目录
1污水中氨氮污染的现状和来源 (1)
1.1污水中氨氮污染现状 (1)
1.2废水中氮的来源 (2)
2．国内外研究进展 (2)
2.1国外研究进展 (2)
2.2国内研究进展 (3)
3氨氮污水处理主要技术 (3)
3.1生物法 (4)
3.1.1生物法机理——生物硝化和反硝化机理 (4)
3.1.2传统生物法 (4)
3.1.2.1A/O系统 (5)
3.1.2.2缺氧/好氧工艺(简称A2/O法) (5)
3.1.2.3厌氧—缺氧—好氧工艺(简称A1-A2/O工艺) (5)
3.1.3生物脱氮法新工艺 (6)
3.1.3.1厌氧氨氧化工艺 (6)
3.1.3.2短程硝化反硝化工艺 (7)
3.1.3.3同时硝化反硝化工艺 (7)
3.2物理化学处理法 (7)
3.2.1吹脱法及汽提法 (7)
3.2.2折点氯化法 (8)
3.2.3化学沉淀法 (8)
3.2.4离子交换法 (9)
3.2.5液膜法 (9)
3.3土壤灌溉 (10)
4探讨 (10)
5氨氮污水处理方法应用于兰州市污水处理厂中的研究 (11)
6展望 (12)
参考文献 .................................................................................................................................... 错误！未定义书签。致谢 .......................................................................................................................................... 错误！未定义书签。
污水水中氨氮的去除
摘要：氨氮存在于很多工业废水中，氨氮污水是目前造成水体富营养化的主要因素之一,本
文综述了当前氨氮污染的现状和氨氮污水处理中最常用和比较实用方法的原理和各自的优缺
点,介绍了国内外氨氮污水处理的研究现状,同时对各种方法的选择作出了探讨，并对氨氮处理
方法在兰州市的实际应用作了简单介绍，对兰州市雁儿湾污水处理厂氨氮去除做了简单的改进
思路，同时对氨氮污水处理前景进行了展望,并提出了今后应着重考虑的几个问题。
关键词：氨氮；废水处理；去除
1污水中氨氮污染的现状和来源
1.1污水中氨氮污染现状
随着世界经济发展和城市化的进程, 对水的需求量不断增大, 随之而来的是污水的排放量日益增多,水体中氨氮量的剧增引起了国内外社会各界的广泛关注。据统计, 2003 年, 全国污水排放总量为460.0 亿吨, 工业废水排放量为212.4 亿吨, 氨氮的排放量为40.4 万吨; 城镇生活污水的排放量为247.6 亿吨, 其中氨氮的排放量为89.3 万吨 [1]。氨氮的大量排放不仅造成了水环境污染和水体富营养化及水体发生赤潮等现象, 而且在工业废水处理和回用工程中造成用水设备中微生物繁殖, 形成生物垢, 堵塞管道和用水设备, 影响热交换。大量含有氨氮的污水排入江河、湖泊, 造成自然水体的富营养化, 同时给生活和工业用水的处理带来较大的困难。水体中含有大量的氨氮, 使水体产生富营养化效应, 刺激并加速水生植物的生长, 如海藻、水草的大量生长繁殖, 导致水体生态平衡失调。在水中硝化细菌的作用下氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，完全氧化l mg 氨氮约需4.6 mg 溶解氧，这对水体质量的改善和保证十分不利,会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态，水下生物得不到充足的阳光而影响了生存和繁殖。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧减少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡，在近海海域引发赤潮。据报道,2009年中国沿海共发生赤潮68次，累计面积14102平方公里，造成直接经济损失0.65亿元，累计面积较2008年增加364平方公里[2]。氨氮污水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视,目前, 国内外对氨氮污水的研究主要集中在开发新的脱氨氮处理技术, 以达到更好处理氨氮的目
的和环保的要求。1995年德国要求85%污水处理厂外排污水达到国家三级标准。1999 年, 在此标准基础上还要求, 污水厂出水每2h 取样的混合水样至少有80%满足无机氮≤5mg/L[3]; 我国1988 年实施的地面水环境质量标准GB3838-88 规定了硝酸盐、亚硝酸盐、非离子氨和凯氏氮的标准。时隔11 年, 在GHZB1-1999 增加了氨氮的排放标准, 在GB3838-2002 中增加了总氮控制。各地的环保部门要求相关行业必须马上上马脱氮设施, 否则关闭工厂或增加排污费的征收。从以上情况可知氨氮处理的重要性, 目前国内外有很多处理氨氮的方法, 为了避免重复建设和使用不成熟的技术, 分析当前的技术进展具有重要的现实意义。
1.2废水中氮的来源
氨氮存在于许多工业废水中，钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业均排放高浓度的氨氮废水。某些工业自身会产生氨氮污染物 ,如钢铁工业 ( 副产品焦炭、锰铁生产、高炉 ) 以及肉类加工业等，而另一些工业将高炉氨用作化学原料 ,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃。此外,皮革、孵化、动物排泄物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高 ,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水存积过程中氨氮浓度会迅速增加，不同类的工业废水中氨氮浓度千变万化 ,即使同类工业不同工厂的废水中其浓度也各不相同。总的来说，人类活动造成的氮的来源主要有以下几方面: （1）未经处理的工业和生活污水直接排入河道和水体：
这类污水的氨氮含量高，排入江河湖泊，造成藻类过度生长的危害最大。城市污水、农业污水，食品等工业的废水中含有大量的氮、磷和有机物质。据统计，全世界每年施入农田的数千万吨氮肥中约有一半经河流进入海洋。美国沿海城市每年仅通过粪便排入沿海的氮近十万吨。
（2）污水处理场出水：
采用常规工艺的污水处理厂，有机物被氧化分解产生了氨氮，除了构成微生物细胞组分外，剩余部分随出水排入河道，这是城市污水虽经过二级常规处理但河道仍然出现富营养化和黑臭的重要原因之一。
（3）面源性的农业污染物，包括废料、农药和动物粪便等。
2．国内外研究进展
2.1国外研究进展
国外在污水生物脱氮方面做了大量工作,开发了许多新的脱氮技术和新型生物反应器。
20世纪60年代后期迅速发展起来的固定化细胞技术,在氨氮工业废水处理领域具有广阔的应用前景。日本下水道事业团用固定化硝化菌在流化床反应器中进行一年半的生产性实-N去除率达到90 %以上[4]。Van der Graaf等发现,氨可直接作为电子供体而进行反硝验,NH
3
化反应,并称之为厌氧氨生物氧化(anaerobic ammonium oxidation,简称Anammox)。他们的重大发现为研究厌氧氨生物氧化技术提供了理论依据。与传统的硝化-反硝化技术相比,厌氧氨生物氧化技术具有的优点是:不需要外加有机物作电子供体,既可节省费用又可防止二次污染;可以经济有效地利用氧,能耗大幅度下降[5]。由于硝化-反硝化工艺所赖以依托的两类微生物在环境和营养要求上都有很大的差异,传统的生物脱氮工艺都是将缺氧区(厌氧区)与好氧区分隔开,如A/O系统。近年来,不少研究和报道证明,反硝化可发生在有氧条件下, 即好氧反硝化的存在,它为突破传统生物脱氮技术限制,利用一个生物反应器在一种条件下完成脱氮反应提供了微生物基础。同时硝化和反硝化( simultaneous nitrifica-tion-denitrification ,SND) 技术可以通过控制影响硝化和反硝化基质的投加量或消耗量来实现[6]。近年来,国外还报道了一些结合各种方法的新的氨氮脱除工艺。如O. Lahav 等使用沸石作为离子交换材料,既作为把氨氮从废水中分离出来的分离器,又作为硝化细菌的载体。该工艺在一个简单的反应器中分吸附阶段和生物再生阶段两个阶段进行。在吸附阶段,沸石柱作为典型的离子交换柱;而在生物再生阶段,附在沸石上的细菌把脱附的氨氮氧化成硝态氮。研究结果表明,该工艺具有高的氨氮去除率和稳定性,能成功地去除原水和二级出水中的氨氮[7]。
2.2国内研究进展
国内在污水脱氮方面做了许多工作,在物理化学法处理氨氮废水方面,如淮阴钢铁集团公司开发了利用烟道气处理剩余氨水的技术。其主要特点是:采用特制的喷雾干燥塔,将焦化剩余氨水以雾化状态与塔内的烟道气接触发生物理化学反应,废水中的水分在烟道气热量的作用下全部汽化,随烟道气经烟囱排出。主要反应物硫铵以及废水中的有机物和粉煤灰经吸尘器收集后,综合利用制砖或作锅炉燃料的助燃添加剂。专家认为这项技术具有广阔的推广应用前景[8]。李可彬等研究了用乳状液膜法去除废水中的氨氮,考察了各种因素对氨氮去除率的影响,选用的液膜体系可使氨氮质量分数为10 - 3以上的废水,一级去除率达97 %以上,处理后的废水符合排放标准[9]。
3氨氮污水处理主要技术
近20 年来, 对氨氮污水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化
法的各种处理工艺,目前氨氮处理实用性较好国内运用最多的技术为：生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法、土壤灌溉法等。
3.1生物法
3.1.1生物法机理——生物硝化和反硝化机理
在污水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用 ,将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐 ;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出。因而,污水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。生物脱氮工艺流程见图1 。
进水预处理曝气池二沉池脱氮池终沉池出水
图1 生物脱氮工艺流程[10]
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐的过程 ,包括两个基本反应步骤 : 由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应;由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌) 的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳硝酸盐还原成N
2
源) 。
生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%—95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用最多。但缺点是占地面积大,低温时效率低[11]。
3.1.2传统生物法
目前, 国内外对氨氮污水实际处理中应用较成熟的生物处理方法是传统的前置反硝化/O工艺等,都能在一定程度上去除污水中的氨氮。传统生物脱氮途径一生物脱氮,如A/O、A
2
般包括硝化和反硝化两个阶段,硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于对环境条件的要求不同,这两个过程不能同时发生,而只能序列式进行,即硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开,形成分级硝化反硝化工艺,以便硝化与反硝化能够独立地进行。1932年,Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺(post-denit rification),Ludzack和
Ettinger 于1962年提出了前置反硝化工艺(pre-denit rification) ,1973年Barnard 结合前面两种
工艺又提出了A/O 工艺,以及后又出现了各种改进工艺如Bardenpho 、Phoredox (A 2/ O) 、UCT 、
JBH 、AAA 工艺等,这些都是典型的传统硝化反硝化工艺[12]。
3.1.2.1 A/O 系统
A/O 脱氮除磷系统，即缺氧、好氧脱氮除磷系统。它是70年代主要由美国、南非等国
开发的具有去除废水中氮污染物的工艺，同时对脱磷亦有一定的效果[13]。其工艺流程是让
废水依次经历缺氧、好氧两个阶段，故人们通称为缺氧、好氧脱氮除磷系统，简称A/O 系
统。A/O 系统流程简单、运行管理方便，且很容易利用原厂改建，从而提高了出水水质。
近年来已得到了越来越广泛的应用。A/O 法工艺如图2所示[14]。
回流混合液
出 水 图2 传统A/O 工艺
3.1.2.2缺氧/ 好氧工艺(简称A 2/O 法)
A 2- O 法处理工艺是在好氧条件下,污水中NH 3 和铵盐在硝化菌的作用下被氧化成NO 2-
—N 和NO 3-—N,然后在缺氧条件下,通过反硝化反应将NO 2-—N 和NO 3-—N 还原成N 2,达到脱氮的
目的。A 2/O 是目前普遍采用的工艺，它是在法A/O 法的基础上增加一个厌氧段和一个缺氧段，
传统A 2/O 工艺流程如图3所示[14]。
回流混合液
出 图3 传统A 2/O 工艺
3.1.2.3 厌氧—缺氧—好氧工艺(简称A 1 - A 2/O 工艺)
A 1—A 2/O 工艺和A 2/O 工艺同属于硝化—反硝化为基本流程的生物脱氨工艺,所不同的是
A 1—A
2
/O工艺是在A
1
/O工艺基础上增加了一级预处理段—厌氧段(A
1
) ,目的在于通过水解
(酸化) 的预处理,改变废水中难降解物质的分子结构,提高其可生化性,强化脱氮效果。
近几十年来,尽管生物脱氮技术有了很大的发展,但是,硝化和反硝化两个过程仍然需要在两个隔离的反应器中进行,或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行。并且传统的生物脱氮工艺,主要有前置反硝化和后置反硝化两种。前置反硝化能够利用废水中部分快速易降解有机物作碳源,虽然可节约反硝化阶段外加碳源的费用,但是,前置反硝化工艺对氮的去除不完全,废水和污泥循环比也较高,若想获得较高的氮去除率,则必须加大循环比,能耗相应也增加。而后置反硝化则有赖于外加快速易降解有机碳源的投加,同时还会产生大量污泥,并且出水中的COD和低水平的DO也影响出水水质。传统生物脱氮工艺存在不少问题:(1)工艺流程较长,占地面积大,基建投资高;(2) 由于硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度,特别是在低温冬季,造成系统的HRT 较长,需要较大的曝气池,增加了投资和运行费用;(3) 系统为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥和硝化液回流,增加了动力消耗和运行费用;(4) 系统抗冲击能
力较弱,高浓度NH
3- N 和NO
2
-废水会抑制硝化菌生长;(5) 硝化过程中产生的酸度需要投
加碱中和,不仅增加了处理费用,而且还有可能造成二次污染等等[15]。
3.1.3生物脱氮法新工艺
随着生物脱氮技术的深入研究，其新发展却突破了传统理论的认识。近年来的许多研究表明:硝化反应不仅由自养菌完成,某些异养菌也可以进行硝化作用;反硝化不只在厌氧条件下进行,某些细菌也可在好氧条件下进行反硝化;而且,许多好氧反硝化菌同时也是异
养硝化菌(如Thiosphaera pantot ropha菌),并能把NH
4+氧化成NO
2
-后直接进行反硝化反应。
生物脱氮技术在概念和工艺上的新发展[16]主要有:短程(或简捷) 硝化反硝化(shortcut nit reification-denit rification)、同时硝化反硝化( simultaneous nit reification-denit rifi-cation - SND)和厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation - ANAMMOX)。
3.1.3.1厌氧氨氧化工艺
厌氧氨氧化(ANA-MMOX) 是以硝酸盐为电子受体或以氨作为直接电子供体,进行硝酸盐还原反应或将亚硝酸氮转化为氮气的反硝化反应。与传统的硝化反硝化工艺或同时硝化反硝化工艺相比,氨的厌氧氧化具有不少突出的优点。主要表现在: (1)无需外加有机物作电子供体,既可节省费用,又可防止二次污染; (2)硝化反应每氧化1molNH
4
+耗氧2mol , 而在
厌氧氨氧化反应中, 每氧化1molNH
4
+只需要0.75mol 氧,耗氧下降62.5 %(不考虑细胞合成
时) ,所以,可使耗氧能耗大为降; (3)传统的硝化反应氧化1molNH
4
+可产生2molH+,反硝化还
原1molNO
3-或NO
2
-将产生1molOH-,而氨厌氧氧化的生物产酸量大为下降,产碱量降至为零,可
以节省可观的中和试剂[17]。故厌氧氨氧化及其工艺技术很有研究价值和开发前景。
3.1.3.2 短程硝化反硝化工艺
短程硝化反硝化是将硝化控制在HNO
2
阶段而终止,随后进行反硝化,其生物脱氮过程
如:NH+
4——HNO
2
——N
2
短程生物脱氢工艺的优点:可节省氧供应量约25% ,降低了能耗;节省反硝化所需碳源40% ,在C/N 比一定的情况下,提高了TN 去除率;减少污泥生成量可达50 %;减少投碱量,缩短反应时间。但是短程硝化反硝化的缺点是不能够长久稳定地维持HNO
2
积累[18]。目前荷兰Delft技术大学应用该技术开发的SHARON工艺,已在荷兰鹿特丹的Dokhaven污水处理厂建成并投入运行[19]。
3.1.3.3同时硝化反硝化工艺
所谓同时硝化反硝化工艺就是硝化反应和反硝化反应在同一反应器中,相同操作条件下同时发生的现象。同时硝化反硝化过程由于是在一个反应器中进行,它具有如下优点:完全脱氮,强化磷的去除;降低曝气量,节省能耗并增加设备处理负荷,减少碱度的能耗;简化系统的设计和操作,同时硝化反硝化工艺的不足之处就是影响因素较多,过程难以控制。目前荷兰、丹麦、意大利等国已有污水厂在利用同时硝化反硝化脱氢工艺运行[20]。
综上，生物法处理氨氮污水较稳定,但一般要求氨氮浓度在400 mg/L以下,总氮去除率可达70% ～95%。生物脱氮新工艺处理高浓度氨氮污水效率比较高,目前实际投入运行的有短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺,但它们的工艺条件要求严格,特别是对溶解氧的要求更为严格,在实际应用中很难控制;其他新型脱氮技术也只是在实验研究阶段。对于高浓度含氮污水成分复杂,生物毒性大,为了取得很好的处理效果,必须针对不同行业和污水性质而采取不同的处理办法。目前,焦化、味精、化肥等行业多采取A/O 法,养殖行业一般采取SBR法(序批式生物反应法)。根据国内外研究成果和实践来看,生物脱氮氨技术将是未来成为高浓度氨氮污水处理方向。
3.2 物理化学处理法
3.2.1吹脱法及汽提法
吹脱、汽提法主要用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。即将气体通入水中，使气水相互充分接触,使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为吹脱，后者称为汽提。
氨吹脱、汽提是一个传质过程，即在高pH时，使废水与空气密切接触从而降低废水中
氨浓度的过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差。
氨吹脱、汽提工艺具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，但其缺点是生成水垢，在大规模的氨吹脱、汽提塔中，生成水垢是一个严重的操作问题。如果生成软质水垢，可以安装水的喷淋系统；而如果生成硬质水垢，不论用喷淋或刮刀均不能消除此问题[21]。
3.2.2折点氯化法
折点氯化法是将氯气通入废水中达到某一点,在该点时水中游离氯含量较低,而氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时,水中的游离氯就会增多。因此,该点称为折点。该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气,N
2
逸
入大气,使反应源源不断向右进行。加氯比例:M（Cl
2）与M（NH
3
-N）之比为8 :l - 10 :1 。
当氨氮浓度小于20 mg/ L 时,脱氮率大于90 % ,pH 影响较大,pH 高时产生NO
3
- ,低时产生
NCl
3
,将消耗氯,通常控制pH在6-8[22]。
此法用于废水的深度处理,脱氮率高、设备投资少、反应迅速完全,并有消毒作用。但液氯安全使用和贮存要求高,对pH要求也很高,产生的水需加碱中和,因此处理成本高。另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
3.2.3化学沉淀法
化学沉淀法从20世纪60年代就开始应用于废水处理，随着对化学沉淀法的不断研究，
发现化学沉淀法最好使用H
3PO
4
和MgO。其基本原理是向NH
4
+废水中投加Mg+和PO
4
3-，使之和
NH
4+生成难溶复盐MgNH
4
PO
4
*6H
2
O(简称MAP)结晶，再通过重力沉淀使MAP,从废水中分离。这
样可以避免往废水中带入其它有害离子，而且MgO还起到了一定程度的中和H+的作用，节约
了碱的用量。经化学沉淀后，若NH
4+-N和PO
4
3-的残留浓度还比较高，则有研究建议化学沉淀
放在生物处理前，经过生物处理后N和P的含量可进一步降低。产物MAP, 为圆柱形晶体，无吸湿性，在空气中很快干燥，沉淀过程中很少吸收有毒物质，不吸收重金属和有机物。另外，MAP溶解度随着pH的升高而降低；温度越低，MAP溶解度也越低。
化学沉淀法可以处理各种浓度氨氮废水。其与生物法结合处理高浓度氨氮废水，曝气池不需达到硝化阶段，曝气池体积比硝化-反硝化法可以减小约一倍。NH
4
+-N在化学沉淀法中被沉淀去除，与硝化-反硝化法相比，能耗大大节省，反应也不受温度限制，不受有毒物质的干扰，其产物MAP, 还可用作肥料，可在一定程度上降低处理费用。因此，MAP沉淀法是一种技术可行、经济合理的方法，很有开发前景，但要广泛应用于工业废水处理，尚需解决以下两个问题：（1）寻找价廉高效的沉淀剂；（2）开发MAP作为肥料的价值。
3.2.4离子交换法
沸石是一种对氨离子有很强选择性的硅铝酸盐，一般作为离子交换树脂用于去除氨氮
的为斜发沸石，此法具有投资省、工艺简单、操作较为方便的优点，但对于高浓度的氨氮废水，会使树脂再生频繁而造成操作困难，且再生液仍为高浓度氨氮废水，需再处理。常用的离子交换系统有以下三种类型：
（1）固定床
在此系统中，溶液的去离子过程为二阶段间歇过程。溶液通过阳树脂床时阳离子与氢离子交换生成酸溶液，然后此溶液再通过阴树脂床，以去除阴离子。交换能力将耗尽时，树脂在原位再生，经常采用向下流再生法，此法操作可靠方便，但其化学效率相对较低，容积较大，联系到树脂用量大，有时为了适应连续流的要求，还需要有储备装置，因而投资费用较高。
（2）混合床
混合床系统用一步法来去除溶液中的离子。溶液流过阳、阴树脂充分混合的混合床。混合床的再生比两个单生床再生要复杂一些，因为在再生前必须将两种树脂分开。在水力学上可利用两种树脂的比重差用水力反洗使其分层。虽然混合床的化学效率较高，但它需要大量的清洗水。这对节约用水不利，另外将交换离子作为回收产品收集时，回收液稀，其浓缩费用也很高。
（3）移动床
移动床系统通过二阶段过程来去除溶液中的离子。在这两个过程中，虽然实际上工作流体处理的水是间歇的，而它的效果却是连续的。首先溶液和阳树脂逆向流动，阳树脂脉动通过容器，新鲜树脂从一端补充，用过的树脂从另一端排出，在此过程中完成离子交换和树脂再生。然后溶液游向流过一个与上面相似的阴树脂移动床来完成阴离子的交换。
3.2.5液膜法
自从1986 年黎念之发现乳状液膜以来,液膜法得到了广泛的研究[23]。许多人认为液膜分离法有可能成为继萃取法之后的第二代分离纯化技术,尤其适用于低浓度金属离子提纯及废水处理等过程。乳状液膜法去除氨氮的机理是:氨态氮(NH
3
-N) 易溶于膜相(油相) ,它从膜相外高浓度的外侧,通过膜相的扩散迁移,到达膜相内侧与内相界面,与膜内相中的
酸发生解脱反应,生成的NH
4
+ 不溶于油相而稳定在膜内相中,在膜内外两侧氨浓度差的推动下,氨分子不断通过膜表面吸附,渗透扩散迁移至膜相内侧解吸,从而达到分离去除氨氮的
目的。通常采用硫酸为吸收液,选用耐酸性疏水膜,NH
3在吸收液-微孔膜界面上为H
2
SO
4
吸收,
生成不挥发的 (NH
4 )
2
SO
4
而被回收。人们已经对膜吸收法中膜的渗漏问题进行了研究,并
发现较高的氨氮和盐量能有效抑制水的渗透蒸馏通量。该法具有投资少、能耗低、高效、使用方便和操作简单等特点,此外膜吸收法还有传质面积大的优点和没有雾沫夹带、液泛、沟流、鼓泡等现象发生。
3.3土壤灌溉
土壤灌溉是把低浓度的氨氮废水( < 50mg/ L)作为农作物的肥料来使用,既为污灌区农业提供了稳定的水源,又避免了水体富营养化,提高了水资源利用率。西红柿罐头废水与城市污水混合并经氧化塘处理至11mg 氨氮/ L 后用于灌溉,氨氮可完全被吸收;马铃薯加工厂废水也用于喷淋灌溉,经测定25mg 氨氮/ L 的排放水中有75 %的氨氮被吸收[24]。日本Aichi大学生物实验室和Aichi-ken农业研究中心[25],利用日本西南地区水稻田对氨氮进行吸收。研究表明,只需占总面积5 %的水稻田就可以吸收该地区所有排污渠中一半的氨氮负荷。但用于土壤灌溉的废水必须经过预处理,去除病菌、重金属、酚类、氰化物、油类等有害物质,防止对地面、地下水的污染及病菌的传播。
4探讨
氨氮污水的处理技术都有各自的优势与不足: 生物法处理氨氮污水较稳定,但一般要求氨氮浓度在400 mg/L以下,总氮去除率可达70% ～95%，是目前国内外运用最多的一种方法。生物脱氮新工艺处理高浓度氨氮废水效率比较高, 目前实际投入运行的有短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺,但它们的工艺条件要求严格,特别是对溶解氧的要求更为严格,在实际应用中很难控制;其他新型脱氮技术也只是在实验研究阶段。氨吹脱法,工艺成熟,吹脱效率高,运行稳定,但动力消耗大,塔壁易结垢,在寒冷季节效率会降低;化学沉淀法工艺简单,效率高,但投加药剂量大,必须找一种高效价廉无污染的药剂或助凝剂;人们已经对膜吸收法中膜的渗漏问题进行了研究,并发现较高的氨氮和盐量能有效抑制水的渗透蒸馏通量;对于成分比较简单的氨氮废水处理,在物理化学法中,吹脱法和膜吸收法是比较经济有效的选择;如果污水成分相对复杂,比如油性污染物含量较高,则需先进行气浮等预处理。对于高浓度氨氮废水,为保证出水达标排放,建议采用物化法和生物法联合工艺取代单一工艺以彻底去除废水中氨氮。综合以上各种方法：相对于有机物来讲,污水中氨氮的脱除是比较麻烦的,生化法比较经济,但对中高浓度的氨氮废水不适合;物化法可以处理高浓度的氨氮废水,但往往是多种方法串联组合,且运行费用昂贵,有些还会产生二次污染。对工业废水来说,由于氨氮浓度高,宜采用将高浓度氨氮废水集中物化处理后再和其他废水混合,然后采用常规生化处理的组合工艺,这样可适当降低工程投资和建成后的运行
费用。总的来说，生产单位应首先对生产工艺进行改革,能不使用含氮原料的尽量不用,如必须使用应尽量减少泡冒滴漏,从上游减少氨氮的排放量；对污水脱氮处理工艺的选择应根据企业的实际情况,综合考虑,设计的工艺流程应首先进行小试,待试验证实后再开始设计和施工。
结论:对氨氮污水处处理方法的选择应遵循以下几条：
（1）城市污水、中低氨氮浓度工业废水中氨氮的去除，由于生物法因工艺简单、处理能力强、运行方式灵活，处理工艺成熟，比较经济，在其他同等条件下优先选择。
（2）高浓度氨氮工业废水应根据废水的特性选择不同的物化法与生物法联合去除比较经济有效。
5氨氮污水处理方法应用于兰州市污水处理厂中的研究
截至2009年兰州市实际建成并运行的城市生活污水处理厂有两座：一是雁儿湾污水处理厂，一是七里河安宁污水处理厂[26]。也是目前甘肃省处理规模在10×104m3/d以上的两座污水处理厂。其中七里河安宁污水处理厂目前甘肃省最大的污水处理厂[27]。
雁儿湾污水处理厂是一座设计工艺完整的城市二级污水处理厂，主要包括污水污泥两大处理系统，污水处理工艺采用传统活性污泥法，鼓风曝气形式；污泥处理工艺采用厌氧消化，二级中温处理。处理厂设计规模日处理量为16万吨/日，其中一期工程污水处理量为10万吨/日，二期工程污水处理量为6万吨/日。雁儿湾污水处理厂一期工程从1985年开工建设1995年竣工，到1998年6月一级处理设施投产运行，主要接纳处理的城市污水来源于兰州市城关区黄河以南，铁路以北，中山桥以东，排洪沟以西区域内党政机关、工厂、部队、企事业单位的工业废水约3万吨，占每天污水处理总量的30%，生活污水7万吨，占每天污水处理总量的70%，服务面积70平方公里，服务人口约80万人。由于多年长期闲置和日晒雨淋，不得不又投入资金对设施进行改造，二期工程于2003年5月竣工，2004年正式投入16×104m3/d的二级运行规模污水处理设施，从开工建设到正式投入二级
-N 运行经历了二十多年。现在每天可处理污水16万吨。每年可去除COD量为19586吨，NH
3
量为188吨，SS量为10629吨，污水处理量为1825吨，垃圾沉渣处理量2190吨，经生化处理后的污水，达到国家GB8978-1996城镇污水处理厂污染物排放标准的二级标准。
由于终沉池未建成启用，目前出水只能达到国家二级排放标准。出水SS为17mg/L左右，
-N为27mg/L左右，总磷TP为1.8mg/L左右。COD 为60mg/L左右,BOD为26mg/L左右，氨氮NH
3
其工艺流程如下：
图2 雁儿湾污水厂工艺流程图
活性污泥处理工艺对氨氮的去除效率很低不能达到目前执行的国标（GB18912-2002）一级标准中的B类标准[28]，综合本文所述方法以及雁儿湾污水处理厂实际工艺流程及进水
/O(Anaerobic-Oxic）曝气池运行，将拟建的终沉池改建为高氨氮浓度,可考虑将曝气池按A
2
效生物滤池，这样使污水在处理过程中停留时间增长，增加了污水与微生物的接触时间、接触面积，从而增大了对有机物的处理力度，使去除氨氮的能力增强，使出水水质能达到现行国家一级标准中的B类标准。
兰州市七里河、安宁区安宁区污水处理厂工于2003 年6 月开工建设,2006年竣工,设计处理水近期(2000年) 20 万m3/d,总投资39553105万元,远期(2010年) 30万m3/d。目前实际处理污水16万吨/日[29]。污水处理厂污水处理采用生物循环曝气活性污泥法工艺;其去除氨氮方法是典型的生物处理法。
另外，兰州石化公司污水处理厂，在生产催化剂过程中排放的高氨氮废水，通过原有污水处理厂处理后的出水水质达不到排放标准，其后通过试验研究采用ABFT（Aeration Biological Fluidized Tank，即曝气生物流化池）污水处理工艺进行改造，实现了通过生物法将600mg/L高氨氮有机废水降解到8mg/L以下，出水水质已经达到国家GB8978-96一级排放标准并于2004年通过国家级验收[30]。
综上可以看出，兰州市对于污水中的氨氮处理，开始或已经采用生物法处理，这也是目前国内普遍采用的氨氮处理方法，而基于此法进行的深入研究与完善，也是未来一段时期污水氨氮处理的主要研究方向。
6展望
尽管氨氮去除方法有多种,有时还采取多种技术的联合处理,但还没有一种方案能高
效、经济、稳定的处理氨氮污水,有些工艺在氨氮被脱除的同时带来了二次污染。操作简便、处理性能稳定高效、运行费用低廉、能实现氨氮回收利用的处理技术是今后发展的方向。鉴于各种方法存在的问题及其开发前景,今后氨氮污水的研究应着重考虑以下几个方面:
（1）开发廉价的沉淀剂,包括磷源、镁源的开发研究及循环利用。
（2）提高离子交换剂的吸附性能,延长其使用周期和寿命。
（3）生物脱氮氨技术将是未来成为高浓度氨氮污水处理方向。
（4）物理化学法与生物法结合的生物膜法(MBR) 将成为各行业处理高浓度氨氮污水切实可行的新工艺，应更深入地研究解决膜处理法的渗透和膜污染问题。
（5）生物法与物化法的改进型工艺及联合处理工艺具有更大的发展空间。
（6）进一步扩大实验研究的工业化应用。
高氨氮废水的一般的形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般上ph在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，ph在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。 高氨氮废水如何处理，我们着重介绍一下其处理方法： 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与湿度、PH、气液比有关。1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。例如：气水分离膜脱除氨氮 氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升高，氨在水中NH3形态比
例升高，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。根据化学平衡移动的原理即吕．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的。化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是高浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1＞20℃,PH1＞9,P1＞P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。 1.4MAP沉淀法 主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁（MAP），除去废水中的氨氮。 1.5 化学氧化法 利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。
关于污水中氨氮的主要去除方法概述 近20 年来，对氨氮污水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺，目前氨氮处理实用性较好国内运用最多的技术为：生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法、土壤灌溉法等。一、生物法1.生物法机理——生物硝化和反硝化机理在污水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下，通过好氧硝化菌的作用，将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐;然后在缺氧条件下，利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出。因而，污水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐的过程，包括两个基本反应步骤: 由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应;由硝酸菌 参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌) 的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源) 。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70%—95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。但缺点是占地面积大，低温时效率低。2.传统生物法目前，国内外对氨氮污水实际处理中应用较成熟的生物处理方法是
传统的前置反硝化生物脱氮，如A/O、A2/O工艺等，都能在一定程度上去除污水中的氨氮。传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段，硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开，形成分级硝化反硝化工艺，以便硝化与反硝化能够独立地进行。1932 年，Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺，Ludzack和Ettinger于1962年提出了前置反硝化工艺，1973年Barnard 结合前面两种工艺又提出了A/O工艺，以及后又出现了各种改进工艺如Bardenpho、Phoredox (A2/ O) UCT、JBH、AAA 工艺等，这些都是典型的传统硝化反硝化工艺。3. A/O系统A/O脱氮除磷系统，即缺氧、好氧脱氮除磷系统。它是70年代主要由美国、南非等国开发的具有去除废水中氮污染物的工艺，同时对脱磷亦有一定的效果。其工艺流程是让废水依次经历缺氧、好氧两个阶段，故人们通称为缺氧、好氧脱氮除磷系统，简称A/O系统。A/O系统流程简单、运行管理方便，且很容易利用原厂改建，从而提高了出水水质。近年来已得到了越来越广泛的应用。4.缺氧/ 好氧工艺(简称A2/O法)A2- O 法处理工艺是在好氧条件下，污水中NH3和铵盐在硝化菌的作用下被氧化成
国内高浓度氨氮废水处理常见工艺 物化法 国内外处理高浓度氨氮废水的物理化学方法很多，主要有空气吹脱法、蒸 汽汽提法、折点加氯法、离子交换法、化学沉淀法、催化湿式氧化法和烟 道气治理法等，这些方法各有优缺点，可用于不同条件的废水处理。 1.2.1.1空气吹脱法 空气吹脱法是使废水作为不连续相与空气接触，利用废水中组分的实际浓 度与平衡浓度之间的差异，使氨氮由液相转移至气相而去除。废水中的氨 氮通常以离子铵（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在，将废水pH值调节至碱性时，NH4+转化为NH3，然后通入空气将NH3吹脱出来。 NH4++ OH-→ NH3+ H2O 在吹脱过程中，废水pH值、水温、水力负荷及气水比对吹脱效果有较大影响。一般来说，pH值要提高至10.8~11.5，水温一般不能低于20℃，水力 负荷为2.5~5 m3/(m2·h)，气水比为2500~5000 m3/m3，此时氨氮去除率 在80%~95%。 空气吹脱法工艺流程简单，但NH3-N仅从溶解状态转化为游离态，并没有 彻底除去，需要相应的回收装置，否则易造成二次污染；当温度低时， NH3-N吹脱效率大大低，不适合在寒冷的冬季使用。 另外，在当前越来越严格的排放要求条件下，作为一种较为简单粗糙的氨 氮废水处理工艺，空气吹脱法由于无法达到排放要求（如15 mg?L-1以下），加上氨的回收利用上受到限制，因此采用它的改良方法。
1.2.1.2蒸汽汽提法 蒸汽汽提法是利用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱法一样，即在高pH值时使废水与气体密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。其传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差值。延长汽水间的接触时间及接触紧密程度可提高NH3-N 的处理效率，用填料塔可以满足此要求。由于采用蒸汽作为工作介质，氨自废水进入蒸汽中，然后在塔顶蒸馏成浓氨水、浓氨气或者液氨回收，或是采用酸吸收成为相应的铵盐。 蒸汽汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水（浓度在1000 mg?L-1以上），操作条件易于控制。对于浓度在1000~30000 mg?L-1，甚至更高浓度的氨氮废水，采用该法可以经一次处理后，氨氮浓度达到15 mg?L-1（国家一级排放标准）以下。 蒸汽汽提脱氨技术因为是以蒸汽为脱氨介质，由于蒸汽价格较高（约200元/吨），因此蒸汽消耗就成为了该技术关键指标。传统蒸汽汽提脱氨技术蒸汽消耗达到300kg/吨废水以上，因此传统蒸汽汽提脱氨技术成本很高。随着近些年来技术的进步，一些在传统蒸汽汽提脱氨技术上研究开发的新型蒸汽汽提脱氨技术已经大大降低了蒸汽单耗，达到了30kg/吨废水，因此新型蒸汽汽提脱氨技术正在高浓度工业氨氮废水处理领域得到广泛地推广应用，为我国氨氮污染物减排起到了强有力的技术支撑作用。 1.2.1.3折点加氯法 折点加氯法是将氯气通入水中，当投入量达到某一值（点）时，水中游离氯含量最低而氨的浓度降为零，当投入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此，该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。折点氯化去除氨的的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气，氮气逸入大气。
根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。 物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术 目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。 折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl- 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
次氯酸钠作为氨氮去除剂在污水处理中的应用 （广饶康达环保水务有限公司宋立堂） 广饶县水处理厂担负着县城区生活污水和县经济开发区工业废 水处理任务，设计规模7.5万m3/日，现日处理6万m3日，其中工业废水占70%市政污水占30%水处理工艺采用AAO深度处理工艺 （芬顿+快速磁沉淀+纤维转盘滤池+接触消毒），进水主要指标CO玄 300mg/l、氨氮w 30mg/l,出水执行一级A标，即CO玄50mg/l、氨氮w 5 （8）mg/l。因上游排污企业经常偷排超标废水，特别是含油、强酸和强碱废水，造成水处理设施不能正常运行，出水COD氨氮不 能稳定达标排放。为及时应对这些异常进水事故，在不改变原有污水处理厂运行工艺的基础上，通过简单易行的方法实现氨氮的稳定高效去除是当务之急。经多方咨询、试验，次氯酸钠作为应急氨氮去除剂具有很好的去除效果，现将经验分享如下： 一、氨氮处理情况 广饶厂去除氨氮采用活性污泥法，通过消化和反硝化过程去除氨氮，若系统正常进水，出水氨氮基本在 1.0mg/l左右，但遇到超标废 水、含油、强酸碱等有毒有害废水时，系统受到冲击、破坏，出水氨氮飙升到20-30mg/l，若后续处理段不进行强氧化，氨氮必定超标。 二试验 1、试验器材
2、试验过程： （1）取二沉池出水6000ml，检测氨氮浓度； （2）在5个烧杯中分别加入1000ml，对烧杯编号； （3）在5个烧杯中分别投加不同量的次氯酸钠（有效氯含量》10%; （4）用玻璃棒搅拌30s，静止5min后进行氨氮检测。 3、实验结果 试验一： 试验二: 试验二: 分析：通过三次烧杯试验，当次氯酸钠投加到450-500mg/l时氨氮去除率最咼，基在80-90%之间，氨氮结果在3-5mg/l之间，达到一级A标准。 4、生产应用 按照实验室小试结果将次氯酸钠投加到接触消毒池出口，然后取样检测
2.化学沉淀(MAP) 法 在一定的pH条件下,水中的Mg2+ 、HPO43- 和NH4+可以生成磷酸铵镁沉淀,而使铵离子从水中分离出来。 影响沉淀效果的因素有沉淀剂种类及配比、pH值、废水中的初始氨的浓度、干扰组分等。 有研究表明沉淀法去除废水中氨氮的pH值为10.0 ,物质的量之比Mg∶N= 1.2、P：N = 1. 02 时沉淀效果最好,氨氮去除率达到90 %。 赵庆良等[ ]研究表明,MgCl2 ?6H2O 和Na2HPO4?12H2O 组合沉淀剂优于MgO 和H3PO4 组合,垃圾渗滤液中的氨氮质量浓度可由5618 mg/ L 降低到65 mg/ L。 李芙蓉等采用氧化镁和磷酸作为沉淀剂去除煤气洗涤循环水中高浓度的氨氮,效果良好。 李才辉等对MAP法处理氨氮废水的工艺进行优化,研究表明氨氮的去除率随着反应时间的增加而增加,随着Mg∶N 比值的增加而增加。 刘小澜探讨了不同操作条件对氨氮去除率的影响,在pH值为8.5-9. 5 的条件下,投加的药剂Mg2+：NH4+ ∶PO43- (摩尔比)为1. 4∶1∶0. 8 时,废水氨氮的去除率达99 %以上,出水氨氮的质量浓度由2 g/ L 降至15 mg/ L。 国外对用化学沉淀法去除废水中的氨氮也有较多研究。 Stratful等详细研究了影响磷酸铵镁沉淀及晶体生长的因素,得出
4点结论: （1）过量的铵离子对形成磷酸铵镁沉淀有利; （2）镁离子可能是形成磷酸铵镁沉淀的限制因素; （3）如果要想从废水中回收磷酸铵镁,需要得到比较大的晶体颗粒,则至少需要3 h 的结晶时间; （4）沉淀的pH 值应大于8. 5。 Battistoni 等进行了用化学沉淀法从废水厌氧消化后的上清液中同时回收氮和磷的研究。废水厌氧消化过程中,有机物中的氮和磷被微生物分解为无机的磷酸盐和氨氮,添加MgO 可以生成磷酸铵镁沉淀可回收磷和氮。 Lind 等则进行了用磷酸铵镁沉淀法从人的尿液中回收营养物质的研究,可以回收65. 0 % -80. 0 %的氮。 化学沉淀法的最大优点是可以回收废水中的氨,所生成的沉淀可以作为复合肥而利用。存在的主要问题是沉淀剂的用量较大,需要对废水的pH 进行调整,另外有时生成的沉淀颗粒细小或是絮状体,工业中固液分离有一定困难。 (二) 生物脱氮法 1. 传统硝化反硝化 传统硝化反硝化工艺脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。在将有机氮转化为氨氮的基础上,硝化阶段是将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的过程;反硝化阶段是将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。只有当废水中的氮以亚硝酸盐氮
目录1污水中氨氮污染的现状和来源1 1.1污水中氨氮污染现状1 1.2废水中氮的来源2 2．国内外研究进展2 2.1国外研究进展2 2.2国内研究进展3 3氨氮污水处理主要技术3 3.1生物法4 3.1.1生物法机理——生物硝化和反硝化机理4 3.1.2传统生物法4 3.1.2.1A/O系统5 3.1.2.2缺氧/好氧工艺(简称A2/O法)5 3.1.2.3厌氧—缺氧—好氧工艺(简称A1-A2/O工艺)5 3.1.3生物脱氮法新工艺6 3.1.3.1厌氧氨氧化工艺6 3.1.3.2短程硝化反硝化工艺7 3.1.3.3同时硝化反硝化工艺7 3.2物理化学处理法7 3.2.1吹脱法及汽提法7 3.2.2折点氯化法8 3.2.3化学沉淀法8 3.2.4离子交换法9 3.2.5液膜法9 3.3土壤灌溉10 4探讨10 5氨氮污水处理方法应用于兰州市污水处理厂中的研究11 6展望12 参考文献错误!未定义书签。 致谢错误!未定义书签。
污水水中氨氮的去除 摘要：氨氮存在于很多工业废水中，氨氮污水是目前造成水体富营养化的主要因素之一,本 文综述了当前氨氮污染的现状和氨氮污水处理中最常用和比较实用方法的原理和各自的优缺 点,介绍了国内外氨氮污水处理的研究现状,同时对各种方法的选择作出了探讨，并对氨氮处理 方法在兰州市的实际应用作了简单介绍，对兰州市雁儿湾污水处理厂氨氮去除做了简单的改进 思路，同时对氨氮污水处理前景进行了展望,并提出了今后应着重考虑的几个问题。 关键词：氨氮；废水处理；去除 1污水中氨氮污染的现状和来源 1.1污水中氨氮污染现状 随着世界经济发展和城市化的进程, 对水的需求量不断增大, 随之而来的是污水的排放量日益增多,水体中氨氮量的剧增引起了国内外社会各界的广泛关注。据统计, 2003 年, 全国污水排放总量为460.0 亿吨, 工业废水排放量为212.4 亿吨, 氨氮的排放量为40.4 万吨; 城镇生活污水的排放量为247.6 亿吨, 其中氨氮的排放量为89.3 万吨[1]。氨氮的大量排放不仅造成了水环境污染和水体富营养化及水体发生赤潮等现象, 而且在工业废水处理和回用工程中造成用水设备中微生物繁殖, 形成生物垢, 堵塞管道和用水设备, 影响热交换。大量含有氨氮的污水排入江河、湖泊, 造成自然水体的富营养化, 同时给生活和工业用水的处理带来较大的困难。水体中含有大量的氨氮, 使水体产生富营养化效应, 刺激并加速水生植物的生长, 如海藻、水草的大量生长繁殖, 导致水体生态平衡失调。在水中硝化细菌的作用下氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，完全氧化l mg 氨氮约需4.6 mg 溶解氧，这对水体质量的改善和保证十分不利,会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态，水下生物得不到充足的阳光而影响了生存和繁殖。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧减少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡，在近海海域引发赤潮。据报道,2009年中国沿海共发生赤潮68次，累计面积14102平方公里，造成直接经济损失0.65亿元，累计面积较2008年增加364平方公里[2]。氨氮污水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视,目前, 国内外对氨氮污水的研究主要集中在开发新的脱氨氮处理技术, 以达到更好处理氨氮的目的和环保
废水中氨氮的去除 废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。 一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法) (一) 生物硝化 在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为： 由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。 影响硝化过程的主要因素有：(1)pH值当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5以上；(2)温度温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；(3)污泥停留时间硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为＝0.3～0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间必须大于硝化菌的最小世代时间。在实际运行中，一般应取＞2 ,或＞2 ；(4)溶解氧氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在2～3mg/L以上；(5)BOD负 荷硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(BOD5)/kg(SS).d以下。 (二) 生物反硝化 在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H- 由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。 影响反硝化的主要因素：(1)温度温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；(3)溶解氧氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有机碳源当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN＞(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外，还可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。 二、沸石选择交换吸附 沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子，M+代表Na+、K+等一价阳离子，为一种弱酸型阳离子交换剂。在沸石的三维空间结构中，具有规则的孔道结构和空穴，使其具有筛分效应，交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石。 斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性，可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。
氨氮废水主要来源于化肥、焦化、石化、制药、食品、垃圾填埋场等，大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，给水处理的难度和成本加大，甚至对人群及生物产生毒害作用。氨氮去除剂哪家好，首先我们需要了解氨氮去除剂的一些信息，才能够进行判断，下面为大家介绍氨氮去除剂的一些知识点。 废水中的氨氮去除方法中生物法和物理法都只能在一定的程度范围内处理，如果废水的进水浓度高了，跟着出水一般也会跟着高。但是使用氨氮去除剂，可以灵活地根据浓度的高低去进行投药。浓度高的时候投加多一点，浓度低的时候投加少一点，一般通过简单的调整提升泵的频率就能达到控制药剂量的效果。用氨氮去除剂解决废水中的氨氮去除问题无新增污染物，无沉淀，无二次污染。 氨氮去除剂 【产品介绍】 氨氮去除剂是一种专门为解决各类水中氨氮难去除而研发的新型药剂。该产品对污水中的氨氮有催化、分解的作用，能使废水中的氨氮迅速转为无害的气体而达到去除氨氮的目的；适用于线路板、电镀、电子、纺织、印染、制革、化肥厂、屠宰、养殖场等行业产生的高氨氮废水处理。
【性能指标】 外观白色固体 有效物质含量（，≥）99 PH值13～14 加药量（氨氮含量：氨氮去除剂JAD用量）1：100 【使用方法】 1、药剂配置：使用时可将本产品直接投加，或先加入溶解罐，配成浓度为10－20搅拌，用泵投加到反应池； 2、加药条件：该产品的反应PH一般为6-9，反应时间约5分钟； 3、投加量：根据废水中的氨氮含量不同其用量有所差异。根据经验值，倘若要降低10ppm的氨氮，该产品的投放量为1000ppm（即1公斤/吨废水），依次类推，呈线性关系。 4、实验方法： ①方法一：实验时取一定量的原水，调PH6－9，加入适量的本产品，搅拌5分钟，加入少量的混凝剂PAC和絮凝剂PAM在中性或碱性条件下絮凝沉淀后，过滤取上清液测定
氨氮去除剂次氯酸钠 随着废水排放标准的日益提高，去除废水中残留氨氮的要求越来越高。在各种去除氨氮的物化方法中。折点加氯法因为简单易行备受关注。与传统的氯系氧化剂液氯相比，次氯酸钠(NaCl0)不仅使用安全无氯气外泄的危险。而且可进一步减少消毒副产物(DBPs)的产生，因此用于氨氮的去除是较合适的氯化氧化剂。施光明等用NaCl0降低ADC发泡剂废水中的氨氮，弥补了在碱性条件下吹脱除氮的不足。 次氯酸钠折点氯化法主要优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低(小于50mg/L)的废水来说，用这种方法较为经济。 目前污水处理主要措施是次氯酸钠折点氯化法，主要形式是将氯气或次氯酸 钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量较低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度和pH值及氨氮浓度。 COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂
氧化每克氨氮需要9至10mg氯气。pH值在6至7时为较佳反应区间，接触时间为0.5至2小时。折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9至1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右。 为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达0.9-1，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。 南京永禾环保工程有限公司是以承接水处理工程项目为主，并开发经营水处理相关产品，为用户提供综合技术服务的高科技工程公司。环境工程行业中颇具发展，公司实力雄厚，现有从事化工、水处理、环境工程专业和土建、电器、自动控制等专业的高中级工程技术人员20余人。 技术可广泛应用于锅炉水处理、电子、医药、饮料行业的纯水制备：苦碱水、海水淡化以及浓水提取、分离等各个领域。优秀的设计，成熟的技术，优秀的人才，设计、制造、检测等方面有强劲的实力。实业是基础，锐意进取;技术是向导，勇攀高峰。本公司将以不懈的努力，精益求精，以更优秀技术和产品服务与用户。 COD剂氨氮去除剂去磷剂除臭剂管道清洗除臭剂
水中低浓度氨氮去除方法 1 引言 随着人类工业、生活污水的排放, 加之农业面源污染, 导致地表水氨氮污染严重.过量的氨氮会引起水体富营养化, 使藻类大量增殖, 对水体生态平衡和人类健康产生了严重的危害(姜瑞等, 2013).因此, 迫切需要寻找一种安全、高效又经济的低浓度氨氮污染水体的去除技术. 目前, 低浓度氨氮(≤50 mg2L-1)废水的处理方法主要有：折点加氯法、沉淀法、离子交换法等(姜瑞等2013;刘莉峰等, 2014).近年来, 半导体光催化技术因具有耐腐蚀、无毒、稳定性高、绿色环保、高效低耗能等优点(靳立民等, 2004; Hu et al., 2006), 在氨氮废水的治理中被逐渐应用(焦宏涛, 2008).其中, 以TiO2为催化剂处理氨氮废水的研究报道相对较多, 通过掺杂和负载处理, TiO2系列催化剂对氨氮的去除率大约在41%~90%之间.ZnO 作为一种廉价的光催化剂, 有关其处理氨氮废水的报道较少.研究发现, 纳米ZnO具有高光敏性、低毒性、良好的光学性能和化学稳定性, 在氨氮废水的去除方面有潜在的应用价值.但纳米ZnO应用于水处理时, 仍存在许多不足, 如在水中易团聚, 分散性差; 光催化结束后只能离心分离, 难以重复利用和实际应用. 通过引入聚合物, 形成ZnO纳米粒子/聚合物复合材料, 将聚合物作为纳米粒子载体, 利用聚合物分子链之间的排斥作用可有效防止纳米粒子的团聚, 能很好地解决上述不足, 并且已见文献报道(Iknur et al., 2015; Farzana et al., 2014).研究发现, 将纳米ZnO 分散于聚合物基质, 所得复合材料兼具纳米ZnO光催化性能和聚合物的延展性等优点(Antonio Carmona et al., 2015).在众多聚合物中, 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为一种无毒环保的热塑型材料, 耐碱、耐烯酸、化学稳定性良好, 且兼具质轻、价廉、易于成型等优点.PMMA能够透过73.5%的紫外光, 与纳米ZnO结合能够提高纳米ZnO的分散性和光学性能; 而且以PMMA大颗粒微球作为载体, 可使原本需经过离心才可分离回收的纳米ZnO可通过简单的过滤即可得到, 解决了催化剂回收难的问题. 因此, 本文通过水热法制备纳米ZnO, 并采用热粘固法负载于PMMA微球表面, 制备纳米ZnO-PMMA复合材料, 研究复合材料对水中低浓度氨氮的去除性能, 探讨此复合材料对氨氮去除的机制, 以期为纳米ZnO聚合物复合材料的制备和应用提供参考. 2 材料和方法 2.1 实验材料 六水合硝酸锌(化学纯)购自阿拉丁试剂(上海)有限公司; 聚甲基丙烯酸甲酯、羧甲基纤维素钠(CMC)均为化学纯, 购自国药集团化学试剂有限公司; 无水乙醇.氯化铵、氢氧化钠及盐酸均为分析纯, 购自南京化学试剂有限公司; 配制溶液和清洗仪器均采用去离子水. 2.2 ZnO-PMMA催化剂制备
一、物化法 1. 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法，但吹脱与温度、PH、气液比有关，需要有效的控制。 2. 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 3.膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。 4.MAP沉淀法 主要是利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理论上讲以一定比例向含有高浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2+ ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP)，除去废水中的氨氮，但同时会引起磷的增加。 5.化学氧化法 希洁氨氮去除剂，一款强氧化剂，是能将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法，该方法对现场工艺要求低，易于添加和使用，良好的操作性，去除率高，添加量少，能有效的降低运营成本，反应速度快，6分钟左右即可完成反应过程。 二、生物脱氮法 传统和新开发的脱氮工艺有A/O，两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。比较依赖现场场地，并且投资大，时耗长才能有效的有回报。 三、生化联合法 一般物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制，但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100mg/L以下)。 常见的高浓度氨氮废水处理的弱点： 1. 无论是“蒸氨(汽提)或吹脱+A/O或吹脱+化学沉淀”，都离不开高投资、高运行成本的预处理工艺。“蒸氨”一次性投资太大，“吹脱”动力消耗太大。 2. 续接A/O法时不仅投资高，而且占地面积大，对预处理出水的要求苛刻(如NH3-N必须小于300mg/l，汽提或吹脱法对超过5000mg/l以上的高浓度氨氮废水根本达不到这个要求，于是只能用成倍的清水稀释)。 但是利用希洁氨氮去除剂化学氧化法，投资和占地面积都比A/O法小，而且在高浓度氨氮废水或是低浓度氨氮废水都能达到有效的去除效果。
水中氨氮的去除方法综 述 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
水中氨氮的去除方法综述 引言 氮在废水中以分子态氮、有机态氮、氨态氮、硝态氮、亚硝态氮以及硫氰化物和氰化物等多种形式存在,而氨氮是最主要的存在形式之一。氨氮存在于许多工业废水中,氨氮排入水体,特别是流动较缓慢的湖泊、海湾,容易引起水中藻类及其他微生物大量繁殖,形成富营养化污染,除了会使自来水处理厂运行困难,造成饮用水的异味外,严重时会使水中溶解氧下降,鱼类大量死亡,甚至会导致湖泊的干涸灭亡[1]。 2007年太湖爆发的蓝藻污染就是典型的氨氮污染事件。2007年5月16日，梅梁湖水质变黑；22日，小湾里水厂停止供水；25日，贡湖水厂水质尚满足供水要求；28日，贡湖水厂水源地水质严重恶化，水源恶臭，水质发黑，溶解氧下降到0毫克每升，氨氮指标上升到5毫克每升，居民自来水臭味严重。氨氮还使给水消毒和工业循环水杀菌处理过程增大了用氯量;对某些金属,特别是对铜具有腐蚀性;当污水回用时,再生水中氨氮可以促进输水管道和用水设备中微生物的繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水设备,并影响换热效率[2]。 氨氮去除方法 生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：亚硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2- +O2→2NO3- 硝化菌的适宜pH值为～，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。以甲醇为碳源为例，其反应式为： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2- +3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH- 反硝化菌的适宜pH值为～；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止；DO 浓度＜L；BOD5/TN＞3～5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70%～95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大，低温时效率低。常见的生物脱氮流程可以分为3类：⑴多级污泥系统多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量甲醇；⑵单级污泥系统单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比，该工
工业废水去除氨氮的方法 根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术。目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。 1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N 氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。
折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg 的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HClO+H++Cl－ NH4++HClO→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进 行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。 2．选择性离子交换化去除氨氮 离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂，从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子
氨氮废水常用处理方法 过量氨氮排入水体将导致水体富营养化，降低水体观赏价值，并且被氧化生成的硝酸盐和亚硝酸盐还会影响水生生物甚至人类的健康。因此，废水脱氮处理受到人们的广泛关注。目前，主要的脱氮方法有生物硝化反硝化、折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。消化污泥脱水液、垃圾渗滤液、催化剂生产厂废水、肉类加工废水和合成氨化工废水等含有极高浓度的氨氮（500 mg/L以上，甚至达到几千mg/L），以上方法会由于游离氨氮的生物抑制作用或者成本等原因而使其应用受到限制。高浓度氨氮废水的处理方法可以分为物化法、生化联合法和新型生物脱氮法。 1 物化法 1.1 吹脱法 在碱性条件下，利用氨氮的气相浓度和液相浓度之间的气液平衡关系进行分离的一种方法。一般认为吹脱效率与温度、pH、气液比有关。 王文斌等[1]对吹脱法去除垃圾渗滤液中的氨氮进行了研究，控制吹脱效率高低的关键因素是温度、气液比和pH。在水温大于25 ℃,气液比控制在3500左右，渗滤液pH控制在10.5左右，对于氨氮浓度高达2000～4000 mg/L的垃圾渗滤液，去除率可达到90%以上。吹脱法在低温时氨氮去除效率不高。 采用超声波吹脱技术对化肥厂高浓度氨氮废水（例如882 mg/L）进行了处理试验。最佳工艺条件为pH＝11，超声吹脱时间为40 min，气水比为l000：1试验结果表明，废水采用超声波辐射以后，氨氮的吹脱效果明显增加，与传统吹脱技术相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脱后氨氮在100 mg/L以内。 为了以较低的代价将pH调节至碱性，需要向废水中投加一定量的氢氧化钙，但容易生水垢。同时，为了防止吹脱出的氨氮造成二次污染，需要在吹脱塔后设置氨氮吸收装置。在处理经UASB预处理的垃圾渗滤液（2240 mg/L）时发现在pH＝11.5，反应时间为24 h，仅以120 r/min的速度梯度进行机械搅拌，氨氮去除率便可达95％。而在pH＝12时通过曝气脱氨氮，在第17小时pH开始下降，氨氮去除率仅为85％。据此认为，吹脱法脱氮的主要机理应该是机械搅拌而不是空气扩散搅拌。 1.2 沸石脱氨法 利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。沸石一般被用于处理低浓度含氨废水或含微量重金属的废水。然而，蒋建国等[4]探讨了沸石吸附法去除垃圾渗滤液中氨氮的效果及可行性。小试研究结果表明，每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的极限潜力，当沸石粒径为30～16目时，氨氮去除率达到了78.5%，且在吸附时间、投加量及沸石粒径相同的情况下，进水氨氮浓度越大，吸附速率越大，沸石作为吸附剂去除渗滤液中的氨氮是可行的。 用沸石离子交换法处理经厌氧消化过的猪肥废水时发现Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo 中Na-Zeo沸石效果最好，其次是Ca-Zeo。增加离子交换床的高度可以提高氨氮去除率，综合考虑经济原因和水力条件，床高18 cm（H/D=4），相对流量小于7.8BV/h是比较适合的尺寸。离子交换法受悬浮物浓度的影响较大。 应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理。 1.3 膜分离技术 利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率高，无二次污染。蒋展鹏等[6]采用电渗析法和聚丙烯(PP)中空纤维膜法处理高浓度氨氮无机废水可
氨氮废水处理技术分析 随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急剧增加，已成为环境的主要污染源，并引起各界的关注。经济有效地控制氨氮废水污染已经成为当今环境工作者所面临的重大课题。 1氨氮废水的来源 含氮物质进入水环境的途径主要包括自然过程和人类活动两个方面。含氮物质进入水环境的自然来源和过程主要包括降水降尘、非市区径流和生物固氮等。 人类的活动也是水环境中氮的重要来源，主要包括未处理或处理过的城市生活和工业废水、各种浸滤液和地表径流等。 人工合成的化学肥料是水体中氮营养元素的主要来源，大量未被农作物利用的氮化合物绝大部分被农田排水和地表径流带入地下水和地表水中。 随着石油、化工、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，城市生活污水和垃圾渗滤液中氨氮的含量急剧上升。 近年来，随着经济的发展，越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。 氮在废水中以有机态氮、氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）以及亚硝态氮（NO2--N）等多种形式存在，而氨态氮是最主要的存在形式之一。 废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮，主要来源于生活污水中含氮有机物的分解，焦化、合成氨等工业废水，以及农田排水等。氨氮污染源多，排放量大，并且排放的浓度变化大。 2氨氮废水的危害
水环境中存在过量的氨氮会造成多方面的有害影响： （1）由于NH4+-N的氧化，会造成水体中溶解氧浓度降低，导致水体发黑发臭，水质下降，对水生动植物的生存造成影响。在有利的环境条件下，废水中所含的有机氮将会转化成NH4+-N，NH4+-N是还原力最强的无机氮形态，会进一步转化成NO2--N和NO3--N。根据生化反应计量关系，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧气3.43 g，氧化成NO3--N耗氧4.57g。 （2）水中氮素含量太多会导致水体富营养化，进而造成一系列的严重后果。由于氮的存在，致使光合微生物（大多数为藻类）的数量增加，即水体发生富营养化现象，结果造成：堵塞滤池，造成滤池运转周期缩短，从而增加了水处理的费用；妨碍水上运动；藻类代谢的最终产物可产生引起有色度和味道的化合物；由于蓝-绿藻类产生的毒素，家畜损伤，鱼类死亡；由于藻类的腐烂，使水体中出现氧亏现象。 （3）水中的NO2--N和NO3--N对人和水生生物有较大的危害作用。长期饮用NO3--N含量超过10mg/L的水，会发生高铁血红蛋白症，当血液中高铁血红蛋白含量达到70mg/L，即发生窒息。水中的NO2--N和胺作用会生成亚硝胺，而亚硝胺是“三致”物质。 NH4+-N和氯反应会生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，因此当有NH4+-N 存在时，水处理厂将需要更大的加氯量，从而增加处理成本。近年来，含氨氮废水随意排放造成的人畜饮水困难甚至中毒事件时有发生，我国长江、淮河、钱塘江、四川沱江等流域都有过相关报道，相应地区曾出现过诸如蓝藻污染导致数百万居民生活饮水困难，以及相关水域受到了“牵连”等重大事件，因此去除废水中的氨氮已成为环境工作者研究的热点之一。