當下，汙水氨氮含量超標問題被重（chóng）視，相關處理技術如雨後春筍般（bān）紛紛湧現。生物（wù）脫氮法、物化除氮法（fǎ）、折點（diǎn）氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法等，均各有優勢。

       隨著工農業生產的發展和人民生（shēng）活水平的提高，含氮化合（hé）物的排放量急劇增加，已成為環境的主要汙染源，並引起（qǐ）各界的關注。經濟有效地控製氨氮廢水汙染已（yǐ）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（wù）質進入水環境的途徑主要包（bāo）括自然過程（chéng）和人類活動兩個方（fāng）麵。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包括降水（shuǐ）降塵（chén）、非市區徑流和生物固氮等。人工合成（chéng）的化學肥料是水（shuǐ）體中氮營養元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮化合（hé）物絕大部分（fèn）被農田排水和地表徑流帶入地下水（shuǐ）和地表水中。近年來，隨著經濟的發展（zhǎn），越來越多含氮（dàn）汙染物的任（rèn）意排放給環境造成了極大的危害。氮在廢（fèi）水中以有機態氮、氨態氮(NH4+-N)、硝態氮（dàn）(NO3--N)以及亞硝態（tài）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（ān）氮是指以遊離氨和離子（zǐ）銨形式存在（zài）的氮，主要來源（yuán）於生活汙（wū）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。氨氮汙染源多（duō），排放量大，並且排放的（de）濃度變化（huà）大。

       2 氨氮廢水的危害（hài）

       水（shuǐ）環境中（zhōng）存在過量的氨氮（dàn）會造成多（duō）方麵的有害（hài）影響：

       (1)由（yóu）於NH4+-N的氧化，會造成（chéng）水（shuǐ）體中溶解氧濃度降低（dī），導致水體發黑發臭，水質下降，對（duì）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會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力強（qiáng）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（fù）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（hé）微（wēi）生物(大多數為藻類)的數量（liàng）增加，即水體發生富營養化現象（xiàng），結果造（zào）成：堵塞濾池，造成濾池運（yùn）轉周期縮短，從而增加了水處理的費用；妨礙水上（shàng）運（yùn）動；藻（zǎo）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，家畜損（sǔn）傷，魚類死亡（wáng）；由於藻（zǎo）類的腐爛，使水體中出現氧虧現象。

       (3)水中的NO2--N和NO3--N對人和水（shuǐ）生生物有較大的（de）危害（hài）作用。長期飲用NO3--N含量（liàng）超過（guò）10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋（dàn）白症，當血（xuè）液中高鐵血紅（hóng）蛋白含量達到70mg/L，即發生窒息。水中的NO2--N和胺作用會（huì）生成亞硝胺，而亞硝胺（àn）是“三致”物質。NH4+-N和氯反應會生成（chéng）氯（lǜ）胺，氯胺的（de）消毒作用比自由氯小，因此（cǐ）當有NH4+-N存在時，水處理（lǐ）廠將需要更（gèng）大的加（jiā）氯量，從（cóng）而增加處理成本。

       3 氨氮廢水處理的主要技術

       目前，國內外氨氮廢水（shuǐ）處理有折點氯化法、化學沉澱法、離子（zǐ）交（jiāo）換法、吹脫法和生（shēng）物脫氨法等（děng）多種方法，這些（xiē）技術可（kě）分為物理化學法和生物脫（tuō）氮技術兩大類。

       生物脫氮法

       微生（shēng）物去（qù）除氨氮過程需經兩（liǎng）個（gè）階段（duàn）。階段為硝化過（guò）程，亞硝化（huà）菌和硝化菌在（zài）有（yǒu）氧條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（guò）程，汙水中的硝態氮和亞硝態氮在無氧或（huò）低氧條件下，被反硝化菌(異養、自養（yǎng）微生物均有發現且種類很多)還原轉（zhuǎn）化（huà）為氮氣。在此過程中，有（yǒu）機物(甲醇、乙酸、葡萄糖等)作為電（diàn）子（zǐ）供（gòng）體被氧（yǎng）化而提供（gòng）能量。常見的（de）生物脫氮流程可（kě）以分為（wéi）3類，分別是多（duō）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（xiào）果，其缺點是流程長、構築物多、基建費用高、需要外加碳源、運行費用高、出水中（zhōng）殘留一定量甲醇等。

       單級汙泥係統

       單級（jí）汙泥係統的形式包括前置反硝化係統、後置（zhì）反硝化係統及交替工作係統。前（qián）置反硝化的生物（wù）脫氮流程，通常稱為A/O流程（chéng）與傳（chuán）統（tǒng）的生物脫氮工藝（yì）流程相比，A/O工藝具有流程簡單、構築物少、基建費用低（dī）、不需外加碳源、出水水質高等優（yōu）點。後置式反硝化係（xì）統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工（gōng）投加碳（tàn）源，但脫氮的效果可（kě）高於前置式，理論上可接近100%的脫（tuō）氮。交替工作的生物脫氮流程（chéng）主要由兩個串聯池子組成，通過改換進水和出水的（de）方向，兩個池子（zǐ）交（jiāo）替在（zài）缺氧和好氧的條（tiáo）件下運行。該（gāi）係統本質上仍是A/O係統，但（dàn）其利用交替工作（zuò）的（de）方式，避免了混合液的回流（liú），因而脫氮效果優於一（yī）般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，且一般必須配（pèi）置（zhì）計算機控製自動操作係（xì）統。

       生物膜（mó）係統（tǒng）

       將上述A/O係統（tǒng）中的缺氧池和好氧池改（gǎi）為固（gù）定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮（dàn）係統。此係統中應有混合（hé）液回流，但（dàn）不需汙泥回流，在缺氧的好氧反應（yīng）器中（zhōng）保存了適應於（yú）反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個汙（wū）泥係統。

       物化除氮

       物化除氮常用的（de）物理化學方（fāng）法有折點氯化法、化學沉澱法、離子交（jiāo）換（huàn）法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催化濕式氧化法等。

       折點氯化法

       不連續點氯化法是氧（yǎng）化法處理氨（ān）氮廢水的一種，利用在水中的氨與氯反（fǎn）應生成氮氣（qì）而將水中（zhōng）氨去除的化學處（chù）理法。該方法還可以起（qǐ）到殺菌作用，同時使一部（bù）分有機物無機化（huà），但經氯化處理後的出水中留有（yǒu）餘氯，還應進一步脫氯處理。

       在含有氨的水中投加次氯酸（suān）HClO，當pH值（zhí）在中性附近時，隨次氯酸的（de）投加，逐步進行下述主要反應（yīng）：

NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

       投（tóu）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（de）增加，一氯胺按②式進行反應，生成二氯胺(NHCl2)，同（tóng）時進行③式反應（yīng），水中（zhōng）的N呈N2被去除。其結果是，水中的餘氯濃度隨Cl/N的增（zēng）大而減小，當Cl/N比值達（dá）到某（mǒu）個（gè）數值以（yǐ）上時，因未反應而殘留的次氯酸(即遊離餘氯)增多，水中殘留餘氯的濃度再次增（zēng）大（dà），這個（gè）小（xiǎo）值的點稱為不連續點(習慣稱為折點（diǎn）)。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，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為10。此外，當（dāng）pH不在（zài）中性範圍（wéi）時，酸性（xìng）條件下多生成三氯胺（àn），在堿性條件下生成硝酸，脫氮效率降低。

       在pH值（zhí）為6——7、每mg氨（ān）氮氯投（tóu）加量為10mg、接觸0.5——2.0h的情況下，氨氮的（de）去除率為90%——100%。因此（cǐ）此法對低濃度氨氮廢水適用。

       處理時所需的（de）實際氯氣量（liàng）取決於溫度、pH及氨氮濃（nóng）度。氧化每（měi）mg氨氮有時（shí）需要9——10mg氯氣（qì）折點，氯化法處理後的出水在（zài）排放（fàng）前一般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除去水中殘餘的氯。雖然氯化法反（fǎn）應迅速，所需設備投資少，但液氯（lǜ）的安全使用和貯存要求高，且處理成本也較高。若用次氯（lǜ）酸或二氧化氯發生（shēng）裝置代替液氯，會更安全且運行費用可以降低，目前國內的氯發生裝置的（de）產氯（lǜ）量太（tài）小（xiǎo），且價格昂貴。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太（tài）適合處理大水量高濃度的氨氮廢（fèi）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（fā）生反應（yīng），生成難溶於水的鹽類，形成沉渣易去除（chú），從而降低水中溶解性物質的含量。當在（zài）含有（yǒu）NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子（zǐ）時，會發（fā）生如下反應：

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

       離（lí）子交換法

       離子交換法的實質是（shì）不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子（zǐ）與廢（fèi）水中（zhōng）的其它同性離子的交換反應，是（shì）一種（zhǒng）特殊的吸附過程，通常是（shì）可逆性化學吸附。沸石是一種（zhǒng）天然離子（zǐ）交換物質，其價格（gé）遠低於陽離子交換樹脂，且對NH4+-N具有選擇（zé）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（lí）子交換容量平均為每10 0g相當於213和223mg物質的量(m.e)。但實際天（tiān）然沸石中（zhōng）含有不純物質，所以純度較高的沸石交換容量每（měi）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（tè）殊的離子交（jiāo）換特性，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（shè）計應用中，廢水pH值應調整（zhěng）到6——9，重金屬大體上沒有什麽影響；堿金屬、堿土金屬中除Mg以（yǐ）外都有影響，尤其是Ca對沸（fèi）石的離子交換能力影響比Na和K更大。沸石吸附飽和（hé）後必須進行再生，以采用再生液法為主，燃燒法很少（shǎo）用。再生液多采用NaOH和NaCl。由（yóu）於廢水中含有Ca2+，致使沸石（shí）對（duì）氨的去除率呈不可逆性的降（jiàng）低，要考（kǎo）慮補（bǔ）充和更新。

       吹脫法

       吹脫法是將廢水調（diào）節至堿性，然（rán）後在汽（qì）提塔中通入（rù）空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢水中的（de）遊（yóu）離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢水溫度，從（cóng）而提高一定pH值時被吹脫的氨的比率。用該法處（chù）理氨（ān）時，需考慮排放的遊離氨總量（liàng）應（yīng）符合氨的大氣（qì）排放標（biāo）準（zhǔn），以（yǐ）免造成二次（cì）汙（wū）染。低（dī）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（jīn）屬冶煉（liàn）等行業的（de）高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。

       液膜法

       許多人認（rèn）為液膜分離法有可能成為繼萃取法之（zhī）後（hòu）的第二代分離純化技術，尤其適用於低濃度金（jīn）屬離（lí）子（zǐ）提純及廢水（shuǐ）處理等過程。乳（rǔ）狀液膜法去除（chú）氨氮的機理是：氨態氮NH3-N易溶於膜相油相，它（tā）從膜（mó）相外高濃度的外側，通過膜相的擴（kuò）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+不溶於油相而穩（wěn）定（dìng）在膜內相中，在膜內外兩側氨濃（nóng）度差的推動下，氨分子不斷通過膜表麵吸附、滲透擴散遷移（yí）至膜相內側解吸，從而（ér）達到分離（lí）去除氨氮的目的。

       電滲析（xī）法

       電滲析是一種膜法分離技術，其利用施加在（zài）陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中（zhōng）溶解的固體。在電滲析室的陰陽滲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（shí），銨（ǎn）離子及（jí）其他離子在施（shī）加電壓的影響下，通過膜而進入另一（yī）側的濃水中並在濃水中集，因而從進水中分離出來（lái）。

       催化濕式氧化法

       催化濕式氧化（huà）法是20世（shì）紀80年代國際上發展起來的（de）一種治理廢水的新技術。在一定溫度、壓力和催化劑（jì）作用（yòng）下，經空氣氧化，可使汙水中（zhōng）的有（yǒu）機物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質，達到淨化（huà）的目的。該法具有淨化效率高(廢（fèi）水經淨化後可達到飲用水（shuǐ）標準)、流程簡單、占地麵積（jī）少等特點。經多年應用與實踐，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，因而（ér）在技術上和經濟上均具有較強的競爭力。