含（hán）氮化合物已成（chéng）為環境的主要汙染源，廢水中氨（ān）氮的去除率是（shì）考察水處理（lǐ）效果（guǒ）的主要指標之一。 

1 氨氮廢水（shuǐ）的（de）來源（yuán）
含氮物質（zhì）進入水環境的途徑主要包（bāo）括自然過程和人類活（huó）動兩個方麵（miàn）。

自然來源和過程主要包（bāo）括降（jiàng）水降塵、非市區徑流（liú）和生物固氮等。

人類（lèi）的活動（dòng）主要包括未處理（lǐ）或處理過的城市（shì）生（shēng）活和工業廢水、各（gè）種浸濾液和地（dì）表徑流等。人工合成的（de）化學肥料是水體中氮營養（yǎng）元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮（dàn）化合物絕大部分被農田（tián）排水和地表徑流（liú）帶入地下水和（hé）地表水中。

氮在廢水中以有機態氮（dàn）、氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以及亞硝態氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態氮是最主要的存在形（xíng）式之一。廢水（shuǐ）中的氨氮是指以（yǐ）遊（yóu）離氨（ān）和離子銨形式存在的氮，主（zhǔ）要來源於生活汙水中含氮有機物的（de）分解，焦化、合成氨等工業廢水，以及農田（tián）排（pái）水（shuǐ）等。氨氮（dàn）汙染源多，排放量大，並且排放（fàng）的濃度變（biàn）化大。

2 氨（ān）氮廢水的危（wēi）害
水環境中存在過量的氨氮會造成多方麵（miàn）的有（yǒu）害影響：
（1）由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解（jiě）氧濃度降低，導致（zhì）水（shuǐ）體發黑發臭，水質下降，對水生動（dòng）植物的生存造成影響。在有利的環境條件下，廢（fèi）水中所含的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力最強的（de）無機氮形態，會進一步轉化（huà）成NO2--N和NO3
--N。根（gēn）據生（shēng）化反應計量關係，1gNH4+-N氧化成NO2--N消（xiāo）耗氧氣3.43 g，氧（yǎng）化（huà）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（ér）造成一係列（liè）的嚴重後果（guǒ）。由於氮的存在，致使光合微生物（大多數為（wéi）藻類）的數量增加，即水體發生富營養化現象，結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增加（jiā）了水處理的費用；妨礙（ài）水上運動；藻類代謝的最終產物可產生引起有色度和味道的化合物；由於（yú）藍-綠（lǜ）藻類（lèi）產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡（wáng）；由於藻類的（de）腐爛（làn），使水體中出現（xiàn）氧虧現象。
（3）水中的NO2--N和NO3--N對（duì）人和水生生物有較大（dà）的危害作用。長期飲（yǐn）用NO3--N含量超（chāo）過10mg/L的水，會發生高鐵血（xuè）紅蛋白症，當血液中（zhōng）高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發生（shēng）窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞（yà）硝胺，而亞硝胺（àn）是“三致”物（wù）質。NH4+-N和氯反應會生成（chéng）氯胺，氯胺的消毒作用（yòng）比自由（yóu）氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理（lǐ）廠（chǎng）將需要更大的加（jiā）氯量，從而增加處理成本。 

3 氨（ān）氮廢（fèi）水處理的主要技術
目前，國內外氨氮廢水處理有折點（diǎn）氯（lǜ）化法（fǎ）、化學（xué）沉澱法、離子交（jiāo）換（huàn）法、吹（chuī）脫法和生物脫氨法等多種（zhǒng）方法，這些（xiē）技術可分為物理（lǐ）化學法和生物脫氮技術兩大類。
 

3.1 生物脫氮法
微生物去（qù）除氨氮過程需經兩個階段。第一階段為硝化過（guò）程，亞硝化菌（jun1）和硝化菌在有氧條件下將氨態氮轉化為亞硝態氮（dàn）和（hé）硝態氮的過程。第（dì）二階段為（wéi）反硝化過程，汙水中的（de）硝態氮和亞硝態氮在無氧或（huò）低氧條件下，被反（fǎn）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（qì）。在此過（guò）程中，有機物（甲（jiǎ）醇、乙酸、葡萄糖等）作為電子供體被氧化而提（tí）供能（néng）量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多級汙泥係統（tǒng）、單級汙泥係統和生物膜係（xì）統（tǒng）。

3.1.1 多級汙泥係統
此（cǐ）流（liú）程可以得（dé）到相當好的BOD5去除效果和（hé）脫氮效果（guǒ），其缺點是流程長、構築物多、基（jī）建費用高（gāo）、需要外加碳源、運行費用高、出水中殘留一定量甲（jiǎ）醇等。

3.1.2 單級汙泥係統
單級（jí）汙泥係統的形（xíng）式包括前（qián）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（fǎn）硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物（wù）脫氮工藝流（liú）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（shuǐ）質高等優點。後置式反硝化係統，因（yīn）為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源（yuán），但（dàn）脫氮的（de）效果可高於前置式，理論上可接近100%的脫氮。交替（tì）工作的生物脫氮流程主要由兩（liǎng）個串聯池（chí）子組成，通過改換（huàn）進水（shuǐ）和出水的方向（xiàng），兩個池子交替在缺（quē）氧和好氧的條件下運行。該係統本（běn）質上仍是A/O係統，但其利用交替工作的方式，避免了混合液的回流（liú），因而（ér）脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，且一般必須配（pèi）置計算機控製自動操作係（xì）統。

3.1.3 生物膜係統
將（jiāng）上述A/O係統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反（fǎn）應器（qì），即形成生物（wù）膜脫氮係統。此係統中應有混合液回流，但不需汙泥回流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於（yú）反硝化（huà）和好氧氧化及硝化反應的兩個汙泥係統。
 

3.2 物（wù）化除氮
物化除氮常用的物理化學方法有折點氯化法、化學（xué）沉澱（diàn）法、離子交換法、吹（chuī）脫（tuō）法、液膜法、電滲析法和催化濕式氧化法等。

3.2.1 折點氯化法
不連續點氯化法（fǎ）是氧化法（fǎ）處理氨氮廢（fèi）水的（de）一種（zhǒng），利用（yòng）在（zài）水中的氨與氯反應生成氮氣而將水中氨去除的化（huà）學處理法。該方法還可以起到殺菌作用，同（tóng）時使一部分有機物無機化，但經氯化處（chù）理後的出水中留有餘氯，還應進一步脫（tuō）氯（lǜ）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（jìn）時，隨次氯酸的（de）投加，逐步進（jìn）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（hé）氨氮之比（簡稱Cl/N）在5.07以下時，首（shǒu）先進行①式反應，生成一氯胺（NH2Cl），水中餘氯濃度增大（dà），其後（hòu），隨著次氯（lǜ）酸投加（jiā）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（shì）反應，水（shuǐ）中的N呈N2被去除。其結果是，水中的餘（yú）氯（lǜ）濃度隨Cl/N的（de）增（zēng）大而減小，當Cl/N比值達到（dào）某個數值以上時，因未反應而殘留的次氯（lǜ）酸（即遊離（lí）餘氯）增多，水中殘留餘氯的濃度再次增大，這個最小值（zhí）的點稱為不連續點（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（yīn）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（cǐ）外，當pH不在中性範圍時，酸性條件下多生成三氯胺，在堿性條件下生成（chéng）硝酸，脫（tuō）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（de）去除率為90%～100%。因此此法對低（dī）濃度氨氮廢水適用。
 

處理時所需的實際氯氣量取（qǔ）決於溫度、pH及氨氮濃度（dù）。氧（yǎng）化每mg氨氮有（yǒu）時需（xū）要9～10mg氯氣折點，氯化法處理後（hòu）的出水在排放前一（yī）般需用活性炭或SO2進（jìn）行反氯化（huà），以除去水中殘餘的氯。雖然氯（lǜ）化法反應迅速，所需設（shè）備投（tóu）資少，但液（yè）氯的安全使（shǐ）用和貯存要求高，且處理成本也（yě）較（jiào）高。若用次氯（lǜ）酸或二（èr）氧化氯發生裝置代替液氯，會更安全且運（yùn）行費用可以降低，目前國（guó）內的氯發生裝置的產氯量太（tài）小，且價格昂貴（guì）。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太適合處理大水（shuǐ）量（liàng）高濃度的氨氮廢水。
 

3.2.2 化學沉（chén）澱法
化學沉澱（diàn）法是往水（shuǐ）中投加某種化學藥劑，與水中的溶解性物質發生（shēng）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質的含（hán）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（cóng）而達到去除水中氨氮的目的（de）。采用的常見沉澱（diàn）劑是（shì）Mg(OH)2和H3PO4，適宜（yí）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（dàn）濃度小於900mg/L時，去除率在90%以上，沉（chén）澱物是（shì）一（yī）種很好的複合（hé）肥料。由於Mg(OH)2和（hé）H3PO4的價格比較貴，成（chéng）本較（jiào）高，處理高（gāo）濃度氨氮廢水可行，但該法向廢水（shuǐ）中（zhōng）加入了（le）PO43-，易（yì）造（zào）成二次汙染。
 

3.2.3 離子交換法
離子交換法的（de）實（shí）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其（qí）它（tā）同（tóng）性離（lí）子的交換反應，是一種特殊的吸附（fù）過程，通常是可逆性化學吸附（fù）。沸石是（shì）一種天（tiān）然離（lí）子交換物質，其價格遠低於陽離子交（jiāo）換樹脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附能
力，具有較高的陽離子交換（huàn）容量，純絲光沸石（shí）和斜發沸石的（de）陽離子交換容量平（píng）均為每10 0g相當於（yú）213和223mg物質的量（m.e）。但實際天然沸石中含有不純（chún）物（wù）質，所以純度較高的（de）沸石交換容量每10 0g不大於20 0m.e，一般為10 0～150m.e。沸（fèi）石作為離子交換劑，具有特殊的離子交換特性，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）。工程設計（jì）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（jiǎn）金屬、堿土金屬中除Mg以外（wài）都有影響（xiǎng），尤其是Ca對沸石的離子交換能力影響比Na和K更大（dà）。沸石吸附飽和後必須進（jìn）行再生，以采用（yòng）再生液法為主，燃燒法很少用。再（zài）生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水（shuǐ）中（zhōng）含有Ca2+，致使沸石對氨的去除率呈不可逆性的降低，要考慮補（bǔ）充和更新。
 

3.2.4 吹脫（tuō）法（fǎ）
吹脫法是將廢水調節（jiē）至堿（jiǎn）性，然後在（zài）汽提塔（tǎ）中通入空氣或蒸汽，通過氣液接觸將廢（fèi）水中的遊離氨吹脫至大氣中。通入蒸汽，可升高廢水溫度，從而提高一定pH值時被吹脫的氨的比率（lǜ）。用該法處理氨時，需考慮排放（fàng）的遊離氨總量應符合氨的大氣排（pái）放標（biāo）準，以免造（zào）成二次汙染。低濃度廢水通常在常溫下（xià）用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥（féi）、有機化工有色金屬（shǔ）冶煉（liàn）等行業的高濃度廢水則常（cháng）用蒸汽進行吹脫。
 

3.2.5 液膜法
自從1986年黎念之發現乳（rǔ）狀液膜以來，液膜法得到了廣泛的研究。許多人認（rèn）為液膜分離（lí）法有可能成為繼萃取法之後的（de）第（dì）二（èr）代分離純化技術，尤（yóu）其適用於低濃度金屬離子提純及廢水處理等過程。乳狀液膜法去除氨氮的機理是（shì）：氨態氮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（dá）膜相內側與內相（xiàng）界麵，與膜內相（xiàng）中的酸發生解脫反應（yīng），生成的NH4+不溶於油相而穩定在膜內相中，在膜內外兩（liǎng）側氨濃（nóng）度差的推動下（xià），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（lí）去除氨氮的目的。
 

3.2.6 電滲析法
電滲析是一種膜法（fǎ）分離技術，其利用施加在陰陽膜（mó）對之間（jiān）的電壓去除水溶液中溶解的固（gù）體。在電滲析室（shì）的陰陽滲透膜之間（jiān）施加直流電壓，當進水通過多對陰陽離子滲透膜時，銨離（lí）子及其他離子（zǐ）在施加（jiā）電壓的（de）影響下，通過膜而進入另（lìng）一側的濃水中並在濃水中集，因而從進水中分離出來。
 

3.2.7 催化濕式氧化法
催化濕式氧（yǎng）化法是（shì）20世紀80年代國際上發展起來（lái）的一種治理廢水的新技術。在一（yī）定溫度、壓力（lì）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（bié）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（xiào）率（lǜ）高（廢水經（jīng）淨化後可達到飲用水標準）、流程簡單、占地麵積少等特點。經多年應用與實踐，這一廢（fèi）水處理方法的建設及運行費用僅為常規方法的60%左右，因而在技（jì）術上和經濟上均具有較強的競爭力。
 

4 結論

氨（ān）氮廢水降解的各種技術與工藝過程，都有各（gè）自的優點與缺點。由於廢水所含汙染物（wù）的種類和數量不同，還沒有一種通用的方法能處理所有的氨（ān）氮廢水。因（yīn）此，必須（xū）針對廢水所含的成分（fèn）進行深入係統地研究，選擇和確定處（chù）理技術及（jí）工藝。

目前，生物脫氮法（fǎ）主要用（yòng）於含有機物的低（dī）氨（ān）氮濃度（dù）化（huà）工廢水和生活汙水的（de）處理，該法技術（shù）可靠（kào），處理效（xiào）果好。對於高濃度氨氮廢水主要采用吹脫法，近年來興起的膜法分離技術及催化濕式（shì）氧化等方法具有很好的應（yīng）用前景。