當下，汙水氨氮含量超標問題被（bèi）重視，相關處理技術如雨後春筍般（bān）紛紛（fēn）湧現。生（shēng）物脫氮法、物化（huà）除氮法、折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫（tuō）法等，均各有優勢。

       隨著工農業生產（chǎn）的發展和人民生活水（shuǐ）平的提高，含氮化合物的排放（fàng）量急（jí）劇（jù）增加，已成為環境的主要汙染源，並引起各界的關注。經濟有效地控製氨氮廢水汙染已經成為當今環境工（gōng）作者所（suǒ）麵臨（lín）的重大課題。

       1 氨氮廢水的來源

       含氮物質（zhì）進入水環境的途徑主（zhǔ）要包括自然過程和（hé）人類活（huó）動兩個方麵。含氮（dàn）物質（zhì）進入水環境的自然來源和過程主要包（bāo）括降水降塵、非（fēi）市區徑（jìng）流和生物固氮（dàn）等。人工合成的（de）化學肥料是水（shuǐ）體中氮營養元素的主要來源，大量未被農作物（wù）利用的氮化合物絕大部分被（bèi）農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。近年來，隨（suí）著經濟的發展，越來越多含氮汙（wū）染物（wù）的任意排放給（gěi）環境造成了極大的危害。氮（dàn）在廢水（shuǐ）中（zhōng）以有機態氮、氨態氮(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)以（yǐ）及亞硝態氮(NO2--N)等多種形（xíng）式存在，而氨態氮是主要的存在形式之一。廢水中的氨氮（dàn）是指以（yǐ）遊離氨和（hé）離子銨形式存在的氮，主（zhǔ）要來源（yuán）於生活汙水中含氮（dàn）有機物的分解，焦化、合成氨等工業廢水，以及農田排水等（děng）。氨氮汙染源多，排放（fàng）量（liàng）大，並且排放的濃度變化大。

       2 氨氮廢水的危害

       水（shuǐ）環境中存在過量的（de）氨氮會造成多方麵的有害影響（xiǎng）：

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成（chéng）水體中（zhōng）溶解氧濃度（dù）降低，導致水體發黑發臭，水（shuǐ）質下降，對水生動植（zhí）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會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力（lì）強的（de）無機氮（dàn）形態，會進（jìn）一（yī）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，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（yíng）養化現（xiàn）象（xiàng），結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而（ér）增加了水處理的費（fèi）用；妨礙水上運（yùn）動；藻類代（dài）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（chù）損傷，魚（yú）類死亡；由於藻（zǎo）類的腐爛（làn），使水體中出現氧虧現象。

       (3)水中（zhōng）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（shuǐ），會發生高鐵血紅蛋（dàn）白症，當血液中高鐵血紅蛋（dàn）白含量達到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（sān）致”物（wù）質（zhì）。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氯量，從而增（zēng）加處理（lǐ）成本。

       3 氨氮（dàn）廢水處理的主要技術

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

       生物脫氮法

       微（wēi）生物去除氨氮過程需經兩個階段。階段為硝（xiāo）化過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧條件下將氨態氮轉（zhuǎn）化為亞硝態氮和硝態氮的過（guò）程。第二（èr）階段為（wéi）反硝化過程，汙水中的（de）硝態氮和亞硝態氮（dàn）在無氧或低氧條件下，被反硝化（huà）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（wù）(甲醇、乙酸、葡萄糖等（děng）)作為電子供（gòng）體被氧（yǎng）化而提供（gòng）能量。常見的生物脫氮流（liú）程可以分為（wéi）3類（lèi），分別是多級汙泥係統、單級汙泥係統和生物膜（mó）係統。

       多（duō）級汙泥係統

       此流程可以得到（dào）相當好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長、構築物多、基（jī）建費用高（gāo）、需要外加碳源、運行費用（yòng）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（bāo）括前置（zhì）反硝化係統、後置反（fǎn）硝化（huà）係統及（jí）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流程與傳（chuán）統的生物脫氮工藝流程相比，A/O工藝具（jù）有流程簡單、構（gòu）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（xiāo）化係統，因為混合液缺（quē）乏有機（jī）物，一般（bān）還需要人工投加碳源，但（dàn）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（shēng）物脫氮流程（chéng）主要由兩個串聯池子組成，通過改換進水和出水的方向，兩個池子交替（tì）在缺氧和好（hǎo）氧的條件下運行。該係統本質上仍是A/O係（xì）統，但其利用交（jiāo）替工作的方式，避免了混合液的回流，因而脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點（diǎn）是運行管理（lǐ）費用較（jiào）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（jiāng）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，即形成生物膜脫氮係統。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（yīng）器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個汙泥係統。

       物（wù）化（huà）除氮

       物化除氮常用（yòng）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、電滲析法和催化濕式氧化法等。

       折點（diǎn）氯（lǜ）化法（fǎ）

       不連續點氯化法（fǎ）是氧化法處理氨（ān）氮廢水的一種，利用（yòng）在水（shuǐ）中的氨與氯反應生成氮氣（qì）而（ér）將水中氨去除（chú）的化學（xué）處理法。該方（fāng）法還（hái）可以起到殺菌作用，同時使（shǐ）一部分有機物無機化，但經氯化處（chù）理後的（de）出水中留有餘氯，還應進一步脫氯（lǜ）處理。

       在含有氨的水中投加次氯酸HClO，當pH值在中性附近時，隨次氯酸的投（tóu）加（jiā），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

       投加氯量和氨氮之比(簡（jiǎn）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，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。其結果是，水中的餘氯濃度隨Cl/N的增大而減小，當Cl/N比值達到某個數值以上時，因未（wèi）反應而殘留的次氯酸（suān）(即遊離餘氯)增多（duō），水中殘留餘氯的濃度再次增大（dà），這個小值的點稱為不（bú）連（lián）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機物反應（yīng），C1/N比應比理論值7.6高些，通（tōng）常為10。此外，當pH不在中（zhōng）性範（fàn）圍時，酸性條件（jiàn）下多生成三氯（lǜ）胺（àn），在堿性條（tiáo）件下生成硝酸，脫氮（dàn）效率降低。

       在pH值為6——7、每mg氨氮氯（lǜ）投加量為10mg、接觸0.5——2.0h的情況下，氨氮（dàn）的去除率為90%——100%。因（yīn）此此法對（duì）低濃度氨氮（dàn）廢水適用。

       處（chù）理時所需的實際氯氣（qì）量取決於溫度、pH及氨氮濃（nóng）度。氧化每mg氨氮有時需要（yào）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）性炭或SO2進行反氯化（huà），以除去水中殘餘的氯。雖然氯化法反應（yīng）迅速，所需設備投資少，但（dàn）液氯的安全使（shǐ）用（yòng）和（hé）貯存要求高，且處理（lǐ）成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯發生裝置代替液（yè）氯（lǜ），會更安全且運行費用可以（yǐ）降低，目前國內的（de）氯發生裝置的產氯量太小，且價格昂（áng）貴（guì）。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太適合處理大水量高濃度的氨氮廢水。

       化學沉澱法

       化學沉澱法是往水中投加某種化學藥劑（jì），與水中（zhōng）的溶解（jiě）性物質發生反應，生成難溶於水的鹽類，形成沉渣易去除，從而降低水中溶解性物（wù）質的含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時，會（huì）發生（shēng）如下反應：

       NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶於水的MgNH4PO4沉澱物，從（cóng）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（zhí）範圍為9.0——11，投加質量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水中氨（ān）氮濃度小於900mg/L時，去除率（lǜ）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的價格比較貴，成本較高，處理高濃度氨氮廢水可行，但該法（fǎ）向廢水中加入了PO43-，易造成二次（cì）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（lí）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（huà）學吸（xī）附。沸石是一種天然（rán）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（fù）能力，具有（yǒu）較高的（de）陽（yáng）離子交換容量，純絲光（guāng）沸石和（hé）斜發沸石的陽離子交換容量（liàng）平均為每10 0g相（xiàng）當於213和223mg物質（zhì）的量（liàng）(m.e)。但實際天然沸石中含有不純物質，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（wéi）10 0——150m.e。沸石作為離子交換劑，具有（yǒu）特殊的離（lí）子交換特性，對離子的選擇交換順（shùn）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，重金屬大體上沒有什麽影響；堿金屬、堿（jiǎn）土金屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸石的離子交換能力影響比Na和（hé）K更大。沸石吸附飽和後必須進（jìn）行再生（shēng），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+，致使沸石對氨的去（qù）除率呈不可逆性的降低，要考慮補（bǔ）充和更新。

       吹脫法

       吹（chuī）脫法是將廢水調節至堿性（xìng），然後在汽提塔中（zhōng）通入空氣或蒸汽（qì），通過氣液接（jiē）觸將廢水中的遊離氨吹脫至大氣中。通入（rù）蒸汽，可升高廢水（shuǐ）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（lǐ）氨時，需考（kǎo）慮排放的遊離氨總量應符合氨的（de）大（dà）氣排放標準，以免造成二次汙染。低濃（nóng）度（dù）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（děng）行業的高濃度廢水（shuǐ）則常用（yòng）蒸汽進行吹脫。

       液膜法

       許多人認為液膜分離法有可（kě）能成為繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用於低濃度金屬離子提純（chún）及廢水處理等過程。乳（rǔ）狀液膜法去除氨氮的機理是：氨（ān）態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜（mó）相外高濃度的外側，通過膜相的擴散遷移，到達膜相內側與內相界麵（miàn），與膜內相中的酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶於油（yóu）相而穩定在（zài）膜內相中，在膜內外兩側氨濃度（dù）差（chà）的推動下，氨分子不斷通（tōng）過膜表麵吸附、滲透擴散遷移（yí）至膜相內側解（jiě）吸，從而達到分離去除氨氮的目的。

       電滲（shèn）析法

       電滲析是一（yī）種膜法分離技術，其利用施加在陰陽膜（mó）對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲（shèn）析（xī）室（shì）的陰陽滲透膜之間施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離（lí）子滲透膜時（shí），銨離子及其他離（lí）子在施加電壓的影響下，通過膜而進入（rù）另（lìng）一側的濃水中並在濃水中集，因而（ér）從進水中分離出來。

       催化濕式氧化法

       催化濕（shī）式氧化法是20世紀80年代（dài）國際上發展起來的一種治理廢水的新技術。在一定溫度（dù）、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化，可使汙水中（zhōng）的有機物和氨分別氧化分（fèn）解成CO2、N2和H2O等無害物質（zhì），達到淨化的（de）目的。該法具有淨化效率（lǜ）高(廢水經淨化後可達到飲用水標（biāo）準)、流程簡單（dān）、占地（dì）麵積少等特點。經多年（nián）應用與實踐，這一廢水處理（lǐ）方法的（de）建設（shè）及運行費用僅為常規（guī）方法的60 %左右，因而在技術上和經濟上均具（jù）有較強的競爭力（lì）。