān）氮廢水處理有折點氯化法、化學沉（chén）澱法、離子交換法、吹脫法和（hé）生物脫氨法等多（duō）種方法，這些技術可分為物理化學法和生物脫氮（dàn）技術（shù）兩大類。

       生物脫氮法

       微生物去除氨氮過程需經兩（liǎng）個階段。階段為硝化過程，亞（yà）硝化（huà）菌和硝化菌在有氧條件下將氨態氮轉化（huà）為亞硝態氮和硝態氮的過（guò）程。第二階段為反硝（xiāo）化過（guò）程，汙水中（zhōng）的硝態氮和亞硝態氮在無氧或低氧條件下，被反硝（xiāo）化（huà）菌(異養、自養微生物均有發（fā）現且種類（lèi）很（hěn）多)還原（yuán）轉（zhuǎn）化為氮氣。在此過程中（zhōng），有機物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作為電子供體被氧（yǎng）化而提供能量。常（cháng）見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多（duō）級汙泥係統、單級汙泥係統和生物膜係統。

       多級汙泥係統

       此流程（chéng）可以得到相當好的BOD5去除效果（guǒ）和脫氮效果，其缺點是流程長、構築物多、基建費（fèi）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（xì）統

       單級汙泥係統的形式包括前（qián）置（zhì）反硝化係統、後置反硝化係（xì）統及交替工作係統（tǒng）。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流（liú）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、構築物少、基建費用低、不需外（wài）加碳源、出（chū）水水質（zhì）高等優點。後置式反（fǎn）硝化係統，因為混合液缺乏有機物，一般還（hái）需要人工投加碳源，但脫氮的效果可高於前（qián）置式，理論（lùn）上可接近100%的脫（tuō）氮。交（jiāo）替工作（zuò）的生（shēng）物脫氮流程主要（yào）由兩個串聯池（chí）子組成，通過改換進水和出水的方（fāng）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，但其利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，因（yīn）而脫氮效果優（yōu）於一（yī）般A/O流程。其缺點是運行（háng）管理費用較高，且一般必須配置計算機控（kòng）製自（zì）動操作係（xì）統。

       生物膜係統

       將上述A/O係（xì）統中的（de）缺氧（yǎng）池和好氧池改為固定生物膜反（fǎn）應器，即形成生物膜脫（tuō）氮係統。此係統中應有混合液回流，但（dàn）不需汙泥回流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝（xiāo）化和好氧氧化（huà）及硝化反應的（de）兩個汙泥係（xì）統。

       物化除（chú）氮

       物化除氮（dàn）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（xī）法（fǎ）和催化濕式氧化法等。

       折點氯化法

       不連續點氯化法是氧化法處理氨氮廢水的一種，利用在（zài）水中的氨與氯反應生成（chéng）氮氣（qì）而將水中氨去除的化學（xué）處理法。該方法還可以起到殺菌作用，同時使一部分有機物無機化，但經氯化處理後的出水中留（liú）有餘氯，還應進一步脫氯處（chù）理。

       在含有氨的水中投加次（cì）氯酸HClO，當pH值在中性附近（jìn）時，隨次氯酸的投加，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（lǜ）量和氨氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時，*先進行①式反（fǎn）應，生成（chéng）一氯胺（àn）(NH2Cl)，水中餘氯濃度增大，其後，隨著次氯酸投加量的增加（jiā），一氯胺按②式進行反應，生成二氯胺(NHCl2)，同時進行③式反應，水中的N呈N2被去除。其結果是，水中（zhōng）的餘氯濃度隨Cl/N的增大而減小（xiǎo），當（dāng）Cl/N比值達到某個數值（zhí）以上時（shí），因未反應而殘（cán）留的次氯酸(即（jí）遊離餘氯)增多，水中殘留餘氯的濃度再次增大，這個（gè）小值的點稱為不連續點(習（xí）慣稱為折點)。此時的Cl/N比按理（lǐ）論計算（suàn）為7.6；廢水處理中因為氯與廢水中的有機物反（fǎn）應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為（wéi）10。此外，當pH不在（zài）中性範圍時，酸性條件下多生（shēng）成三氯胺，在堿性條件下生成硝酸，脫氮效率（lǜ）降低（dī）。

       在pH值為6——7、每mg氨氮氯投加（jiā）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。

       處理時所需的實際氯氣量取決於溫度、pH及氨氮濃度。氧化每mg氨氮有時需要9——10mg氯氣折點，氯化法處理後的出水在排放前一般需用活（huó）性炭（tàn）或SO2進（jìn）行（háng）反氯化，以除去水中殘餘的氯。雖然氯（lǜ）化法反應（yīng）迅速，所需設備投資少，但液氯的安全使用（yòng）和貯存要求高，且處理成本也較高。若用次氯酸或（huò）二氧化氯發生（shēng）裝置代替液氯，會更（gèng）安全（quán）且（qiě）運行費用可（kě）以降低，目前國內的氯發生裝置的產氯量太小，且價格昂貴。因此氯化法一（yī）般適用（yòng）於給水的處理，不太適合處理大水量高濃度（dù）的氨（ān）氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉澱法（fǎ）是往水中投加某種化學藥劑（jì），與水中的溶解性物質發生反（fǎn）應，生成難（nán）溶於水的鹽類，形成沉渣易去除，從而降低水中溶解性物質的含量。當在含有NH4+的廢水中加（jiā）入PO43-和Mg2+離子時（shí），會發生如（rú）下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難（nán）溶於水的（de）MgNH4PO4沉澱（diàn）物（wù），從而達（dá）到（dào）去（qù）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）質量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水中氨氮濃度小於900mg/L時，去除率在90%以上，沉澱物（wù）是一種很好的複合肥料。由於Mg(OH)2和H3PO4的價格比較貴，成本較高（gāo），處理高濃度氨（ān）氮廢水可行，但該法（fǎ）向廢水中加（jiā）入了PO43-，易造成二次汙（wū）染。

       離子交換法

       離子交換法的實質是（shì）不溶（róng）性離子化（huà）合物(離子（zǐ）交換劑)上的可交（jiāo）換離（lí）子與廢水中的其（qí）它同性離子的交換反應，是一種（zhǒng）特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。沸石（shí）是一種天然離子交換物質（zhì），其價格遠低於陽離子交（jiāo）換樹（shù）脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附（fù）能力，具有（yǒu）較高的陽離子交換（huàn）容量，純絲光沸石和斜發沸石的陽離子（zǐ）交換容量（liàng）平均（jun1）為每10 0g相當於213和223mg物質的量（liàng）(m.e)。但實（shí）際天然沸石中含有不純物質，所以純度較（jiào）高的沸石交換容量每（měi）10 0g不大（dà）於20 0m.e，一般為10 0——150m.e。沸石作為離（lí）子交換劑，具有特殊的離子交（jiāo）換特性，對離子的選（xuǎn）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（zhěng）到6——9，重金屬（shǔ）大體上沒有什麽影響；堿金屬（shǔ）、堿土金屬中除Mg以外都有影響，尤其（qí）是Ca對沸石（shí）的離子交換能力影響比Na和K更（gèng）大。沸石吸附飽和後必須進行再生，以采用再生液法為主，燃燒法很少用（yòng）。再生液多采用（yòng）NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致使沸石對氨的去除率呈不可逆（nì）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，然後在汽（qì）提塔中通入空氣或蒸汽（qì），通過氣（qì）液接觸將廢水中的遊離（lí）氨吹脫（tuō）至大氣中。通入蒸（zhēng）汽，可（kě）升高廢（fèi）水溫（wēn）度，從而提高一（yī）定pH值時被吹脫的氨的比率。用該法處理氨時（shí），需考慮排放（fàng）的遊（yóu）離氨（ān）總量應符合氨的大氣排放標準，以免造（zào）成二次汙染。低濃度廢水通常在常（cháng）溫下用（yòng）空氣吹脫（tuō），而煉鋼、石油（yóu）化工、化肥、有機化工（gōng）有色金屬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（duō）人認為液膜分離法有可（kě）能成為繼萃取法之（zhī）後的第二代分離純（chún）化技（jì）術，尤其適用於低濃度金屬離子提純及廢（fèi）水處理等過程。乳狀液膜法去除氨（ān）氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜相外高濃度的外側，通過膜相的（de）擴散遷移，到達膜相內側與內相界麵，與膜內相中的酸發生解脫反應，生（shēng）成的NH4+不溶於油相而（ér）穩定在膜內相中，在膜內外兩側（cè）氨濃度差的推動（dòng）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（ér）達到分離去（qù）除氨氮的目的。

       電滲析法

       電滲析是一（yī）種膜（mó）法分（fèn）離技術，其利用施加在陰陽膜對之（zhī）間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之間（jiān）施加直流電壓，當進水（shuǐ）通過（guò）多對陰陽離子滲透膜時，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（cè）的濃水中並在濃水中集，因而從進水中分離出來（lái）。

       催化濕式氧化法

       催化濕（shī）式氧化法是20世紀80年代國際上發展起來（lái）的（de）一種治理廢（fèi）水的（de）新技（jì）術。在一定溫（wēn）度、壓力和催（cuī）化劑（jì）作用下，經空氣氧化，可使汙水中的有機物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無（wú）害物質，達到淨化的目（mù）的。該法具有（yǒu）淨化效率高(廢水經淨化後可達到飲用水標（biāo）準)、流程簡單、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（de）建設及運行費用僅為常規方法（fǎ）的60 %左右，因而在技術上和經濟上（shàng）均具（jù）有較強的（de）競爭力。