废水中氨氮处理技术的方法比较

刘莹娜 邱明亮

【摘 要】氨氮废水的排放，对环境会造成巨大的危害。通过对各类废水氨氮处理技术的原理及其优缺点和适用范围的分析对比，明确不同类型的氨氮废水处理的选择方法。

【关键词】氨氮废水；处理技术；方法比较

0.引言

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。水体中氮的来源分为天然来源和人为来源。天然来源主要是各种形式的氮经由大气降尘、降水而进入地面水体。其中，大气中的氮也可以通过蓝绿藻等植物和某些细菌的生物固氮作用进入水体。水体中含氮量过高时，就会导致水体的富营养化。由水体富营养化还会进而产生一系列危害，一方面有些藻类本身的腥味会引起水质恶化使水变得腥臭难闻；另一方面有些藻类所含的蛋白质毒素会富集在水产物体内，并通过食物链影响人体的健康，甚至使人中毒。增加了给水处理的困难被含氮物质污染的水体会使给水的净化处理带来许多困难，进而严重影响饮用水水质。本文总结了国内外氨氮废水处理技术及其优缺点、适用范围等。

1.物理化学法脱氮

1.1吹脱法

吹脱法是将废水中的离子态铵（NH4+），通过调节PH值转化为分子态氨，然后再吹脱塔中通入空气或蒸汽，经过气液接触将废水中的游离氮吹脱出来。影响吹脱效率的主要因素是PH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间。

吹脱法适用于各种浓度废水，多用于中、高浓度废水。其具有除氮效果稳定，操作简单，容易控制，适用性强，投资较低等优点。但其能耗大，有二次污染，出水氨氮仍偏高。

1.2离子交换法

离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物（离子交换剂）上的可交换离子与溶液中的其他同性离子（NH4+）发生交换反应，从而将废水中的NH4+牢固的吸附在离子交换剂表面，达到脱除氨氮的目的。根据有关资料，每克沸石具有吸附15.5mg氨氮的极限能力。虽然离子交换法工艺简单，操作方便但树脂用量大、再生难，费用高，有二次污染。一般用于低浓度氨氮废水。

1.3化学沉淀法

化学沉淀法是在含有NH4+的废水中，投加Mg2+和PO42+，使之与NH4+生成难溶复盐磷酸氨镁MgNH4PO4·6H2O结晶，通过沉淀，使结晶从废水中分离出来。处理时应降低PH值、缩短沉淀时间、沉淀剂最好使用MgO和H3PO4。

化学沉淀法工艺简单，操作简便，反应快，影响因素少，节能高效，能充分回收氨实现废水资源化。但用药量大、成本高、有二次污染。一般用于高浓度废水。

1.4折点氯化法

折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺。受温度、PH值、氨氮浓度、氯气量等因素的影响。其设备少，反应速度快，能高效脱氮。但操作要求高，成本高，会产生有害气体。因此多用于低浓度废水，一般用于给水处理，将其用于深度脱氮。

1.5催化湿式氧化法

在一定温度、压力和催化剂作用下，经空气氧化，可使污水中的有机物和氨分别氧化分解成CO2、N2、H2O等无害物质，达到净化目的。该法具有净化效率高、流程简单、占地面积少等特点。但成本太高。

1.6膜吸收技术

膜吸收法是使用疏水性微孔膜将气液两相分隔开，利用膜孔实现气、液两相问传质的分离技术，它能有效去除水中的挥发性污染物和溶解性气体，如硫化物、氰化物、氨、氯气、氧气和二氧化碳等。该工艺的难点在于防止膜渗漏。

2.生物脱氮法

2.1传统生物脱氮法

传统生物脱氮法是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成。传统脱氮的工艺成熟，脱氮效果较好。但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点。

2.2新型生物脱氮法

2.2.1短程硝化反硝化

短程硝化反硝化将氨氮氧化至亚硝酸盐氮即进行反硝化，不仅可以节省氨氧化量而且可以节省反硝化所需碳源。

根据研究：PH值7.8-8.0、DO2.0mg/L、温度25-30℃时可促使亚硝化菌成为优势菌，将大部分氨氮氧化成亚硝酸根。因此，必须保证适宜亚硝化菌生长的环境条件并限制硝化菌的活性。

2.2.2厌氧氨氧化（ANAMMOX）和全程自养脱氮（CANON）

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下氨氮以亚硝酸盐为电子受体直接被氧化成氮气的过程。ANAMMOX菌是专性厌氧自养菌，因而非常适合处理含NO2-、低C/N的氨氮废水。与传统工艺相比，基于厌氧氨氧化的脱氮方式工艺流程简单，不需要外加有机碳源，防止二次污染，有很好的应用前景。

CANON工艺是在限氧的条件下，利用完全自养性微生物将氨氮和亚硝酸盐同时去除的一种方法。

2.2.3好氧反硝化

传统脱氮理论认为，反硝化菌必须在缺氧环境中进行反硝化反应。近年来，一些好氧反硝化菌已经被分离出来，有些可以同时进行好氧反硝化和异氧硝化，这样就可以在同一反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化，简化了工艺流程，节省了能量。但在反硝化过程中会产生N2O这种温室气体，产生新的污染，其相关机制研究还不够深入。

3.结语

上述几种方法从技术上讲都是可行的，但物理化学法运行成本高，对环境造成二次污染等问题，实际应用受到一定限制。而生物脱氮法能较为有效和彻底的除氮，且比价经济，尤其是新型生物脱氮法简化了流程，节省了能量，因而得到较多的应用。

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