當下，汙（wū）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紛湧（yǒng）現。生物（wù）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，均各（gè）有優勢。

       隨著工農業生產（chǎn）的發展和人民生活水平的提高，含氮化合（hé）物的排放（fàng）量急劇增加，已成為環境的主要汙染源，並引起各界的關注。經濟有效地控製氨（ān）氮廢水（shuǐ）汙染已經成為當今環境工作（zuò）者所麵臨的重大課題。

       1 氨（ān）氮廢水的來源

       含氮物質進入（rù）水環境的途徑主要包括自然過（guò）程和人類活動兩個方麵。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、非市區徑流和生物固氮等。人（rén）工合成的化學肥料是水體（tǐ）中氮營養元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮化合（hé）物絕大部分被（bèi）農田排水和地表徑流帶（dài）入地下水和（hé）地（dì）表水中。近年來，隨著經濟的發展（zhǎn），越來越（yuè）多含氮汙染物的任意排放（fàng）給環境造成（chéng）了極大的危害。氮在廢水中以（yǐ）有（yǒu）機態氮（dàn）、氨態（tài）氮（dàn）(NH4+-N)、硝態氮(NO3--N)以及（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。廢水中的氨氮是指以遊離氨和離子銨形式（shì）存（cún）在的（de）氮，主要來源於生（shēng）活汙水中（zhōng）含氮有（yǒu）機物的分解，焦化（huà）、合成（chéng）氨等工業廢水，以及農田排水等。氨氮汙染源多（duō），排放量大，並（bìng）且排放的濃（nóng）度變化大。

       2 氨氮廢（fèi）水的危害

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

       (1)由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降（jiàng）低，導致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生存造（zào）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是還原力強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3--N。根據生化反（fǎn）應（yīng）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（zhōng）氮素含量太多會導致水體富營養化，進而造成一係（xì）列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生（shēng）物(大（dà）多數為藻類)的數量增（zēng）加，即水體發生富營養化現（xiàn）象，結果造（zào）成：堵塞濾池，造成濾池（chí）運轉周（zhōu）期縮（suō）短，從而增加了水處理的費用；妨礙（ài）水上運動；藻（zǎo）類代謝的終產物可產（chǎn）生引起有色（sè）度和味道（dào）的化合物；由於藍（lán）-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由於藻類的腐（fǔ）爛，使水體中出現氧（yǎng）虧現象。

       (3)水中的NO2--N和NO3--N對人（rén）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（huì）發生高鐵血紅蛋白症，當（dāng）血液中高（gāo）鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發生窒息。水中的（de）NO2--N和胺（àn）作用會生（shēng）成亞硝胺，而亞（yà）硝（xiāo）胺是“三致（zhì）”物質。NH4+-N和氯反應會生（shēng）成氯（lǜ）胺，氯胺的消（xiāo）毒作用比自由氯小，因此當（dāng）有NH4+-N存在時，水處理廠將需要（yào）更（gèng）大的加氯量，從（cóng）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（shuǐ）處理有折點氯化（huà）法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法和生（shēng）物脫氨法等多種方法，這（zhè）些技術可分為物理化學法和（hé）生（shēng）物脫（tuō）氮技術兩大類。

       生物脫氮法

       微生物去除氨氮過（guò）程需經兩（liǎng）個階段。階段為硝化過程，亞硝化（huà）菌和硝化菌在有（yǒu）氧條（tiáo）件下將氨態氮轉化為亞硝態氮和硝態氮的過程。第二階段為反硝化過程，汙（wū）水中的硝態氮和（hé）亞硝態氮在無（wú）氧或低氧條（tiáo）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。在此過程中，有（yǒu）機物(甲醇、乙酸、葡萄（táo）糖等)作為電（diàn）子供體被氧（yǎng）化而提供（gòng）能（néng）量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多（duō）級汙泥係統、單級汙泥係統和生物膜係（xì）統。

       多級汙（wū）泥係統

       此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效（xiào）果，其缺點是流程長、構築物多、基建費用高、需要外加碳（tàn）源、運行費用高、出水中（zhōng）殘留一定量甲醇等。

       單級汙（wū）泥係統

       單級汙泥（ní）係統的形式（shì）包括（kuò）前置反硝（xiāo）化係統、後置反硝化係統及交替工作係（xì）統。前置反（fǎn）硝化的生物脫（tuō）氮（dàn）流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物脫氮工藝流程（chéng）相比，A/O工藝具有流程簡單、構（gòu）築物少（shǎo）、基建費用低、不需外加碳源、出水水質高（gāo）等優點。後置式反硝化（huà）係統，因為混合液缺乏有（yǒu）機（jī）物，一般還需（xū）要人工投加碳（tàn）源，但脫氮的效果可高於前置式，理論上可接近100%的（de）脫氮。交替工作的生物（wù）脫氮流程主（zhǔ）要由兩個串聯池子組成，通過（guò）改換進水和出水的方向（xiàng），兩（liǎng）個池子交替在（zài）缺氧和好氧的條件下運行。該係統本質上仍是A/O係統，但其利用交替工作的方式，避（bì）免了混合液的回流，因而脫氮效果優（yōu）於一般（bān）A/O流（liú）程。其缺點是運行管理費用較高，且一般必須配置（zhì）計算（suàn）機控製自動操作係統（tǒng）。

       生物膜（mó）係統

       將上述A/O係統中的缺氧池（chí）和好氧池改（gǎi）為（wéi）固定生物膜反應器，即（jí）形成生物膜脫（tuō）氮係統（tǒng）。此係統中應有（yǒu）混合液回（huí）流，但不需汙泥回流，在缺（quē）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應（yīng）的兩個汙泥係統。

       物化除氮

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

       折點氯化法

       不連續點氯化法是氧化（huà）法處理氨氮（dàn）廢水的一種，利用在水中的氨與（yǔ）氯反應（yīng）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（dào）殺菌作用，同時使一部分有（yǒu）機物（wù）無機（jī）化，但經氯化處理（lǐ）後的出水中留有餘（yú）氯，還應進一步脫氯處理。

       在含有氨的水中投加次氯酸HClO，當（dāng）pH值在中性附近時（shí），隨次氯（lǜ）酸的投加，逐（zhú）步進行下述主要反應：

NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

       投加氯量和氨氮之比(簡稱Cl/N)在5.07以下時，*先進行①式反應，生成一（yī）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（shì）進（jìn）行反應，生成二氯胺(NHCl2)，同時進行③式反應，水中（zhōng）的N呈N2被去除。其結果是，水中的餘氯（lǜ）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，因未反應（yīng）而殘留的次氯酸(即遊離餘氯)增多，水中殘留餘氯的濃度再次增大，這個小值的點稱為不連續點(習慣稱為折（shé）點)。此時的Cl/N比按理論計算為（wéi）7.6；廢水處理中因為氯與廢水中的有機物反（fǎn）應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常（cháng）為10。此外，當pH不在中（zhōng）性範圍時，酸性條件下多生成三氯（lǜ）胺，在堿性條（tiáo）件下生成硝酸，脫氮效率降低。

       在（zài）pH值為（wéi）6——7、每（měi）mg氨氮氯投加量為10mg、接觸0.5——2.0h的情況下，氨氮的去除率為90%——100%。因此此法（fǎ）對低濃度氨氮廢水適（shì）用。

       處理時所需的實際氯氣量取決於溫度、pH及氨氮（dàn）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（pái）放前一般需用活性（xìng）炭（tàn）或SO2進行反氯化，以（yǐ）除去水中殘餘的（de）氯。雖然氯化法反（fǎn）應迅速（sù），所需設備投資少，但液氯的安全使用和貯存（cún）要求高，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）全且運行費用可以降低（dī），目前國內的氯發生裝置的產氯量太（tài）小，且價格昂貴。因此氯化法一般適用於給（gěi）水的處理，不太適（shì）合處理大水量（liàng）高濃度（dù）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（shuǐ）中的溶解性物質發生反應（yīng），生（shēng）成難溶於水（shuǐ）的鹽類，形（xíng）成沉渣易去除，從而降低水中溶解性物質的含量。當在含有NH4+的（de）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（diàn）物（wù），從而達到去除水（shuǐ）中氨氮的目的。采用（yòng）的常見沉（chén）澱劑是Mg(OH)2和H3PO4，適宜的pH值範圍為9.0——11，投加質量（liàng）比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5。廢水中氨氮濃度（dù）小於900mg/L時，去（qù）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，處理高濃度氨氮廢水可行，但該法向廢水中（zhōng）加入了PO43-，易造成二次汙染。

       離子交換法（fǎ）

       離子交換法的實質是不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與廢水中的（de）其它同性（xìng）離子的交換反應，是一種特殊的吸（xī）附過（guò）程，通常是可逆（nì）性化學吸附。沸石是一種天然離子交換（huàn）物質，其價格遠低於陽離子交換樹（shù）脂（zhī），且對NH4+-N具有選擇性的吸附能力，具有（yǒu）較高的陽離子（zǐ）交換容量，純絲光沸（fèi）石和斜（xié）發（fā）沸（fèi）石的陽離子交換容量平均為每10 0g相當於213和223mg物質的量(m.e)。但實際（jì）天然沸石中含有不純物質（zhì），所以純度較高（gāo）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（zuò）為離子交換劑，具有特殊的（de）離子交換（huàn）特（tè）性（xìng），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（gōng）程設計應用（yòng）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、堿土金（jīn）屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對沸（fèi）石的離子交換（huàn）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（cǎi）用再生液法為主，燃燒法很（hěn）少（shǎo）用。再（zài）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（lǜ）補充和更新。

       吹脫法

       吹脫法是將廢水調節至堿性，然後在汽（qì）提塔中（zhōng）通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的遊離（lí）氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高（gāo）廢水溫度，從而提高一定pH值時被吹脫的氨的比（bǐ）率（lǜ）。用該法處理氨時，需考慮排放的遊離（lí）氨（ān）總量應符合（hé）氨的大氣排放標準，以免造成二次汙染。低濃度廢水（shuǐ）通常（cháng）在常溫下用空氣（qì）吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化（huà）工有色（sè）金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。

       液（yè）膜法

       許多人認為液膜分離法有可能成為繼萃取法之後的（de）第二代分離純化技術，尤其適用於低濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。乳狀液膜法（fǎ）去除氨氮的機（jī）理（lǐ）是：氨（ān）態氮NH3-N易溶於膜相油相，它從膜相外高濃（nóng）度的外側，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，生成的NH4+不（bú）溶於油相（xiàng）而穩定在膜內（nèi）相中，在膜內外兩側氨濃度差（chà）的推動下（xià），氨分子不斷通過膜表麵吸附、滲透（tòu）擴（kuò）散遷移至膜相內側解吸，從而達到分離去除氨（ān）氮的目的（de）。

       電滲析法

       電滲析是一種膜法分離技術，其利用施加在陰陽（yáng）膜對之間的電壓去除（chú）水（shuǐ）溶液中溶解的固（gù）體。在（zài）電滲析室的陰陽滲（shèn）透（tòu）膜之間施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離（lí）子滲透膜（mó）時（shí），銨離（lí）子及其他離子在施加電壓的影響下，通過膜而進入另一側的濃（nóng）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

       催化濕式氧化法是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（zuò）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，達到淨化的目的。該法具有淨化效率高（gāo）(廢水經淨化後可達到飲用水（shuǐ）標準)、流程簡單、占地麵積（jī）少等（děng）特點。經多年應用（yòng）與實踐，這一廢水處理方法的建設及運行費用僅為常規方法的60 %左右，因（yīn）而在技術上和經濟上均具有較強的（de）競爭力。