當下，汙水氨氮含量超標（biāo）問題被重視，相關處理技術如雨後春筍（sǔn）般紛紛（fēn）湧現。生物脫氮法、物化（huà）除氮法、折點氯化（huà）法、化學沉澱法、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（zhǎn）和（hé）人民生活水平的提高（gāo），含氮化合物的排（pái）放量急劇增加，已成為環境的主要汙染源，並引起各界的關注。經濟有效（xiào）地控製氨氮廢水（shuǐ）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（fèi）水的來源（yuán）

       含氮物質進入（rù）水環境（jìng）的途徑主要包（bāo）括自然（rán）過（guò）程和人類活動兩個方麵。含氮物質進（jìn）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（liú）和（hé）生（shēng）物固氮等。人工合成的化學（xué）肥料是水體中氮營養元素的主要（yào）來源，大量未被農作物利用的氮化合物絕大部（bù）分被農田（tián）排水和（hé）地表徑流帶入地下水和（hé）地表水中。近年來，隨著（zhe）經濟（jì）的發展，越來越多（duō）含氮汙染物的任意排放給環境造成（chéng）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（jí）亞硝態（tài）氮(NO2--N)等多種（zhǒng）形式存在，而氨態氮（dàn）是（shì）主要的存在形式（shì）之一。廢水中的氨氮是指（zhǐ）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（dàn）有（yǒu）機（jī）物的分解，焦化、合成（chéng）氨等工（gōng）業廢水（shuǐ），以及農田排水等（děng）。氨氮汙染源多，排放量大，並且排（pái）放的濃度變（biàn）化（huà）大。

       2 氨氮廢水的危（wēi）害

       水環境（jìng）中存在過量的氨氮會造成多方（fāng）麵（miàn）的有害影響：

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生（shēng）存造成影（yǐng）響。在有利的環境條件下，廢水中所含的有機氮將（jiāng）會轉化（huà）成NH4+-N，NH4+-N是還原力強（qiáng）的無機氮形態，會（huì）進一步轉化成NO2--N和NO3--N。根據生（shēng）化反應計量關係，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗氧（yǎng）4.57g。

       (2)水中氮素含量太多會導致水體富營養（yǎng）化，進而（ér）造成一係列的嚴重後果。由於氮（dàn）的存在（zài），致使光合微生物(大（dà）多數為藻類)的數量增加，即（jí）水（shuǐ）體發生富營養化現象，結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的終產物可產生引起有色度和（hé）味道的化合物；由於（yú）藍-綠藻類產生（shēng）的毒素，家畜（chù）損傷，魚類死亡；由於藻類（lèi）的腐爛，使水體中出現氧虧現象。

       (3)水中的NO2--N和NO3--N對（duì）人和水生生物有較大的危害（hài）作（zuò）用。長期飲用（yòng）NO3--N含（hán）量超過10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋白症，當血液中高（gāo）鐵血紅蛋白含量達到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”物質。NH4+-N和氯反應會生成氯胺，氯胺的消毒作用（yòng）比（bǐ）自由氯小，因此當有NH4+-N存（cún）在時（shí），水處理廠將需要（yào）更大（dà）的加氯量，從而增加（jiā）處理成本。

       3 氨氮廢水處（chù）理的主要技術

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

       生物脫氮（dàn）法

       微生物去除氨氮過程需經兩個階段。階段為（wéi）硝化過程（chéng），亞（yà）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（hé）硝態氮的過程。第二階段為反硝（xiāo）化過程，汙水中的硝態氮和亞硝態氮在無氧或（huò）低氧條件下，被反硝化菌(異養、自（zì）養微生物均有發現且種類很多)還原轉化為氮氣。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，分別是多級汙泥係統、單級汙泥係統和（hé）生物（wù）膜係統。

       多級汙泥係（xì）統

       此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫（tuō）氮（dàn）效果，其缺點是流程長、構築物多、基建（jiàn）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（wū）泥（ní）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（jiāo）替工作係統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的（de）生物脫氮（dàn）工藝流程相比，A/O工（gōng）藝具有（yǒu）流程簡單、構築物少、基建費用低、不需外（wài）加碳源（yuán）、出水水（shuǐ）質高等優點（diǎn）。後置式反硝化係統，因為混合（hé）液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效（xiào）果可高於（yú）前置式，理論上（shàng）可接近100%的脫（tuō）氮。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，通過改換進水（shuǐ）和出水（shuǐ）的方向，兩個池子交替在缺氧（yǎng）和好氧的條件（jiàn）下運行。該（gāi）係統本質上仍是A/O係統，但其利（lì）用交替（tì）工作的方式，避（bì）免了混合液的回流，因而脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理（lǐ）費用較（jiào）高（gāo），且一般（bān）必須配置計算機控製自動操作係（xì）統。

       生物膜（mó）係統

       將上述A/O係統中的缺氧池（chí）和好氧池改為固定生物膜反應器，即形（xíng）成生（shēng）物膜脫氮係（xì）統。此係統中應有混合液回流，但不需汙泥回（huí）流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反（fǎn）硝化和好氧氧化及硝（xiāo）化反應的兩個汙泥係統。

       物化除（chú）氮

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

       折點氯化法

       不連續點（diǎn）氯化法是氧化法（fǎ）處（chù）理氨氮廢水的一種，利用在水中的氨（ān）與（yǔ）氯反應（yīng）生成氮氣（qì）而將水中氨去除的（de）化學（xué）處理法。該方法還可以起到殺菌作（zuò）用，同（tóng）時使一部分有機物無機化，但（dàn）經氯化處（chù）理後的出水中留有餘氯，還（hái）應進一步脫氯處理（lǐ）。

       在含有氨的（de）水中投加次氯酸HClO，當pH值（zhí）在中性附近時，隨次氯（lǜ）酸的投加，逐步進行下述主要反（fǎn）應：

NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

       投加（jiā）氯量和氨氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時，*先進行（háng）①式反應，生成一氯胺(NH2Cl)，水中餘氯濃度增大，其（qí）後，隨著次氯酸投加量的增加，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（jié）果是（shì），水（shuǐ）中的餘氯濃度隨Cl/N的增（zēng）大而（ér）減小，當Cl/N比值達（dá）到某個數值以上時，因未反應而殘留的次（cì）氯酸(即遊離餘氯)增多，水中殘留餘氯的濃度再次增大（dà），這個小（xiǎo）值的點稱為不連續點(習慣（guàn）稱為折點)。此時的Cl/N比（bǐ）按理論計算為7.6；廢水處理中因為氯與廢水中的有機物反應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為10。此外，當pH不（bú）在中性範圍時，酸性（xìng）條件下多生成（chéng）三（sān）氯胺，在堿性條件下生成硝酸，脫氮（dàn）效率降低。

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

       處理時所（suǒ）需的實際氯氣量取（qǔ）決於溫度、pH及氨氮濃度（dù）。氧化每mg氨氮有時需要9——10mg氯氣折點，氯（lǜ）化法處理後的出水在排放前一般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除去水中殘餘的（de）氯（lǜ）。雖然氯化法反應（yīng）迅速，所需設備投（tóu）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（lǜ）酸（suān）或二氧化氯發生裝置代替液（yè）氯（lǜ），會更安全（quán）且運行費用可以降低，目（mù）前國（guó）內的氯發生裝置的產氯量太小，且價格（gé）昂貴。因此氯化法（fǎ）一般適用於給水的處理，不太適合處（chù）理大水量高濃度的氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉（chén）澱法是往水中投加某（mǒu）種化學藥劑，與水中的溶解性物質發生反應，生成難溶於水的鹽類（lèi），形成沉渣易去除（chú），從而降低水（shuǐ）中溶解性物質的（de）含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子（zǐ）時，會發生如下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難（nán）溶於水（shuǐ）的MgNH4PO4沉澱物，從而達到去除水中（zhōng）氨氮的目的。采用的常見沉澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜的pH值範（fàn）圍（wéi）為9.0——11，投（tóu）加質量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水中氨氮濃度小於900mg/L時，去（qù）除率在90%以上，沉澱物是（shì）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，處理高（gāo）濃度氨氮廢水可行（háng），但該法向廢水中加入了（le）PO43-，易造（zào）成二次汙染。

       離子交換法

       離子交換法的（de）實質是不溶性離子化合物(離（lí）子交換劑)上的可交換離子與廢（fèi）水中的其（qí）它同性離（lí）子的交換反應，是一種特殊（shū）的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。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（qiě）對NH4+-N具有選擇性的吸附能力，具有較高的陽離子交換容量（liàng），純絲光沸石和斜發沸石的陽離子交換容（róng）量平均為每10 0g相當於213和223mg物質的（de）量（liàng）(m.e)。但實際天然沸石中含有不純物質，所以（yǐ）純度較高的沸石交換容量每10 0g不大於20 0m.e，一般為10 0——150m.e。沸（fèi）石作為離子交換劑，具有特殊的離子（zǐ）交換特性，對離子的選擇交（jiāo）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)。工程設計應用中，廢水pH值應調整到6——9，重金屬（shǔ）大體上沒有什（shí）麽影響；堿金屬、堿土金屬中除Mg以外都有影響（xiǎng），尤其是Ca對沸石的離子交換能力影響比Na和K更大。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。再生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致使沸石對氨的（de）去除率呈（chéng）不可逆性的降低，要考慮補充和更新。

       吹脫法（fǎ）

       吹脫法是將廢水調節（jiē）至堿性，然後在汽提塔中通入空氣或蒸（zhēng）汽，通過氣液接（jiē）觸將廢水中的遊離氨吹脫至大氣（qì）中。通入蒸汽，可升高廢水溫（wēn）度，從而提高（gāo）一定pH值時（shí）被吹脫的（de）氨的比（bǐ）率。用該（gāi）法處理氨時，需考慮排放的遊離氨總（zǒng）量應符（fú）合氨的大氣排（pái）放標準，以免造成二次汙染。低濃度廢（fèi）水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化（huà）工、化肥、有機化工有色金屬冶煉等行業的（de）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能成為繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用（yòng）於低濃度金（jīn）屬離子（zǐ）提（tí）純及廢（fèi）水處理（lǐ）等過程。乳狀液膜法去除氨（ān）氮的（de）機理是（shì）：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜（mó）相外高（gāo）濃度的外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相（xiàng）內側與（yǔ）內（nèi）相界麵（miàn），與膜內相中的酸發生解脫（tuō）反應（yīng），生成的（de）NH4+不溶於油相而穩定在膜內相（xiàng）中，在（zài）膜內外兩側氨濃度差的推動下，氨分子不斷通過膜（mó）表麵吸附、滲透（tòu）擴散遷移至膜相內側解吸，從而達（dá）到分離去除氨氮的目的。

       電滲析（xī）法（fǎ）

       電滲析是一種膜法分離技術，其利用施加在（zài）陰陽膜（mó）對之間的電壓去除水溶液中溶解的（de）固體。在電滲析室的陰陽滲透（tòu）膜之間施加（jiā）直流電壓，當進水通過多對陰陽離子滲（shèn）透膜時，銨離子及其他離（lí）子在施（shī）加電壓的（de）影響下，通過（guò）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（shī）式氧化法

       催（cuī）化濕式氧化法是20世紀80年代國際上（shàng）發展起來的一種治理廢水的新技術。在一定溫度、壓力和催化劑（jì）作用下，經空氣氧化，可使汙水中的有機物和（hé）氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到淨化的目（mù）的（de）。該法具有淨化效率高(廢（fèi）水經淨化後可達到飲用水標準)、流程簡（jiǎn）單、占地麵積少等特（tè）點。經多年應用（yòng）與實踐，這（zhè）一廢水（shuǐ）處理方法的建設（shè）及運行費用僅為常規方法的60 %左右，因而在技術上和經濟上均具有較（jiào）強的競爭力。