袁景冬

氮元素在自然界存在的一般形式為NO3- ，水體污染后則形成了氨氮，一部分以游離氨的形態(tài)存在，一部分以離子形態(tài)存在，主要取決于溶液的pH。氨氮廢水會導(dǎo)致水中溶解氧下降有害物質(zhì)增多，危害水生動物的生命安全，并且間接通過食物鏈損害人體健康，因此去除水中氨氮是解決水體富營養(yǎng)化和生命健康的有效辦法。

國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究，目前氨氮去除主要方法包括化學(xué)法，生物法和物理法?；瘜W(xué)沉淀法藥劑成本高，使用量大，容易發(fā)生二次污染，但處理時間短，效率高。生物處理需要大量的時間并產(chǎn)生高污泥量，但是生物法污染小，符合環(huán)境保護(hù)理念。吸附法因成本低，可有效資源回收，近年來備受關(guān)注[1]。常見的吸附劑有活性炭、沸石、斜發(fā)廢石、Na-改性沸石、膨潤土、樹脂等?；钚蕴课讲蝗菀自偕惺缺砻娣e小，不適合處理大量廢水。而螯合樹脂，比表面積大，易于再生并鋅離子有特殊吸附功能[2]，利用過渡金屬和氨的配位作用，將水中的氨氮去除掉，以載鋅亞胺基二乙酸基螯合樹脂(簡稱鋅基樹脂)。反應(yīng)可以表示為：

M 為金屬元素，一般包括 Cu、Zn 和 Ni。

其比表面積大，吸附性能好?；瘜W(xué)沉淀磷酸銨鎂法（鳥糞石[3]（簡稱MAP 法）是指在廢水中投加Mg2+，PO43-等與NH4+反應(yīng)生成MAP，其處理對象包括垃圾滲濾液、化工、冶金等多種廢水。MAP 化學(xué)沉淀法具有工藝簡單，運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)近年來成為關(guān)注焦點(diǎn)[4]。吹脫法，有流程簡單、操作簡便、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，實用性較強(qiáng)，一般用于高濃度氨氮廢水的處理，但是處理氨氮濃度往往不達(dá)標(biāo)，需要和其他方法聯(lián)合使用。折點(diǎn)加氯法，處理效率高，但是處理之后溶液中會有余氯的剩余，因此需要再次處理。

本文旨在介紹氨氨廢水的處理方法，以便針對不同類型的廢水，選擇最經(jīng)濟(jì)，有效的處理方法。

1 化學(xué)沉淀法

磷酸銨鎂（鳥糞石簡稱MAP 法）是指在廢水中投加Mg2+，PO43-等與NH4+反應(yīng)生成MAP，其處理對象包括垃圾滲濾液、化工、冶金等多種廢水。MAP 法除了可以去除廢水中的氨氮和磷，而且生成的沉淀物具有廣泛的應(yīng)用。例如用于種植花草、林木、景觀盆栽等，是一種效率極高的緩釋肥[5]。此外，磷酸銨鎂還可以制作動物的飼料，清潔劑，甚至還是部分化妝品的重要組成。MAP 法可以高效的去除中等濃度以及較高濃度氨氮廢水中的氮和磷，并且處理后的生成物符合環(huán)境友好、資源節(jié)約的理念，可以作為二次資源再生利用。

但是磷酸銨鎂法，藥劑成本高制約了應(yīng)用和推廣，因此尋求廉價的鎂、磷源和磷酸銨鎂的循環(huán)使用就至關(guān)重要。研究表明，可以使用工業(yè)固體鎂源如氧化鎂，或者通過直接熱解法、加堿熱解法和酸解法來進(jìn)行磷酸銨鎂法的循環(huán)，雖然在循環(huán)過程中會損失一部分磷源，但是相比只使用一次而言可以節(jié)約80%的成本。

2 吹脫

吹脫就是通過調(diào)節(jié)劑使得溶液pH 值升高，高濃度的氨氮轉(zhuǎn)化為游離態(tài)的氨，通過給空氣外加動力，溶液中的游離氨從溶液中吹出來進(jìn)入空氣中而得以分離。是目前我國處理高濃度氨氮廢水的主要方法。主要用來處理垃圾滲濾液，豬場養(yǎng)殖廢水，印染廢水等高濃度氨氮廢水。利用銨根離子和水中氨分子的動態(tài)平衡，通過調(diào)節(jié)體系pH，使水中的氨氮主要以游離氨的形式存在，再進(jìn)行曝氣吹脫，使得廢水中的氨氣向氣相轉(zhuǎn)移，最終達(dá)到去除氨氮的效果。吹脫法去除氨氮整體效果較好，氨氮去除率可達(dá)78%左右，且反應(yīng)易于控制、操作簡單，但仍然存在很多不足之處。

3 傳統(tǒng)生物法

傳統(tǒng)硝化- 反硝化技術(shù)主要是通過硝酸鹽菌和亞硝酸鹽菌在好氧條件下的氧化作用，使得氨氮轉(zhuǎn)化成NO3- 和NO2- ，然后提供一個缺氧的狀態(tài)，通過反硝化作用，使NO3- 和NO2-還原為氮?dú)?，最終達(dá)到脫除氨氮的效果。有機(jī)碳源、溫度、溶解氧、pH 值等因素均會影響該過程。其優(yōu)點(diǎn)是處理費(fèi)用低、不產(chǎn)生二次污染。傳統(tǒng)生物硝化反硝化中，常采用的方法有A/O、A2/O、SBR 序批式等。總體來說，硝化- 反硝化方法是生物法脫氮應(yīng)用中較為成熟的一種方法。當(dāng)然，該方法同樣存在一些缺點(diǎn)：（1）通常只適用于處理低濃度氨氮廢水，例如城市生活污水（2）比如補(bǔ)充碳源從而配合氨氮的去除，從而會導(dǎo)致運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)成本的提高（3）投堿量大（4）存在占地面積大、反應(yīng)速度慢、污泥馴化時間長產(chǎn)生污泥量高。

20 世紀(jì)80 年代，荷蘭Delft 技術(shù)大學(xué)在一個中試規(guī)模的反硝化流化床中發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化反應(yīng)，即在厭氧或缺氧環(huán)境下，以為電子供體，NO2-- N 為電子受體，將污水中氮素轉(zhuǎn)化成N2和少量NO3-- N 與傳統(tǒng)硝化- 反硝化技術(shù)相比，厭氧氨氧化工藝具有無須碳源、曝氣能耗低且污泥產(chǎn)量低等優(yōu)勢，可以處理高濃度氨氮廢水。但厭氧氨氧化菌倍增時間長，反應(yīng)器啟動緩慢，極大的限制厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用。

4 離子交換法

5 吸附法

吸附法通常利用吸附劑極強(qiáng)的吸附能力、離子交換能力以及較大的比表面積將水中的氨氮附著在吸附劑表面，從而使廢水得到凈化。之后，再進(jìn)行通過脫除過程將繼續(xù)及再生，將體系中的氨氮污染物回收或去除。但是因其吸附之后不容易解析下來，因而限制了這些吸附劑的使用范圍。例如負(fù)載過渡金屬的螯合樹脂，通過過渡金屬與氨的配位能力，使得氨從溶液中脫除，但是，在去除氨氮的過程中，負(fù)載的過渡金屬也會脫落，此外，在對氨氮回收的過程中，負(fù)載的金屬也會脫落，導(dǎo)致循環(huán)使用的效率不高，同時吸附很容易達(dá)到飽和，只適合處理中低濃度氨氮廢水。

6 折點(diǎn)氯化法

折點(diǎn)氯化法的工作原理是將氯水或者次氯酸鈉加入廢水當(dāng)中，利用氯的氧化性將廢水中的氨氮氧化，再將氧化后生成的氮?dú)獯得摮鲶w系的化學(xué)工藝。在水處理的過程中，通常需要保持一定的余氯量：需氯量= 加氯量- 余氯量。

折點(diǎn)加氯更適用于處理氨氮濃度100mg/L 以下的低濃度氨氮廢水，其氯投加量相對減少，處理效果較好，況且減少了額外加堿回調(diào)pH 的處理費(fèi)用，降低了處理成本費(fèi)用。但是折點(diǎn)加氯法通常會產(chǎn)生副產(chǎn)物，導(dǎo)致二次污染嚴(yán)重。

7 結(jié)論

以上方法的使用或者是聯(lián)合使用可以處理高中低濃度的氨氮廢水，并且均有著良好的處理效果，對于化學(xué)沉淀法、吹脫法，一般來說用來處理高濃度氨氮廢水，離子交換法、吸附法、生物法和折點(diǎn)加氯法一般用來處理中低濃度氨氮廢水。