當下，汙水（shuǐ）氨氮含量超標問題被重視，相關處理技術如雨後春（chūn）筍般紛紛湧現（xiàn）。生物脫氮法、物化除氮法、折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法等（děng），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（hé）物（wù）的排放量急劇（jù）增加，已成為環境的（de）主要汙染源（yuán），並引起各界（jiè）的（de）關注。經濟有效地控（kòng）製氨氮廢水汙染（rǎn）已經成為當今環境（jìng）工作者所麵臨的重大課題。

       1 氨氮廢水的來源

       含氮（dàn）物質（zhì）進入水環境的途徑主要包括自然過程和（hé）人類活動兩個方麵。含氮物質進入水環境的自然來源（yuán）和（hé）過程主要包括降（jiàng）水降塵、非市區徑流（liú）和生物固氮（dàn）等。人工合成的化學肥（féi）料是水體中氮營養元（yuán）素的（de）主要來源，大（dà）量未被農作物利用的氮化合物絕大部分被農（nóng）田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。近年來，隨著經濟的發展，越（yuè）來越多含氮汙染物的任意排放給環（huán）境造成了極大的危（wēi）害。氮在廢水中以（yǐ）有機態氮（dàn）、氨態氮(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)以及亞硝態（tài）氮(NO2--N)等多種（zhǒng）形式存在，而（ér）氨態氮是主要的存在形式之一。廢水（shuǐ）中的氨氮是指以遊（yóu）離（lí）氨和離子銨形式（shì）存在的氮，主要來源於（yú）生活汙水（shuǐ）中含氮有機物的分解，焦化（huà）、合成氨（ān）等工業廢水，以及農田排水等。氨氮汙染源多，排放量大，並且排放的濃度變化大。

       2 氨（ān）氮廢水的危害

       水環（huán）境中存在過量的氨氮會造成多方麵（miàn）的有害影響：

       (1)由於（yú）NH4+-N的氧化，會造成（chéng）水體中溶解氧濃度降低（dī），導（dǎo）致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生（shēng）存造成影響（xiǎng）。在有利的環境條件下，廢水中所含的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3--N。根據生化反應（yīng）計量關係，1gNH4+-N氧化（huà）成（chéng）NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗（hào）氧4.57g。

       (2)水中氮素含量太多會導致水（shuǐ）體富營養化，進而造成一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生物(大多數為藻類)的數量增加（jiā），即水體發生富營養化現象，結果造成：堵（dǔ）塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增加了（le）水處（chù）理（lǐ）的費用；妨礙水（shuǐ）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；由於藍-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由於（yú）藻類的腐爛，使水體中（zhōng）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作用。長期飲（yǐn）用NO3--N含量超（chāo）過10mg/L的水（shuǐ），會發生高鐵（tiě）血紅蛋白症，當血液中高鐵（tiě）血紅蛋白含量達（dá）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”物質。NH4+-N和氯反應會生成氯胺，氯胺的消毒（dú）作用比自由氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠（chǎng）將需要更大的加氯量，從而（ér）增（zēng）加處理成本。

       3 氨氮廢（fèi）水處理的（de）主（zhǔ）要技術

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

       生物脫（tuō）氮法

       微（wēi）生物去除氨氮過程需經兩個階段。階段為硝（xiāo）化過程，亞（yà）硝（xiāo）化菌和硝（xiāo）化（huà）菌在有氧條件（jiàn）下將氨態（tài）氮轉化為亞（yà）硝態氮和硝態氮（dàn）的過程。第二階段為反硝化過程，汙水中的硝態氮和亞硝態氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌（jun1）(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（liú）程可以分為（wéi）3類，分（fèn）別是多級汙泥係統、單級汙泥係統和生物（wù）膜係統。

       多（duō）級汙泥係統

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

       單級汙泥係統

       單級汙泥係統的形式包括前（qián）置反硝化係統、後置反硝化係統（tǒng）及交替工（gōng）作係統（tǒng）。前置反（fǎn）硝化（huà）的生物脫氮流程，通常稱為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、構築物少、基建費用低、不需外加碳源、出水水質（zhì）高等優點。後置（zhì）式反硝化係統，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（guǒ）可高於前置式，理論上可接近100%的脫氮。交替工作的生物（wù）脫氮流（liú）程主要由兩個串聯池子組成，通過改換進（jìn）水和出水的方向，兩個池子交替在缺氧和好氧的條件（jiàn）下運行。該係統本質（zhì）上（shàng）仍是A/O係統，但其利用交替工作的方式（shì），避免了混合液（yè）的回流，因而（ér）脫氮效果優於一般A/O流程。其（qí）缺點是運行管理（lǐ）費用較高，且一般必須（xū）配置（zhì）計算機控（kòng）製自動操作係統。

       生物膜係統

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

       物化除氮

       物化除氮常用的（de）物理化學方法有折（shé）點氯化法、化學（xué）沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析（xī）法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（chù）理氨（ān）氮廢水的（de）一種，利用在（zài）水中的氨與氯反應生成氮氣而將水（shuǐ）中氨去除的化學處理法。該方法還可以起到殺菌作（zuò）用，同時使（shǐ）一部分有機物無機化，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（hán）有氨的水中投加次氯酸（suān）HClO，當pH值在中性（xìng）附近（jìn）時，隨次氯酸的投加，逐（zhú）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（tóu）加氯量（liàng）和氨氮之比(簡（jiǎn）稱Cl/N)在5.07以（yǐ）下（xià）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（fǎn）應，水中的（de）N呈N2被去（qù）除。其結果是，水中的餘（yú）氯濃度隨（suí）Cl/N的增大而減小，當Cl/N比值（zhí）達到某個數值（zhí）以上（shàng）時，因未反應而殘留的（de）次氯（lǜ）酸（suān）(即遊離餘氯)增多，水中殘（cán）留餘氯的濃度再次增大，這個小值（zhí）的點稱為（wéi）不連續點(習慣稱為折點)。此時的Cl/N比按理論計算為7.6；廢水處理中因為氯與廢水中的有（yǒu）機物（wù）反應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為10。此外，當pH不在中性範圍時，酸性條件下多生成三氯（lǜ）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（ān）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（suǒ）需的實際氯氣量取決於溫（wēn）度、pH及氨（ān）氮濃（nóng）度。氧化（huà）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性炭或（huò）SO2進行反氯化，以除去水中殘餘（yú）的氯。雖然（rán）氯化（huà）法反應迅（xùn）速，所需（xū）設備投資少，但液氯的安全使用和貯存要求高，且（qiě）處理成本也較高。若用次（cì）氯酸或二氧化氯發生裝（zhuāng）置代替液氯，會更安（ān）全且（qiě）運行費用可以降低，目前國內的氯發生裝置的產氯量太小，且價格昂貴。因此氯（lǜ）化法一般（bān）適（shì）用於給水（shuǐ）的處理，不太適合處理大水量高濃（nóng）度的（de）氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉澱法是往水中投加某種化學藥劑，與水（shuǐ）中的溶解性物質（zhì）發生反應，生成難溶於水的鹽類，形成沉渣易去除，從（cóng）而（ér）降低水中溶解性（xìng）物質的含量（liàng）。當在含有NH4+的廢水中（zhōng）加入PO43-和Mg2+離子時（shí），會發生如下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶於水的MgNH4PO4沉澱物，從而達到去除（chú）水中氨氮的目的。采（cǎi）用的常見沉澱劑是（shì）Mg(OH)2和H3PO4，適宜的pH值範圍（wéi）為9.0——11，投加質量比（bǐ）H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢（fèi）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合（hé）肥料。由於Mg(OH)2和H3PO4的（de）價格比（bǐ）較貴，成本較高，處理高濃度氨（ān）氮廢水可行，但該法向廢水中加入了PO43-，易造成二次（cì）汙（wū）染。

       離子交換法（fǎ）

       離子交換法的實質是不（bú）溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的其（qí）它同性離子的交換反應（yīng），是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。沸石是一種天然離子交換物質，其（qí）價格遠低於（yú）陽（yáng）離子交換樹脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附能力，具有較高的陽離子交換容量，純絲光沸石（shí）和斜發沸石的陽離子交換容量平（píng）均為每10 0g相當於（yú）213和223mg物質的量(m.e)。但實際天（tiān）然沸（fèi）石中含有不純（chún）物質，所（suǒ）以（yǐ）純度（dù）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。沸石作為離子交（jiāo）換劑，具有特殊的離子交換特（tè）性，對離子的選擇（zé）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（chéng）設計應用中，廢水pH值（zhí）應調整到6——9，重（chóng）金屬大體上沒有什麽影（yǐng）響；堿金屬（shǔ）、堿土金屬中除Mg以（yǐ）外都有（yǒu）影響，尤其是（shì）Ca對沸石（shí）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（duō）采用NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致使（shǐ）沸石對氨的去除率呈不可逆性的降低，要考慮補（bǔ）充和更新（xīn）。

       吹脫法

       吹（chuī）脫法是將（jiāng）廢水調節至（zhì）堿性（xìng），然後在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過（guò）氣液接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，從而提高一定pH值時（shí）被（bèi）吹脫的（de）氨的比率。用該法（fǎ）處理氨時，需考（kǎo）慮排（pái）放的遊離氨總量應符合氨（ān）的大氣排放（fàng）標準，以免造成（chéng）二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而（ér）煉鋼、石油（yóu）化（huà）工、化肥、有機（jī）化工有色金屬冶煉等行（háng）業（yè）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（fèn）離法有（yǒu）可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（jīn）屬離子提純及廢水處理等過（guò）程。乳狀液膜法去除氨氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜相外高濃度的外側，通過膜相的擴散（sàn）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，生成的NH4+不溶於油相而穩定在膜內相中，在膜內（nèi）外兩側氨濃度差的推（tuī）動下，氨分子不斷通過膜表麵吸附、滲（shèn）透擴散遷移至膜相內側解吸，從而達到分離去除氨氮（dàn）的目的。

       電滲析法

       電滲析是一種膜法分離技術，其利用（yòng）施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解（jiě）的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之間施（shī）加直流電壓，當（dāng）進水通過多（duō）對（duì）陰陽離子滲透膜時，銨離子及其他離子在施加電壓（yā）的（de）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（shuǐ）中分離出來。

       催化（huà）濕式氧化法

       催化（huà）濕式氧化（huà）法（fǎ）是20世紀80年代國際上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等無害物質，達到淨化的目（mù）的（de）。該法具有（yǒu）淨化效（xiào）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（fǎ）的建設及運行（háng）費用僅為常（cháng）規方法的（de）60 %左右，因而在技術上和經濟上均具有較強的競爭力。