當下（xià），汙水氨氮含量超標問題被重視（shì），相關處理技術如雨後春筍般紛紛湧現（xiàn）。生（shēng）物（wù）脫氮法、物化除氮法、折點氯化法、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和（hé）人（rén）民生活水平的提高，含氮化合物的排放量（liàng）急劇增加（jiā），已成為環境的主要汙染源，並引起各界的關注。經濟有效地控製氨氮廢水汙染已經成為當今環境工作者所麵臨的重大課題。

       1 氨氮廢水的來源

       含氮物質進入水環境的途徑（jìng）主要包括自然過程和人類活動（dòng）兩個方麵。含氮物質進入（rù）水環境的自然（rán）來源和（hé）過程主要（yào）包括降水降塵、非市區（qū）徑流和生物固氮等。人工合成的化學肥料是（shì）水體中氮營養元素的主要來源（yuán），大量未被農作物利用（yòng）的（de）氮化合物絕大部分被農田排水和地表徑（jìng）流帶入地下水和地表水中（zhōng）。近年來，隨著（zhe）經濟的發展，越來越多含氮汙染物的任意排放（fàng）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（tài）氮(NO3--N)以（yǐ）及（jí）亞硝態氮(NO2--N)等多種形式存在，而氨態氮是主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是（shì）指以遊離（lí）氨和離子銨形（xíng）式存在的氮，主要來源於生活汙水中含氮有機（jī）物的分解，焦化、合成氨（ān）等工業廢水（shuǐ），以及農田排水等。氨氮汙染源多，排放量大，並且（qiě）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（chéng）多方麵（miàn）的有害影響：

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧（yǎng）濃度降低，導致水（shuǐ）體發黑發臭，水質下降，對水生（shēng）動植物的生存造成影（yǐng）響。在有（yǒu）利的環境條件下，廢水中所（suǒ）含的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是（shì）還原力強的無機氮（dàn）形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3--N。根據生化反應計量關係，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗（hào）氧4.57g。

       (2)水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果。由於氮的存在（zài），致使（shǐ）光合微生物(大多數為藻類)的數量增（zēng）加，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，從而增加了水處理的費用；妨（fáng）礙水（shuǐ）上運動；藻類代謝的終（zhōng）產物可產（chǎn）生引起有色度（dù）和味道的化（huà）合物；由於藍-綠藻類產生的毒素，家（jiā）畜損傷，魚類死亡；由於（yú）藻類的腐爛，使水體中出（chū）現氧虧（kuī）現象（xiàng）。

       (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，即發生（shēng）窒息。水中的NO2--N和胺作用會生（shēng）成亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物質。NH4+-N和氯反應會生成氯（lǜ）胺，氯（lǜ）胺的（de）消毒作用比自由氯小（xiǎo），因此當（dāng）有NH4+-N存（cún）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（yào）技術

       目前，國內外氨氮廢水處理有折點氯化（huà）法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方法，這些技術可分為物理化學（xué）法和生物脫氮（dàn）技術兩大類。

       生物（wù）脫氮法

       微生物去除氨氮過程（chéng）需經兩個階段。階段為硝化（huà）過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧（yǎng）條（tiáo）件下將氨態氮轉化為亞硝態氮（dàn）和（hé）硝（xiāo）態（tài）氮的過程。第二階段（duàn）為反硝（xiāo）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(異養、自養微生物均有發現且種類很多)還原轉化為（wéi）氮氣。在（zài）此過程中，有機物(甲醇、乙酸、葡（pú）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3類，分別（bié）是多級汙泥係統、單級汙泥係統和生物（wù）膜係統（tǒng）。

       多級汙泥係統

       此流程（chéng）可以得到相當好的BOD5去（qù）除效果和脫（tuō）氮效（xiào）果，其缺（quē）點是流程長、構築物多、基建費用高、需要外加（jiā）碳源、運行費（fèi）用高、出水中殘留一定量甲醇等。

       單級汙（wū）泥係統

       單級汙泥係統的形式包括前置反硝化係統（tǒng）、後置反硝化係統及交替工（gōng）作係統。前置反（fǎn）硝（xiāo）化的（de）生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物脫氮（dàn）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、出水水質高等優點。後（hòu）置式反硝化係統，因（yīn）為混合液缺乏有機物（wù），一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果可高於前置式，理論上可接近100%的脫氮。交替工作（zuò）的生物脫（tuō）氮流程（chéng）主要由兩個串（chuàn）聯池子組成（chéng），通過改換進水和（hé）出水的方向，兩個池子交替在缺氧和好氧（yǎng）的條件下運行。該係統本質上仍是A/O係統，但其利用交替（tì）工作的方式，避免了（le）混合液的（de）回流，因而脫氮效果（guǒ）優於一（yī）般A/O流程（chéng）。其缺點是運（yùn）行管理費用（yòng）較（jiào）高，且一般必須配置計算機（jī）控（kòng）製自動操作係統。

       生物膜係（xì）統

       將上述A/O係統中的（de）缺氧池和好氧（yǎng）池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮係統。此（cǐ）係統中應（yīng）有混合（hé）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（fǎn）硝化和好氧氧（yǎng）化及硝化反應的兩個汙泥係統。

       物化除（chú）氮

       物（wù）化除氮常用（yòng）的物理化學方法有折點氯（lǜ）化法、化學沉澱法、離子交換法（fǎ）、吹脫（tuō）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理氨氮廢水（shuǐ）的一種，利用在水中的氨與氯反應生成氮氣而將水中氨去除的（de）化學處理法。該（gāi）方法還可以起（qǐ）到殺菌作用，同時使一部分有機物無機化，但經氯化處理（lǐ）後的（de）出水中留有餘氯，還（hái）應進一步脫氯處理。

       在含有氨的水（shuǐ）中（zhōng）投加次氯酸HClO，當pH值在中性附近時，隨次氯酸的投加，逐步進（jìn）行下述主要（yào）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式反應，生成一氯胺(NH2Cl)，水中餘氯濃度增大，其後（hòu），隨著次（cì）氯酸（suān）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（qù）除。其結果是，水中的餘氯濃度隨Cl/N的增（zēng）大而（ér）減小，當Cl/N比值（zhí）達（dá）到某個數值以上時（shí），因未反應而殘留的次（cì）氯酸（suān）(即遊離餘氯)增多，水中殘留（liú）餘氯（lǜ）的濃度再次增大，這個小值的（de）點稱為不連續點(習慣稱為折點)。此時的Cl/N比按（àn）理論計算為7.6；廢水處理中因為（wéi）氯與廢水中的有機物反應，C1/N比應比理（lǐ）論值7.6高些，通常為（wéi）10。此（cǐ）外，當pH不在中性範圍時，酸性（xìng）條件下多生（shēng）成三氯胺，在堿性條（tiáo）件下生成硝酸，脫氮效率降低（dī）。

       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（qù）除（chú）率為90%——100%。因此此法對低濃度氨氮廢水（shuǐ）適用。

       處理時所需的（de）實際氯氣量取（qǔ）決於溫（wēn）度、pH及（jí）氨氮濃（nóng）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（yòng）活性炭或SO2進行反氯化，以除（chú）去水中殘餘的氯。雖然氯化（huà）法反應迅速，所需設備投資少，但液氯的安全使用和（hé）貯存要求高（gāo），且處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發生裝置代替液氯，會更安（ān）全（quán）且運行（háng）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。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太適（shì）合處理大水量高濃度的氨氮廢水（shuǐ）。

       化學沉澱法

       化學沉（chén）澱法（fǎ）是往水中投加某種化學藥劑，與水中（zhōng）的溶解性物質發生反應，生成難溶於（yú）水的鹽類，形成沉渣易去除，從而降低水中溶（róng）解（jiě）性物質的含量。當（dāng）在含有NH4+的廢水中加（jiā）入PO43-和Mg2+離子時，會發生（shēng）如下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶於水的MgNH4PO4沉澱物，從而達到去除水中氨氮的目的。采用的常見沉澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜的pH值範圍為9.0——11，投加質（zhì）量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水中氨氮濃（nóng）度小於900mg/L時，去除率在90%以上，沉澱物是一種很好的複合肥料。由於Mg(OH)2和H3PO4的（de）價格比較貴，成本較高，處理高濃度氨（ān）氮廢水可行，但該法向廢水（shuǐ）中加入了PO43-，易造成二次（cì）汙染。

       離子交換法

       離子交換法的（de）實質是（shì）不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換（huàn）離子與廢水中的其（qí）它同性（xìng）離子的交換反應（yīng），是一種特殊（shū）的吸附過程，通常是可逆性化學吸附（fù）。沸石是一種天然離子（zǐ）交換物質，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（néng）力，具有較高（gāo）的陽離子交換容量，純（chún）絲光沸石和（hé）斜發沸石的陽離子交換容量（liàng）平均為每10 0g相當（dāng）於（yú）213和223mg物質的量(m.e)。但實際天然沸石中含有（yǒu）不純物質，所以純度較高的沸石交（jiāo）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（shū）的離子（zǐ）交（jiāo）換特性（xìng），對離子的選擇交換順序是：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（jì）應用中，廢水pH值應調整到（dào）6——9，重金（jīn）屬大體上沒有什麽影響；堿金屬、堿（jiǎn）土金（jīn）屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸石的離子（zǐ）交換（huàn）能力影響（xiǎng）比Na和K更大。沸石吸附飽和後（hòu）必須進行再生，以采用再生液法為主（zhǔ），燃燒法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水（shuǐ）中含有Ca2+，致（zhì）使沸（fèi）石對氨的去除率呈不可（kě）逆性的降低，要考慮補充和更（gèng）新。

       吹脫法

       吹脫法是將廢水調節至堿性，然（rán）後在（zài）汽提塔中通入（rù）空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的（de）遊離氨（ān）吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢（fèi）水溫（wēn）度（dù），從而提高一定pH值時（shí）被吹脫的氨的比率。用該法（fǎ）處理（lǐ）氨時，需考慮（lǜ）排放的（de）遊離氨總（zǒng）量應符合氨的（de）大氣排（pái）放標準，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（sè）金屬冶煉（liàn）等行業的高濃度廢水則常用蒸（zhēng）汽進行吹脫。

       液膜法

       許多人認為（wéi）液膜分離法有可（kě）能成為繼萃取法之後的第二代分離純化技（jì）術，尤其適用於低濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。乳（rǔ）狀液膜法去除氨氮（dàn）的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜相外高（gāo）濃度的（de）外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內側與內相界麵，與膜內相中的酸發生解脫反應，生成（chéng）的（de）NH4+不溶於（yú）油（yóu）相而穩定在膜內（nèi）相中，在膜內外兩側氨濃度差的（de）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，從而達到分離去除氨氮（dàn）的目的。

       電滲析（xī）法

       電滲析是一種膜法分（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（gù）體（tǐ）。在（zài）電滲析室的陰陽滲透膜之間施加直流電壓（yā），當進水通過多對陰陽（yáng）離子滲透膜時，銨離子及其他離（lí）子（zǐ）在施加電壓的影（yǐng）響下（xià），通過膜而進入另一側的濃（nóng）水中（zhōng）並在濃水中集，因而從（cóng）進水中分離（lí）出（chū）來。

       催化濕式氧化法（fǎ）

       催化濕式氧化法是（shì）20世紀80年代國際上發展起（qǐ）來的一（yī）種治理（lǐ）廢水的新技術。在一（yī）定（dìng）溫度、壓力（lì）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（wú）害物質，達到淨化的目的。該法具有淨化（huà）效率（lǜ）高(廢（fèi）水經淨化後可達到飲用水標準)、流程簡單、占地麵積少（shǎo）等特點。經多年應用與實踐，這一廢水處理（lǐ）方法的建（jiàn）設及運行費用僅為常規方法的60 %左右（yòu），因而在技術上和經濟上均具有較強（qiáng）的競爭力。