當（dāng）下，汙水氨氮含量超標問題被重視，相關（guān）處理技術如雨後春筍般紛（fēn）紛湧現。生物脫氮法、物化除氮法、折點（diǎn）氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫（tuō）法等（děng），均各有優勢。

       隨著工農業生產的發（fā）展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，已成為環境的主（zhǔ）要汙染源，並（bìng）引起各界的關注。經濟（jì）有（yǒu）效地控製氨氮廢水汙染已經成為當今環境工作（zuò）者（zhě）所麵臨的重大課題。

       1 氨（ān）氮廢水的來源

       含（hán）氮物質進入水環境的途徑主要包括自然過程（chéng）和人類活動兩個（gè）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（jìng）流和（hé）生物（wù）固（gù）氮等。人（rén）工合成的（de）化學肥（féi）料是（shì）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絕大部分被（bèi）農田排水和地表徑流帶入（rù）地下水和地表（biǎo）水中。近年來，隨著經濟的發（fā）展，越來越多含氮汙染物的任意排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（dàn）(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)以及亞硝（xiāo）態氮(NO2--N)等多種形式存在，而氨態氮是主要的存在形式之一。廢水中的（de）氨氮是指以遊離氨和離子銨形式存（cún）在的氮，主要來源於（yú）生（shēng）活汙水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業（yè）廢水，以及農田排水等。氨氮汙染源多，排放量大，並且排放的（de）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麵（miàn）的有害影（yǐng）響：

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

       (2)水中（zhōng）氮素含量太多會導致水（shuǐ）體富營養化（huà），進而造成一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光（guāng）合微生物(大多數為藻類)的數量增加，即水體發生富營養（yǎng）化現象，結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短（duǎn），從而增加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的終產（chǎn）物可產生引起有色度（dù）和味道的化合物（wù）；由（yóu）於藍-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由於藻類的腐爛，使水體中出現氧虧（kuī）現象。

       (3)水中的NO2--N和NO3--N對（duì）人（rén）和水生（shēng）生物有較大的（de）危害作用（yòng）。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到70mg/L，即（jí）發生窒息。水（shuǐ）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（hé）氯反應會生成氯胺，氯胺的消（xiāo）毒作用比自由氯小，因此當有（yǒu）NH4+-N存在時，水處理廠將需要更大的加氯量，從而（ér）增加處理成本。

       3 氨氮（dàn）廢水處理的（de）主要技術

       目前，國內外氨氮廢水處理有折點（diǎn）氯（lǜ）化法、化學沉（chén）澱法（fǎ）、離子交換法（fǎ）、吹脫法和生物脫氨法等多種方法，這些技術可分為物（wù）理化學（xué）法和生物脫氮技術兩大類。

       生物（wù）脫氮法

       微生物去（qù）除氨氮過程需經兩個階段。階段為硝化過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧條（tiáo）件下將氨態氮轉化為亞硝態氮和硝態氮的過程。第（dì）二階段為（wéi）反硝化過程，汙水中的硝態氮和亞硝（xiāo）態氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌(異養、自養微生物均有發現且種類很多)還原轉化為氮氣。在（zài）此過程中，有機物(甲（jiǎ）醇、乙酸、葡萄糖等（děng）)作為電子供體被氧化而提供能量。常見的生物（wù）脫（tuō）氮流程可以分為3類，分別是多級（jí）汙泥係統、單級汙泥（ní）係統和生物膜係統。

       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（xiào）果，其缺點是（shì）流程長、構築物（wù）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。

       單級汙泥係統

       單級（jí）汙泥係（xì）統的形式（shì）包括前置反硝化（huà）係統、後置反硝化係統及交替工作係統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物脫氮（dàn）工（gōng）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。後置式反硝化係統，因為混合液缺乏有機物（wù），一般還需要人工投加碳源（yuán），但脫氮的（de）效果可高於前（qián）置式，理論上可接近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（tǒng）本質上仍是（shì）A/O係統，但其利用交替工作的方（fāng）式，避免了（le）混合液的回流，因而脫（tuō）氮效果優於一般A/O流程（chéng）。其（qí）缺點是運行管理費用較高，且一般必須配置計算機控製自動操作係統。

       生物膜係統

       將上述A/O係統中（zhōng）的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮係統（tǒng）。此係（xì）統中應有混合液回流，但不需汙泥回流，在缺（quē）氧的（de）好氧反應器中保存了適應於（yú）反硝化和好（hǎo）氧氧化及硝化反應的兩個汙泥係統。

       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（diàn）滲析法和催化（huà）濕式氧化法等。

       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，利用在水中的氨與（yǔ）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（hái）應進一步脫氯處理。

       在含有（yǒu）氨的水中投加次氯酸HClO，當pH值在中性附近時，隨次氯酸的（de）投加，逐步（bù）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（ān）氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時，*先進行①式反（fǎn）應，生成一氯胺(NH2Cl)，水（shuǐ）中餘氯濃度增大，其後，隨著次氯酸投加量的（de）增加（jiā），一氯胺按②式進行反應，生成二氯胺（àn）(NHCl2)，同時進行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（de）增大而減小，當Cl/N比值達到某個數值以上時，因未反應而殘留的次（cì）氯酸(即遊離餘氯（lǜ）)增多，水中殘留餘氯的（de）濃度再次增大，這個小值的（de）點稱為（wéi）不連續點（diǎn）(習慣稱為折點)。此（cǐ）時的Cl/N比按理論（lùn）計算為7.6；廢水處理中因為氯與廢水中的有機物反應（yīng），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（fàn）圍時（shí），酸性條（tiáo）件下多生成三氯胺，在堿（jiǎn）性條件下（xià）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（lǜ）為90%——100%。因此此法（fǎ）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（wēn）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（hòu）的出（chū）水在（zài）排放前一般需（xū）用活性炭或SO2進（jìn）行反氯化，以除去水中殘餘的氯。雖然氯化（huà）法反應迅速（sù），所需設備投資（zī）少，但液氯的安全使用（yòng）和貯存（cún）要求高，且（qiě）處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發生裝置代替液氯，會更安全且運行費用可以降低（dī），目前國內的（de）氯發生裝置的產氯量太小，且價格昂貴。因（yīn）此氯化法一般適用於給水的處理，不（bú）太適合（hé）處理大水量高濃度的氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化（huà）學沉澱法是往水（shuǐ）中投加（jiā）某種化（huà）學藥劑，與水中的溶解性物質發生反應，生（shēng）成（chéng）難溶於水的鹽類，形成沉（chén）渣易去除，從而降低水中溶解性物質的含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時，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（ér）達到去除水中氨氮的目的。采用的常見沉（chén）澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜的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（lǜ）在90%以上，沉澱物是（shì）一種很好的複合肥料。由於（yú）Mg(OH)2和H3PO4的價格比較貴，成本較高，處理高濃（nóng）度氨氮廢（fèi）水可行，但該法向廢（fèi）水中加入了PO43-，易（yì）造成二次汙染。

       離子交換法

       離子交換（huàn）法的實質是不溶性離子化合物（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，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆性化學（xué）吸（xī）附。沸石是一種天然離子交（jiāo）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容量，純絲光沸石（shí）和（hé）斜發沸石的陽離子交換容（róng）量平均（jun1）為（wéi）每10 0g相當於213和223mg物質（zhì）的量(m.e)。但實際天然沸（fèi）石中含有不純物質，所以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。沸石作為離子交換劑，具有特殊的離子交換特性，對（duì）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)。工程設計應用中，廢水pH值應調整到6——9，重（chóng）金屬（shǔ）大體上沒有什麽影（yǐng）響；堿金屬（shǔ）、堿土金屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸石的離（lí）子交換能力影響比（bǐ）Na和K更大。沸（fèi）石吸附飽和（hé）後必（bì）須進行再生（shēng），以采用再生液法為主，燃（rán）燒法很少（shǎo）用。再生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致使沸（fèi）石（shí）對氨的去除率呈不可逆性的（de）降（jiàng）低，要考慮補充和（hé）更新。

       吹脫法

       吹脫法是將（jiāng）廢（fèi）水調節至堿性，然後在汽（qì）提塔中通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的遊離氨吹脫（tuō）至大氣中。通入（rù）蒸汽，可（kě）升高廢水溫度，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，需考慮排放的遊（yóu）離氨總量應符合氨的大氣排放標（biāo）準，以免造成二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，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吹脫。

       液膜法

       許（xǔ）多人認為液膜（mó）分離法有可能成為繼萃（cuì）取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用於低（dī）濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。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，它從膜相外（wài）高濃度的外側，通過膜相的擴散遷（qiān）移，到達膜相內側與內相界麵，與膜（mó）內相中的酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶於油相（xiàng）而穩定在膜內（nèi）相（xiàng）中（zhōng），在膜內（nèi）外兩（liǎng）側（cè）氨濃度差的推動下，氨分子不斷通（tōng）過膜表麵吸附、滲透擴散遷（qiān）移至膜相內側解吸，從（cóng）而達到分離（lí）去除氨氮的目的。

       電滲析法

       電滲析是一種膜（mó）法分離技術，其利（lì）用施加在陰陽膜對之間的電（diàn）壓去除水溶液（yè）中溶（róng）解的固體。在電滲（shèn）析室的陰陽滲（shèn）透膜之間施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離子滲透膜時，銨離子及（jí）其他離子在施加電壓的影響（xiǎng）下，通過膜而進（jìn）入另一側的濃水中（zhōng）並（bìng）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年代國際上發展起來的一種治理廢（fèi）水的（de）新技術。在一定溫度、壓力和（hé）催（cuī）化劑作用（yòng）下，經空氣氧化，可使汙水（shuǐ）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、占地（dì）麵（miàn）積少等特點（diǎn）。經（jīng）多年應（yīng）用與實踐，這一廢水處理方法的建（jiàn）設及運行費用僅為常規方法的60 %左右，因而在技術上和經（jīng）濟上均具有較強的競爭（zhēng）力。