氨氮废水处理技术的研究现状

汪小龙

摘要：随着我国经济的快速发展，城镇化、工业化普及率越来越高，我国的环境问题也越来越突出。在各类水环境污染中，氨氮污染是水类污染的主要来源。氨氮污染形成的主要原因是生活废水和工厂产生的污水，水中的氨氮含量过高时，会导致鱼类无法生存，水体平衡失稳，生态环境遭受破坏。近年来，在氨氮废水的处理技术方面有了很大进步，根据现有的技术研究，指出相关氨氮处理技术的适用条件和优缺点，并对今后氨氮废水的发展趋势作了简单介绍。

关键词：氨氮废水；处理技术；现状

氨氮是导致水体富营养化的主要因素，会造成水中的藻类及微生物生长过快，降低水体中的溶解氧，使鱼类及其他水生生物缺氧死亡，对水质造成严重影响。另外，氨氮也会转化成亚硝酸盐和硝酸盐，长期饮用这类水会诱发高铁血红蛋白症。当水中的亚硝酸盐氮含量过高时，能够与蛋白质结合形成一种强致癌物质——亚硝胺，对人体造成严重危害。过量的氨氮对废水的处理造成了严重影响，寻求经济高效的去除氨氮方法对人类生活及生产具有重大意义。

一、中低浓度氨氮废水常用处理方法

（一）生物处理法

生物法是利用各种微生物的协同作用，通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮最终转化为氮气排放从而去除氨氮的方法。生物法处理氨氮废水存在的主要问题是反应流程长、反应器大、占地多、常需外加碳源、供氧量大等，造成处理费用高。高浓度的氨氮对硝化过程有抑制作用，因此传统生物法一般用于低浓度氨氮废水脱氮。

（二）折点氯化处理法

折点氯化法是将氯气通入氨氮废水中，利用次氯酸将氨氮转化为氮气排放，从而去除氨氮。在通氯过程中，水体中氨氮的浓度随着氯气通入量增加而降低，将氨氮浓度降为0的一点称为折点，此时水体中的游离氯离子的含量也最低。折点氯化法处理效果稳定，不受水温影响，适用于较低浓度氨氮废水的处理，常作为深度处理方法与其他氨氮废水处理方法联用，但液氯储存和使用的要求较高，同时产生的副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

（三）离子交换处理法

离子交换法是利用固相对水中的氨氮进行吸附并释放出等价离子的原理进行氨氮脱除，常用的固相有沸石、树脂、活性炭等。这种处理方法成本低廉，常用于处理氨氮废水。离子交换法工艺简单、操作方便、占地面积小，但在处理过程中，需对原水进行预处理，并对吸附相进行解吸再生，产生的再生液也必须进行处理，否则会造成二次污染。

二、高浓度氨氮废水常用处理方法

目前，高浓度氨氮废水的脱氮主要采用物化法和新型生物脱氮法。其中，因经济成本等因素，物化法通常用于高浓度氨氮废水的预处理，其主要包括吹脱法、化学沉淀法等。

（一）吹脱处理法

吹脱法利用碱性条件下水中氨氮主要以游离氨存在的特性，向水体中通入气体使气液之间充分接触，水中的游离氨穿过气液界面向气相转移，从而达到脱除水中氨氮的目的，通入的气体常用空气和蒸汽，常见设备为吹脱塔。吹脱法主要用于对高浓度氨氮废水的预处理，其脱氮效率较高，但处理过程中需要通入大量蒸汽，能耗大。释放出的氨气会造成二次污染，需强酸吸收废气，设备易结垢。

（二）化学沉淀处理法

化学沉淀法是通过向水中加入化学药剂，使氨氮转化为沉淀物质，化学沉淀法操作简单易懂，对氨氮的去除率高，沉淀物不仅是一种农业肥料，还可作为灭火剂进行灭火，但沉淀剂在水体中引入的余磷易造成二次污染。化学沉淀法主要用于处理可生化性差的高浓度氨氮废水，但近几年的研究表明，此方法对低浓度氨氮也有一定去除能力，但受初始氨氮浓度的影响较大。

三、新型氨氮废水处理技术

如前所述，传统生物法在处理氨氮废水总有各种缺陷。因此寻求高效经济的新型生物脱氮法一直是科学工作者坚持不懈的奋斗目标。创建新型生物理论和研发新型脱氮工艺是高浓度氨氮废水处理的前进方向，符合经济社会可持续发展目标，具有光明广阔的前景。

（一）厌氧氨氧化处理法

厌氧氨氧化是指在缺氧条件下，以NO2--N为电子受体，NH3为电子供体，厌氧氨氧化菌将氨氮转化为N2的过程。相较于传统硝化工艺能耗大、需外加碳源、产生大量温室气体，厌氧氨氧化更加经济环保。近年来，厌氧氨氧化技术已逐步应用工程实际中，并形成了多种工艺。与其他脱氮技术相同，厌氧氨氧化脱氮效果和稳定性受到PH、温度、COD、重金属等多种因素的影响。因此提高反应速率，菌種生长、停留时间以及在低温条件下出水浓度保持在较低范围内将是厌氧氨氧化技术未来研究与发展的方向。

（二）微波-活性炭法处理法

微波-活性炭法是利用微波反应器对加入活性炭的氨氮溶液进行加热，活性炭对微波有很强的吸收能力，当微波辐射到活性炭表面时会产生“热点”，水中的氨接触到“热点”即被高温脱除。通过模拟实验，研究了微波-活性炭法对氨氮的去除效果，氨氮的去除率为92.47%。微波-活性炭法目前的研究主要集中于对模拟水样的处理，深入研究微波的氧化机理及微波处理过程中的影响因素与规律具有重要意义。

四、结语

上述各种脱氮技术都存在着某些缺陷或不足，但随着科学技术的持续发展与新型理论与工艺的不断涌现，以后废水处理技术将会朝着节能、环保、资源化、高效经济等方向发展，同时研发生活废水初步处理装置或建造简易处理构筑物等，尽最大努力做到从源头上减少氨氮废水的排放，从而达到更高层次的环境效益目标，并最终为水体氮的有效控制和水环境生态平衡提供有力支撑与保障。

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