含氮化合物已成為環（huán）境的（de）主（zhǔ）要汙染源（yuán），廢水中氨氮的去除率是（shì）考察水處理效果的主要（yào）指標之一。 

1 氨氮廢（fèi）水的來源
含氮（dàn）物質進（jìn）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（lái）源和過程主要包括降水降塵、非市區徑流和生物固氮等。

人類的活動主要包括未處（chù）理或處理過的城市（shì）生活（huó）和工業廢水、各種浸濾液和地表徑流等。人（rén）工合成的（de）化學肥料是水體中氮營養元素的主要（yào）來源，大量未被農作物利用的氮化合（hé）物絕大部分被農田排（pái）水和地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（tài）氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以及（jí）亞硝態氮（NO2--N）等多（duō）種形（xíng）式存在，而氨態氮（dàn）是最主要的（de）存在形式之一。廢（fèi）水中的氨氮是指（zhǐ）以遊離（lí）氨和離子銨形式存在（zài）的氮，主要（yào）來源於生活（huó）汙水中含氮有機（jī）物的分解，焦化、合成氨等（děng）工業廢水，以及農田排水等。氨氮汙染源多，排放量大，並且排放的濃度變（biàn）化大。

2 氨氮廢（fèi）水的（de）危害
水環境中存在過量的氨氮會造成多方麵的有害影響：
（1）由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度（dù）降（jiàng）低，導（dǎo）致水體發黑（hēi）發臭，水質下降，對水生動（dòng）植物的生存造成影（yǐng）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是還原力最強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3
--N。根（gēn）據生化反應計量關係，1gNH4+-N氧化（huà）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（zhì）水體（tǐ）富營養化，進而造成一係列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生物（大多數（shù）為藻類）的數量增加，即（jí）水體發生富營養化現象，結（jié）果造成：堵塞（sāi）濾池，造成濾池（chí）運轉周期（qī）縮短，從而增（zēng）加了水處理的費用；妨礙水上運（yùn）動；藻（zǎo）類代謝的最終產物可產生引起有色度和味道的化合物；由於藍-綠藻類產生的毒素，家畜損（sǔn）傷，魚類（lèi）死亡；由於藻類的腐爛，使（shǐ）水體中出現氧虧現象。
（3）水中的NO2--N和NO3--N對人和水生生物有較大的危害作用。長期飲用NO3--N含量超過（guò）10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋白（bái）症，當血（xuè）液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發（fā）生窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物（wù）質。NH4+-N和氯反（fǎn）應會生（shēng）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，水處理廠將需要更大的加氯量，從而增加處理成本。 

3 氨氮廢水處理的主要技術
目前（qián），國內外氨氮廢水處理有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多（duō）種方法，這些技術可分為物理化學法和生物脫氮技（jì）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，亞硝（xiāo）化菌和硝化（huà）菌在有氧條件下將氨態氮轉化為亞硝（xiāo）態氮和硝（xiāo）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（yǎng）或低氧條件下，被反硝化（huà）菌（異養、自養微生物均有發現且種類（lèi）很（hěn）多）還原（yuán）轉化為氮氣。在此過程中，有機物（甲醇、乙（yǐ）酸（suān）、葡萄糖等）作為電子供體被氧化而提供能量。常見的（de）生物脫氮流程可以分（fèn）為3類，分別是多級汙泥係統、單級汙泥係統和生物膜係統。

3.1.1 多級汙泥係統
此流程可以得到（dào）相當好（hǎo）的BOD5去除效果和脫氮（dàn）效果，其缺點是流程長、構築物（wù）多、基建費用高、需要外（wài）加碳源、運行費用高（gāo）、出水中殘留一定量甲醇等。

3.1.2 單級汙泥係統
單級汙泥係統的形式（shì）包括（kuò）前置反硝化係統、後置反硝化係統及交替工作係統（tǒng）。前置反（fǎn）硝（xiāo）化的生（shēng）物脫氮流程，通常稱為（wéi）A/O流程與傳統的生物脫氮工藝（yì）流程相比，A/O工藝具有流程簡單、構築物（wù）少、基建費用（yòng）低、不需（xū）外加碳源、出（chū）水水質高等優點。後置式反硝化係統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工（gōng）投加碳源，但（dàn）脫氮的（de）效果可高於前置式，理論上（shàng）可接近100%的脫氮（dàn）。交替工作的生物脫氮流程主（zhǔ）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（gè）池子（zǐ）交替在缺（quē）氧和（hé）好（hǎo）氧的條件下運（yùn）行。該係統本質（zhì）上仍是A/O係統，但其（qí）利用交（jiāo）替工作的方式，避免了混（hún）合液的回流，因而脫氮效果優（yōu）於一般A/O流（liú）程。其缺點是運行管理費用較高，且一般必（bì）須配置計算機控製自動操作係統。

3.1.3 生物膜係統
將上述A/O係統中（zhōng）的缺氧池和好氧池改為固定生物膜（mó）反應器，即形成（chéng）生物（wù）膜脫氮係統。此係統中應有（yǒu）混合液回流，但不需汙泥回流，在缺氧（yǎng）的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好（hǎo）氧氧化及硝化反應的兩個汙泥係統。
 

3.2 物化（huà）除氮
物化除氮常（cháng）用的物理（lǐ）化學方法有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法、液膜法、電（diàn）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（huà）法是氧化法處理氨氮廢水的一種（zhǒng），利用在水中的氨與氯反應生成氮氣（qì）而將水中氨（ān）去除的化學處理法。該方法還可以起到殺菌作用，同時使一部分有機物無機化，但經氯化處（chù）理後的出水中留（liú）有餘氯，還應（yīng）進（jìn）一步脫氯（lǜ）處理。
 

在含有氨的水中投加次氯酸HClO，當pH值在（zài）中性（xìng）附近時，隨次氯酸的投加（jiā），逐步進行下述主要反（fǎn）應：
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（簡稱（chēng）Cl/N）在5.07以下時，首先進行①式反應，生成（chéng）一氯（lǜ）胺（NH2Cl），水中餘氯濃度增大，其後，隨著次氯酸投加量的增加，一氯胺按②式進行反應，生成二氯（lǜ）胺（NHCl2），同時（shí）進（jìn）行③式反應，水（shuǐ）中的（de）N呈N2被去除。其結果是，水中的餘氯濃度隨Cl/N的增（zēng）大（dà）而減小（xiǎo），當Cl/N比值達到某個數值以上時，因未反應（yīng）而殘（cán）留的（de）次氯（lǜ）酸（即遊離餘氯）增多，水中殘留餘氯的濃度再（zài）次增（zēng）大，這個最小值的點稱為不連續點（習慣稱為折點）。此時的Cl/N比按理論計算為7.6；廢水（shuǐ）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pH不在中性範（fàn）圍（wéi）時（shí），酸性條（tiáo）件下多生成三氯胺，在堿性（xìng）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（ān）氮（dàn）的去除率為90%～100%。因此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（ān）氮濃度（dù）。氧化每mg氨（ān）氮有時需要9～10mg氯氣（qì）折點，氯化法處理後的（de）出水在排放前一般需（xū）用活性炭或SO2進（jìn）行反氯化，以除去水（shuǐ）中殘餘的氯。雖然氯化法（fǎ）反（fǎn）應迅速，所需設備投資少，但液氯的安全使用和貯存要求（qiú）高，且處理成本也較高。若用次氯酸或二氧化氯（lǜ）發生裝置代替液氯，會更安全且運行費（fèi）用可以降低，目前國內的氯發生裝置的產（chǎn）氯量太小，且價格昂貴（guì）。因此氯化法一般（bān）適用於給水的處（chù）理，不太適合處理（lǐ）大水量高濃度的氨氮廢（fèi）水。
 

3.2.2 化（huà）學沉澱法
化學沉澱法是往水中投加某種化學（xué）藥劑，與水中的溶解性物質發生反應，生成難溶於水的鹽類，形成沉渣易去除，從而降低（dī）水中溶解性物質的含量。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，從而達到去除水中氨氮的目的。采用的常見沉澱（diàn）劑是Mg(OH)2和（hé）H3PO4，適宜的pH值範圍（wéi）為（wéi）9.0～11，投加質量比H3PO4/Mg(OH)2為（wéi）1.5～3.5。廢水中氨氮濃度小於900mg/L時，去除率（lǜ）在90%以上，沉（chén）澱物是一種很好的複合肥料（liào）。由於Mg(OH)2和H3PO4的（de）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。
 

3.2.3 離子交換法
離子交換法的實質是不溶性離子化合物（離子交換（huàn）劑）上的可交（jiāo）換離子與廢水中（zhōng）的其它同性離（lí）子的交換反應，是一種特殊（shū）的吸附過程，通常是可逆性化學吸附。沸石是一種天然離子交換物質，其價格遠低於（yú）陽（yáng）離子交換樹脂，且（qiě）對NH4+-N具有選擇性的吸附（fù）能
力，具有較高的陽離子交換容量，純絲光（guāng）沸石和斜發沸石的陽離子交換容量平（píng）均為每10 0g相當於213和223mg物質的量（m.e）。但實際（jì）天然沸石中含有不純物質，所以純度較高的沸石（shí）交換容量每10 0g不大（dà）於20 0m.e，一般為10 0～150m.e。沸石作為離子交換劑，具有（yǒu）特殊的離子交換特性，對離子的選（xuǎn）擇交（jiāo）換順序（xù）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，廢水pH值應調整到6～9，重（chóng）金屬大體（tǐ）上沒有什（shí）麽
影響；堿金屬、堿土金屬（shǔ）中（zhōng）除Mg以外都有影（yǐng）響，尤其是Ca對沸石的離子交換能力影（yǐng）響比Na和K更大。沸石吸附飽（bǎo）和後必須進行再生，以采用再生液（yè）法為主，燃燒（shāo）法很少用。再生液多采用NaOH和NaCl。由於廢水中含（hán）有Ca2+，致使沸（fèi）石對氨的去除率呈不可逆性的（de）降低，要考慮補（bǔ）充和更新。
 

3.2.4 吹脫法
吹脫法是將廢水調節至（zhì）堿性，然（rán）後在汽提塔中通入空氣或蒸汽，通過氣液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（zhí）時被吹脫的氨（ān）的比率（lǜ）。用（yòng）該法處理氨時，需考慮排放的遊離氨總量應符合氨的大（dà）氣排放標準，以（yǐ）免造成二次汙染。低濃度廢（fèi）水通常在常溫下用（yòng）空氣吹脫，而煉鋼（gāng）、石油化工、化肥、有機化工（gōng）有色金屬冶煉等行業的（de）高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。
 

3.2.5 液膜法
自從1986年黎念（niàn）之發現乳狀液膜以來，液膜法（fǎ）得到（dào）了（le）廣泛的研究。許多人認為液膜分（fèn）離法有可能成為繼萃取法之後的第二代分離純化技術，尤其適用（yòng）於低濃度金屬離子提（tí）純及廢水處理等過程。乳狀液膜法去除氨（ān）氮的機理（lǐ）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（tōng）過膜相的擴散遷移，到達（dá）膜相內側與內相界麵，與膜內（nèi）相中的酸發生解脫（tuō）反應，生成的NH4+不溶於油相而穩定在膜內（nèi）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（tòu）擴散遷移至膜相內側解吸，從而達到分離去除氨氮的目（mù）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（duì）之間的（de）電壓去除水溶液中（zhōng）溶解的固體（tǐ）。在電滲析室的陰陽滲透（tòu）膜之間施加直流電壓，當進水（shuǐ）通過多（duō）對陰陽離子滲透膜時，銨離（lí）子及其他離子在施加電壓的影響下，通過膜而進（jìn）入另一側的濃（nóng）水中並在濃水中集，因而從進水中分（fèn）離出來。
 

3.2.7 催化濕式（shì）氧化法
催化濕式氧化法是20世紀80年代國（guó）際上發展起（qǐ）來的（de）一種治理廢水的（de）新技術。在一定（dìng）溫度、壓力和催化劑作用下，經空氣氧化，可使汙水中的有機（jī）物和氨分別氧化分解成CO2、N2和H2O等無害物質（zhì），達（dá）到淨化的目的。該法具有淨化效率高（廢水經淨（jìng）化後可達到飲（yǐn）用水標準）、流程簡單、占地麵積少等特（tè）點。經多年應用與實踐，這一廢水處（chù）理方（fāng）法（fǎ）的建設（shè）及運行費用僅為常規方法的60%左（zuǒ）右，因而在技術上和經濟上均具（jù）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，都有各自的優點與（yǔ）缺點。由（yóu）於廢水所含汙染（rǎn）物的種類和數量不同（tóng），還沒有一（yī）種通用的方法（fǎ）能處理所有的氨氮廢水。因此，必須（xū）針（zhēn）對（duì）廢水所含的成（chéng）分進行深入係統地研（yán）究，選擇和確定處理技術及工藝。

目前，生物脫氮法主要用於含有（yǒu）機物的低氨氮濃度化工廢水和生活汙水的處理，該法（fǎ）技術可靠，處理效果好。對於高濃度氨氮廢水主要采用吹脫（tuō）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。