含氮化合物已成為環境的主要汙染源，廢（fèi）水中氨氮的（de）去除率是考察水處理效果的主要指標之一。 

1 氨氮廢水的來源
含（hán）氮物質進入水環境的途（tú）徑主要包括自然過程和人類活動兩（liǎng）個方麵。

自然來（lái）源和過程（chéng）主要包括降水降塵、非市區徑流和（hé）生物固氮等。

人類的活動主要包括未處理或處理過的城市生活和（hé）工業廢水、各種浸濾液和地表徑流等。人工（gōng）合成的化學肥料是水體中氮營養元素的（de）主要來源，大量未被（bèi）農作物利用的氮化合物絕大部分被農田（tián）排水和地（dì）表徑流帶入地下水和地表水中。

氮在廢水中以有機態氮（dàn）、氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以（yǐ）及亞硝態氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態（tài）氮是最（zuì）主要（yào）的存在形式之一（yī）。廢水中的氨氮是指以遊離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源於生（shēng）活汙（wū）水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業（yè）廢水，以及農田排水等。氨氮汙染源多（duō），排放量大，並（bìng）且排（pái）放的（de）濃度變化大。

2 氨氮（dàn）廢水的危害
水環境中存在過量的氨氮會造（zào）成（chéng）多（duō）方麵的有害影響：
（1）由於NH4+-N的氧化，會造成水體（tǐ）中溶（róng）解氧濃度降低，導致（zhì）水體發黑發臭，水（shuǐ）質下降，對水生動植物的生存造成影響（xiǎng）。在（zài）有（yǒu）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是還原力最強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3
--N。根據生化反應計（jì）量關係，1gNH4+-N氧化成（chéng）NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧（yǎng）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（yíng）養化，進而造成（chéng）一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致（zhì）使光合微生物（大多數為藻類）的數量增加，即水體發生富營養化現（xiàn）象，結果造成（chéng）：堵塞濾池，造成濾（lǜ）池運轉周期縮短，從而增加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的最終產物可產生（shēng）引（yǐn）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（lèi）死亡；由於藻類的（de）腐爛，使水體中（zhōng）出現氧虧現象。
（3）水中（zhōng）的NO2--N和NO3--N對人和水（shuǐ）生生物有較大的危（wēi）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（xuè）紅蛋白含量達到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（shì）“三致”物質。NH4+-N和氯反應會生（shēng）成氯胺，氯胺的消毒作用（yòng）比自由氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠將需要更大的（de）加氯量，從（cóng）而增加處理成（chéng）本。 

3 氨氮廢水處理的主要技術
目（mù）前，國內外氨氮廢水處理有（yǒu）折點氯化（huà）法、化學沉澱法、離子（zǐ）交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方（fāng）法，這些技（jì）術可分為物理化學法和生物脫氮技術兩大類。
 

3.1 生物脫氮法（fǎ）
微生物去除氨氮過程需經兩個階段。第一階段為硝化過程（chéng），亞硝（xiāo）化菌和硝化菌在有氧條件下將（jiāng）氨態氮轉化為亞硝態（tài）氮和硝態氮的過程。第二階段為反硝化過程，汙水中的硝態氮和亞硝態氮在（zài）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）還原轉化為氮氣。在此過程中，有機物（甲醇、乙酸、葡萄糖等）作為電子供體被氧（yǎng）化而提供能量。常見的生物脫氮流程（chéng）可以分為3類，分別是多級汙泥係統、單（dān）級汙泥係統和生物膜（mó）係統。

3.1.1 多級汙（wū）泥係統
此流（liú）程可以得到相當好的BOD5去（qù）除效果和脫（tuō）氮效果，其缺點是流程長、構築物多、基建費用高、需要外加碳源、運（yùn）行費用高、出水中殘留一定量甲醇等（děng）。

3.1.2 單級汙泥係統
單級（jí）汙泥係統的形式包括（kuò）前置反（fǎn）硝化係統、後置反硝化係統（tǒng）及交替工作係統。前置（zhì）反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統的生物脫氮工藝流程相（xiàng）比，A/O工（gōng）藝具有流程簡單、構築物少、基建費用低、不需外加碳源、出（chū）水（shuǐ）水（shuǐ）質高等優（yōu）點（diǎn）。後置式反硝化（huà）係統，因為混合液缺乏有（yǒu）機物，一般（bān）還需要人工投加碳源，但脫氮的效果（guǒ）可高於前（qián）置式，理論上可接近100%的脫氮。交替工作的生物脫氮流（liú）程主要由兩個串聯池子組成，通過改（gǎi）換進水和出（chū）水的方（fāng）向，兩個池子交替（tì）在缺氧（yǎng）和好氧的條件下運行。該係統本質上仍是A/O係統，但其（qí）利用交替工作的方式，避免了（le）混合液的回流，因而脫（tuō）氮效果優於一般A/O流程。其缺點（diǎn）是（shì）運行管理（lǐ）費用較高，且一般必須（xū）配置計算機控製自動操（cāo）作（zuò）係統。

3.1.3 生物（wù）膜係統
將上述A/O係統中的缺氧池和好氧池改為固（gù）定生物（wù）膜反應器，即形成生物膜脫氮係統。此係統中應（yīng）有混合液回流，但（dàn）不需（xū）汙泥回流，在缺氧的好氧反應器中保存（cún）了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個汙泥（ní）係（xì）統。
 

3.2 物化除（chú）氮
物化除氮常用的物理化學方法有折（shé）點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電滲析法和催化（huà）濕式氧化法等。

3.2.1 折點（diǎn）氯化法
不連續點氯化法是（shì）氧化（huà）法處理氨氮廢水的一種，利（lì）用在水中的氨與氯反應生成氮氣（qì）而將水中氨去除的化學處（chù）理法。該方法還可以起到（dào）殺菌作用，同時使（shǐ）一部分有機物無機化（huà），但經氯化處理後的出水中留有餘氯，還應進一步脫氯處理。
 

在含有氨的水中投加次氯酸HClO，當pH值在中（zhōng）性附近時，隨次氯酸的投加，逐步進行下（xià）述主（zhǔ）要反應：
NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①
NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②
NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③
投加氯（lǜ）量和氨（ān）氮之比（簡稱（chēng）Cl/N）在5.07以下時，首先進行①式反應，生成一氯胺（NH2Cl），水中（zhōng）餘氯濃（nóng）度增大（dà），其後，隨著次氯酸投加（jiā）量的增（zēng）加，一氯胺按②式進（jìn）行（háng）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（xiǎo），當Cl/N比值達到某個數值以上時，因未反應而殘留的次氯酸（即遊（yóu）離餘氯）增多，水中殘留餘氯（lǜ）的濃度再次增大，這（zhè）個最小值的點稱（chēng）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；廢水處理中因為氯與（yǔ）廢水中的（de）有機物反應，C1/N比應比理論值7.6高些，通常為10。此外，當pH不（bú）在中性範圍時，酸性條件下多生成三氯胺，在堿性條件下生成硝酸，脫氮效率降低。
 

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，氨氮的去除率為90%～100%。因（yīn）此（cǐ）此法對低濃度氨氮廢水適用。
 

處理時所需的實際氯（lǜ）氣量取決於溫度、pH及氨氮濃度。氧化每mg氨氮有時需要9～10mg氯氣折點，氯（lǜ）化法處理後的出水在排放前一般需用活性炭或SO2進行反氯化，以除去水中殘餘（yú）的氯。雖然氯化法（fǎ）反（fǎn）應迅速，所需設備投（tóu）資少，但液氯（lǜ）的安全使用和貯存要求（qiú）高，且處理成本也較高。若用（yòng）次氯酸或二氧化氯（lǜ）發生裝置代替液氯（lǜ），會更安全且運行費用可以降低，目前（qián）國內的氯發生裝置的產氯量太小，且價格昂（áng）貴。因此氯化法一般適用於給水的處理，不太適（shì）合處理（lǐ）大水量高濃（nóng）度的氨氮廢水。
 

3.2.2 化學沉（chén）澱法
化學沉（chén）澱法是往（wǎng）水中投加某種化學藥劑，與水中的溶解性物質發生反應，生成難溶於水的鹽類，形（xíng）成沉渣（zhā）易（yì）去除，從而降低水中溶解性物質的含量。當在含有NH4+的廢水中加入PO43-和（hé）Mg2+離子時，會發（fā）生如下（xià）反應：
NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難（nán）溶於（yú）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（hé）H3PO4，適宜的（de）pH值範（fàn）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，沉澱（diàn）物是一（yī）種很好的（de）複（fù）合肥（féi）料。由於Mg(OH)2和H3PO4的價格比較貴，成本（běn）較高，處理高濃度氨氮廢水可行，但該法向廢（fèi）水中加入了PO43-，易造成二次汙染。
 

3.2.3 離（lí）子（zǐ）交換法
離子交換法的實質是不溶性離（lí）子化合物（離子交換劑）上的可交（jiāo）換離子（zǐ）與廢水中的其它（tā）同性離子的交換反應，是一種特殊的吸（xī）附過程，通常是可逆性化學吸附。沸石是一種天然離子交換物質，其價格遠低（dī）於陽離子交換樹脂，且對NH4+-N具有選擇性的吸附能
力，具有較高（gāo）的陽離子交換（huàn）容量，純絲光沸石和斜發沸石的陽離子交換容量平均（jun1）為每10 0g相當於213和223mg物質的量（m.e）。但實際天然沸石中含有不純物（wù）質（zhì），所以（yǐ）純度較（jiào）高的沸石交換容量每10 0g不大於20 0m.e，一般為10 0～150m.e。沸石作為離子交換劑，具有特殊的離子交換特性，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（fèi）水pH值應調整到6～9，重金屬大體上（shàng）沒有（yǒu）什麽
影響；堿金屬、堿土金屬中除Mg以外都（dōu）有影響（xiǎng），尤其是Ca對沸石（shí）的離子交換能力影響比Na和K更大。沸石吸附飽和後必須進行再生，以采用再生液法為（wéi）主，燃燒法（fǎ）很少用。再生液（yè）多采用NaOH和NaCl。由於廢水中含有Ca2+，致使沸石對氨的去除率呈不可逆性的降低（dī），要考慮補充和更新。
 

3.2.4 吹脫法
吹脫法是將廢水調節至堿性（xìng），然後（hòu）在汽提塔中（zhōng）通入空氣或蒸汽，通過（guò）氣液（yè）接觸將廢水中的遊離氨吹脫至大氣中。通入蒸（zhēng）汽，可升高廢水溫度，從而提高一定pH值時被吹脫的氨的（de）比率（lǜ）。用該法處理氨時，需考慮排放的遊離（lí）氨總量應符合氨的大氣排放標準，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（gōng）、化肥、有機化工有色金屬冶（yě）煉等行業的（de）高濃度廢水則常用蒸汽進（jìn）行吹（chuī）脫。
 

3.2.5 液膜（mó）法
自從1986年黎念之發現乳狀液膜（mó）以來，液膜（mó）法得到了廣泛的研究。許多人認為液（yè）膜（mó）分離（lí）法有可能成為繼萃（cuì）取法之（zhī）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及廢水處理（lǐ）等（děng）過程。乳狀液膜法去除氨（ān）氮的機理（lǐ）是：氨態（tài）氮NH3-N易溶於膜（mó）相油相，它從膜（mó）相（xiàng）外高濃度的（de）外側，通過膜相的擴（kuò）散遷移，到達膜相內（nèi）側與內相界麵，與膜內相中的酸發生解脫反應，生成的NH4+不溶於油相而穩定（dìng）在膜內相中，在膜內外兩側氨（ān）濃度差的推動（dòng）下，氨分子不（bú）斷通過膜表麵吸附（fù）、滲（shèn）透擴散遷移至膜相內側解吸，從而（ér）達到分離去除氨氮（dàn）的目的（de）。
 

3.2.6 電滲析法
電滲析是一種膜法分離技術，其利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體。在電滲析室的陰陽滲透膜之間（jiān）施加直流電壓，當（dāng）進水通過多對陰陽離子滲透膜時，銨（ǎn）離子及其他離子在施加電（diàn）壓的影響下，通過膜而進入另一側的（de）濃水中並在（zài）濃水中集，因而從進（jìn）水中分離出來（lái）。
 

3.2.7 催化濕式氧化法
催化（huà）濕式氧化法是20世紀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、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化（huà），可使汙水（shuǐ）中的有機（jī）物和氨分別氧化分（fèn）解成CO2、N2和H2O等（děng）無（wú）害物質，達到淨化的目的。該（gāi）法具有淨（jìng）化效率高（廢水經淨化後可達到（dào）飲用水標準）、流程簡單（dān）、占地麵積少等特點。經多年應用與實踐，這一廢水處理方法的（de）建設及運行費（fèi）用僅為常規方法的60%左右，因而在技術上和（hé）經濟上均具有較強的競爭力。
 

4 結論

氨氮廢水降解的各種技術與工藝過程，都有（yǒu）各自的優點與缺（quē）點。由於廢水所含汙染物的種類和（hé）數量不同，還沒有一種通用的方（fāng）法（fǎ）能處（chù）理（lǐ）所有的氨氮（dàn）廢水。因此，必須針對廢水所含的成（chéng）分進行深入係統地研究，選擇和確（què）定處理技術及工藝。

目前，生物脫氮法主（zhǔ）要用於含有機物的低氨氮濃度化工（gōng）廢水和生活汙水的處（chù）理，該法（fǎ）技術可靠（kào），處理效果好。對於高濃（nóng）度氨氮（dàn）廢（fèi）水主要采用吹脫法，近年來興起的膜法（fǎ）分離技術及催化濕式氧化等方法具有很好的應用前景。