隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高,，含氮化合物的排放量急劇增加,，已成為環(huán)境的主要污染源,，并引起各界的關(guān)注,。經(jīng)濟(jì)有效地控制氨氮廢水污染已經(jīng)成為當(dāng)今環(huán)境工作者所面臨的重大課題,。

氨氮是指水中以游離氨和銨離子形式存在的氮,。

氨氮是由有機(jī)氮、硝酸態(tài)氮,、亞硝酸態(tài)氮,、總氨態(tài)氮等組成，所以氨氮很難分解,，這就是氨氮難降的原因,。

3 氨氮廢水的來源
含氮物質(zhì)進(jìn)入水環(huán)境的途徑主要包括自然過程和人類活動(dòng)兩個(gè)方面。含氮物質(zhì)進(jìn)入水環(huán)境的自然來源和過程主要包括降水降塵,、非市區(qū)徑流和生物固氮等,。人類的活動(dòng)也是水環(huán)境中氮的重要來源，主要包括未處理或處理過的城市生活和工業(yè)廢水,、各種浸濾液和地表徑流等,。人工合成的化學(xué)肥料是水體中氮營養(yǎng)元素的主要來源，大量未被農(nóng)作物利用的氮化合物絕大部分被農(nóng)田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中,。隨著石油,、化工,、食品和制藥等工業(yè)的發(fā)展，以及人民生活水平的不斷提高,，城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮的含量急劇上升,。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，越來越多含氮污染物的任意排放給環(huán)境造成了極大的危害,。氮在廢水中以有機(jī)態(tài)氮、氨態(tài)氮(NH4+-N),、硝態(tài)氮(NO3--N)以及亞硝態(tài)氮(NO2--N)等多種形式存在,，而氨態(tài)氮是最主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是指以游離氨和離子銨形式存在的氮,，主要來源于生活污水中含氮有機(jī)物的分解,，焦化、合成氨等工業(yè)廢水,，以及農(nóng)田排水等,。氨氮污染源多，排放量大,，并且排放的濃度變化大,。

4 氨氮廢水的危害
水環(huán)境中存在過量的氨氮會(huì)造成多方面的有害影響。

(1)由于NH4+-N的氧化,，會(huì)造成水體中溶解氧濃度降低,，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)下降,，對(duì)水生動(dòng)植物的生存造成影響,。在有利的環(huán)境條件下，廢水中所含的有機(jī)氮將會(huì)轉(zhuǎn)化成NH4+-N,，NH4+-N是還原力最強(qiáng)的無機(jī)氮形態(tài),，會(huì)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成NO2--N和NO3--N。根據(jù)生化反應(yīng)計(jì)量關(guān)系,，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(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,，進(jìn)而造成一系列的嚴(yán)重后果,。由于氮的存在，致使光合微生物(大多數(shù)為藻類)的數(shù)量增加,，即水體發(fā)生富營養(yǎng)化現(xiàn)象,，結(jié)果造成：堵塞濾池，造成濾池運(yùn)轉(zhuǎn)周期縮短,，從而增加了水處理的費(fèi)用,；妨礙水上運(yùn)動(dòng),；藻類代謝的最終產(chǎn)物可產(chǎn)生引起有色度和味道的化合物；由于藍(lán)-綠藻類產(chǎn)生的毒素,，家畜損傷,，魚類死亡；由于藻類的腐爛,，使水體中出現(xiàn)氧虧現(xiàn)象,。

(3)水中的NO2--N和NO3--N對(duì)人和水生生物有較大的危害作用。長(zhǎng)期飲用NO3--N含量超過10mg/L的水,，會(huì)發(fā)生高鐵血紅蛋白癥,，當(dāng)血液中高鐵血紅蛋白含量達(dá)到70mg/L，即發(fā)生窒息,。水中的NO2--N和胺作用會(huì)生成亞硝胺,，而亞硝胺是“三致”物質(zhì)。NH4+-N和氯反應(yīng)會(huì)生成氯胺,，氯胺的消毒作用比自由氯小,，因此當(dāng)有NH4+-N存在時(shí)，水處理廠將需要更大的加氯量,，從而增加處理成本,。近年來，含氨氮廢水隨意排放造成的人畜飲水困難甚至中毒事件時(shí)有發(fā)生,，我國長(zhǎng)江,、淮河,、錢塘江,、四川沱江等流域都有過相關(guān)報(bào)道，相應(yīng)地區(qū)曾出現(xiàn)過諸如藍(lán)藻污染導(dǎo)致數(shù)百萬居民生活飲水困難,，以及相關(guān)水域受到了“牽連”等重大事件,，因此去除廢水中的氨氮已成為環(huán)境工作者研究的熱點(diǎn)之一。

5 氨氮廢水處理的主要技術(shù)
目前,，國內(nèi)外氨氮廢水處理有折點(diǎn)氯化法,、化學(xué)沉淀法、離子交換法,、吹脫法和生物脫氨法等多種方法,，這些技術(shù)可分為物理化學(xué)法和生物脫氮技術(shù)兩大類。

5.1 生物脫氮法
微生物去除氨氮過程需經(jīng)兩個(gè)階段,。第一階段為硝化過程,，亞硝化菌和硝化菌在有氧條件下將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的過程。第二階段為反硝化過程,，污水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在無氧或低氧條件下,，被反硝化菌(異養(yǎng),、自養(yǎng)微生物均有發(fā)現(xiàn)且種類很多)還原轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｔ诖诉^程中,，有機(jī)物(甲醇,、乙酸、葡萄糖等)作為電子供體被氧化而提供能量,。常見的生物脫氮流程可以分為3類,，分別是多級(jí)污泥系統(tǒng)、單級(jí)污泥系統(tǒng)和生物膜系統(tǒng),。 

5.1.1 多級(jí)污泥系統(tǒng)
此流程可以得到相當(dāng)好的BOD5去除效果和脫氮效果,，其缺點(diǎn)是流程長(zhǎng)、構(gòu)筑物多,、基建費(fèi)用高,、需要外加碳源、運(yùn)行費(fèi)用高,、出水中殘留一定量甲醇等,。

5.1.2 單級(jí)污泥系統(tǒng)
單級(jí)污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)、后置反硝化系統(tǒng)及交替工作系統(tǒng),。前置反硝化的生物脫氮流程,，通常稱為A/O流程與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比，A/O工藝具有流程簡(jiǎn)單,、構(gòu)筑物少,、基建費(fèi)用低、不需外加碳源,、出水水質(zhì)高等優(yōu)點(diǎn),。后置式反硝化系統(tǒng)，因?yàn)榛旌弦喝狈τ袡C(jī)物,，一般還需要人工投加碳源,，但脫氮的效果可高于前置式，理論上可接近100%的脫氮,。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個(gè)串聯(lián)池子組成,，通過改換進(jìn)水和出水的方向，兩個(gè)池子交替在缺氧和好氧的條件下運(yùn)行,。該系統(tǒng)本質(zhì)上仍是A/O系統(tǒng),，但其利用交替工作的方式，避免了混合液的回流,，因而脫氮效果優(yōu)于一般A/O流程,。其缺點(diǎn)是運(yùn)行管理費(fèi)用較高，且一般必須配置計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)操作系統(tǒng),。

5.1.3 生物膜系統(tǒng)
將上述A/O系統(tǒng)中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應(yīng)器,，即形成生物膜脫氮系統(tǒng),。此系統(tǒng)中應(yīng)有混合液回流，但不需污泥回流,，在缺氧的好氧反應(yīng)器中保存了適應(yīng)于反硝化和好氧氧化及硝化反應(yīng)的兩個(gè)污泥系統(tǒng),。

5.2 物化除氮
物化除氮常用的物理化學(xué)方法有折點(diǎn)氯化法、化學(xué)沉淀法,、離子交換法,、吹脫法、液膜法,、電滲析法和催化濕式氧化法等,。

5.2.1 折點(diǎn)氯化法
不連續(xù)點(diǎn)氯化法是氧化法處理氨氮廢水的一種，利用在水中的氨與氯反應(yīng)生成氮?dú)舛鴮⑺邪比コ幕瘜W(xué)處理法,。該方法還可以起到殺菌作用,，同時(shí)使一部分有機(jī)物無機(jī)化，但經(jīng)氯化處理后的出水中留有余氯,，還應(yīng)進(jìn)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),，隨次氯酸的投加,，逐步進(jìn)行下述主要反應(yīng)：

　　NH3 + HClO →NH2Cl + H2O ①

　　NH2Cl + HClO → NHCl2 + H2O ②

　　NH2Cl + NHCl2 →N2 + 3H+ + 3Cl- ③

投加氯量和氨氮之比(簡(jiǎn)稱Cl/N)在5.07以下時(shí)，首先進(jìn)行①式反應(yīng),，生成一氯胺(NH2Cl),，水中余氯濃度增大，其后,，隨著次氯酸投加量的增加,，一氯胺按②式進(jìn)行反應(yīng)，生成二氯胺(NHCl2),，同時(shí)進(jìn)行③式反應(yīng),，水中的N呈N2被去除,。其結(jié)果是,，水中的余氯濃度隨Cl/N的增大而減小，當(dāng)Cl/N比值達(dá)到某個(gè)數(shù)值以上時(shí),，因未反應(yīng)而殘留的次氯酸(即游離余氯)增多,，水中殘留余氯的濃度再次增大，這個(gè)最小值的點(diǎn)稱為不連續(xù)點(diǎn)(習(xí)慣稱為折點(diǎn)),。此時(shí)的Cl/N比按理論計(jì)算為7.6,；廢水處理中因?yàn)槁扰c廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，C1/N比應(yīng)比理論值7.6高些,，通常為10,。此外,，當(dāng)pH不在中性范圍時(shí)，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%,。因此此法對(duì)低濃度氨氮廢水適用,。

處理時(shí)所需的實(shí)際氯氣量取決于溫度、pH及氨氮濃度,。氧化每mg氨氮有時(shí)需要9——10mg氯氣折點(diǎn),，氯化法處理后的出水在排放前一般需用活性炭或SO2進(jìn)行反氯化，以除去水中殘余的氯,。雖然氯化法反應(yīng)迅速,，所需設(shè)備投資少，但液氯的安全使用和貯存要求高,，且處理成本也較高,。若用次氯酸或二氧化氯發(fā)生裝置代替液氯，會(huì)更安全且運(yùn)行費(fèi)用可以降低,，目前國內(nèi)的氯發(fā)生裝置的產(chǎn)氯量太小,，且價(jià)格昂貴。因此氯化法一般適用于給水的處理,，不太適合處理大水量高濃度的氨氮廢水,。

5.2.2 化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法是往水中投加某種化學(xué)藥劑，與水中的溶解性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),，生成難溶于水的鹽類,，形成沉渣易去除，從而降低水中溶解性物質(zhì)的含量,。當(dāng)在含有NH4+的廢水中加入PO43-和Mg2+離子時(shí),，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：

NH4+ + PO43- + Mg2+ → MgNH4PO4↓ ④生成難溶于水的MgNH4PO4沉淀物，從而達(dá)到去除水中氨氮的目的,。采用的常見沉淀劑是Mg(OH)2和H3PO4,，適宜的pH值范圍為9.0——11，投加質(zhì)量比H3PO4/Mg(OH)2為1.5——3.5,。廢水中氨氮濃度小于900mg/L時(shí),，去除率在90%以上，沉淀物是一種很好的復(fù)合肥料。由于Mg(OH)2和H3PO4的價(jià)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-,，易造成二次污染,。

5.2.3 離子交換法
離子交換法的實(shí)質(zhì)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它同性離子的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過程,，通常是可逆性化學(xué)吸附,。沸石是一種天然離子交換物質(zhì)，其價(jià)格遠(yuǎn)低于陽離子交換樹脂,，且對(duì)NH4+-N具有選擇性的吸附能力,，具有較高的陽離子交換容量，純絲光沸石和斜發(fā)沸石的陽離子交換容量平均為每10 0g相當(dāng)于213和223mg物質(zhì)的量(m.e),。但實(shí)際天然沸石中含有不純物質(zhì),，所以純度較高的沸石交換容量每10 0g不大于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(duì)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(jì)應(yīng)用中,，廢水pH值應(yīng)調(diào)整到6——9，重金屬大體上沒有什么影響,；堿金屬,、堿土金屬中除Mg以外都有影響，尤其是Ca對(duì)沸石的離子交換能力影響比Na和K更大,。沸石吸附飽和后必須進(jìn)行再生,，以采用再生液法為主，燃燒法很少用,。再生液多采用NaOH和NaCl,。由于廢水中含有Ca2+，致使沸石對(duì)氨的去除率呈不可逆性的降低,，要考慮補(bǔ)充和更新,。

5.2.4 吹脫法
吹脫法是將廢水調(diào)節(jié)至堿性，然后在汽提塔中通入空氣或蒸汽,，通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣中,。通入蒸汽，可升高廢水溫度,，從而提高一定pH值時(shí)被吹脫的氨的比率。用該法處理氨時(shí)，需考慮排放的游離氨總量應(yīng)符合氨的大氣排放標(biāo)準(zhǔn),，以免造成二次污染,。低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(jī)化工有色金屬冶煉等行業(yè)的高濃度廢水則常用蒸汽進(jìn)行吹脫,。

5.2.5 液膜法
自從1986年黎念之發(fā)現(xiàn)乳狀液膜以來,，液膜法得到了廣泛的研究。許多人認(rèn)為液膜分離法有可能成為繼萃取法之后的第二代分離純化技術(shù),，尤其適用于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(jī)理是：氨態(tài)氮NH3-N易溶于膜相油相，它從膜相外高濃度的外側(cè),，通過膜相的擴(kuò)散遷移,，到達(dá)膜相內(nèi)側(cè)與內(nèi)相界面，與膜內(nèi)相中的酸發(fā)生解脫反應(yīng),，生成的NH4+不溶于油相而穩(wěn)定在膜內(nèi)相中,，在膜內(nèi)外兩側(cè)氨濃度差的推動(dòng)下，氨分子不斷通過膜表面吸附,、滲透擴(kuò)散遷移至膜相內(nèi)側(cè)解吸,，從而達(dá)到分離去除氨氮的目的。

5.2.6 電滲析法
電滲析是一種膜法分離技術(shù),，其利用施加在陰陽膜對(duì)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施加直流電壓，當(dāng)進(jìn)水通過多對(duì)陰陽離子滲透膜時(shí),，銨離子及其他離子在施加電壓的影響下,，通過膜而進(jìn)入另一側(cè)的濃水中并在濃水中集，因而從進(jìn)水中分離出來,。

5.2.7 催化濕式氧化法
催化濕式氧化法是20世紀(jì)80年代國際上發(fā)展起來的一種治理廢水的新技術(shù),。在一定溫度、壓力和催化劑作用下,，經(jīng)空氣氧化,，可使污水中的有機(jī)物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質(zhì),，達(dá)到凈化的目的,。該法具有凈化效率高(廢水經(jīng)凈化后可達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn))、流程簡(jiǎn)單,、占地面積少等特點(diǎn),。經(jīng)多年應(yīng)用與實(shí)踐,，這一廢水處理方法的建設(shè)及運(yùn)行費(fèi)用僅為常規(guī)方法的60 %左右，因而在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,。

6 結(jié)論
國內(nèi)外氨氮廢水降解的各種技術(shù)與工藝過程,，都有各自的優(yōu)勢(shì)與不足，由于不同廢水性質(zhì)上的差異,，還沒有一種通用的方法能處理所有的氨氮廢水,。因此，必須針對(duì)不同工業(yè)過程的廢水性質(zhì),，以及廢水所含的成分進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究,，選擇和確定處理技術(shù)及工藝。目前,，生物脫氮法主要用于含有機(jī)物的低氨氮濃度化工廢水和生活污水的處理,，該法技術(shù)可靠，處理效果好,。對(duì)于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(shù)及催化濕式氧化等方法具有很好的應(yīng)用前景。