廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無(wú)機(jī)氨形成的氨氮，主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素之一， 對(duì)這類污水進(jìn)行回收利用時(shí)還會(huì)對(duì)管道中的金屬產(chǎn)生腐蝕作用， 縮短設(shè)備和管道的壽命，增加維護(hù)成本。

       目前常用于處理低濃度氨氮工業(yè)廢水的技術(shù)主要有吸附法、折點(diǎn)氯化法、生物法、膜技術(shù)等。

       01吸 附 法

       吸附是一種或幾種物質(zhì)（稱為吸附物）的濃度在另一種物質(zhì)（稱為吸附劑）表面上自動(dòng)發(fā)生變化的過(guò)程， 其實(shí)質(zhì)是物質(zhì)從液相或氣相到固體表面的一種傳質(zhì)現(xiàn)象。

       吸附法是處理低濃度氨氮廢水較有發(fā)展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固體作為吸附劑，根據(jù)吸附原理不同可分為物理吸附、化學(xué)吸附和交換吸附。

       處理低濃度氨氮廢水較為理想的是離子交換吸附法，它屬于交換吸附方法的一種，利用吸附劑上的可交換離子與廢水中的NH4+ 發(fā)生交換并吸附NH3 分子以達(dá)到去除水中氨的目的， 這是一個(gè)可逆過(guò)程， 離子間的濃度差和吸附劑對(duì)離子的親和力為吸附過(guò)程提供動(dòng)力。

       具有良好吸附性能且常用的吸附劑有：沸石、活性炭、煤炭、離子交換樹脂等，根據(jù)其吸附原理的不同，這些吸附材料對(duì)不同吸附物的吸附效果不同。

       該法一般只適用于低濃度氨氮廢水， 而對(duì)于高濃度的氨氮廢水，使用吸附法會(huì)因吸附劑更換頻繁而造成操作困難， 因此需要結(jié)合其他工藝來(lái)協(xié)同完成脫氮過(guò)程。

       對(duì)于傳統(tǒng)的吸附劑如沸石、交換樹脂等， 其對(duì)氨氮的處理率較高， 一般能達(dá)到90%以上。

       02折點(diǎn)氯化法

       折點(diǎn)氯化法是污水處理工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將氯氣通入氨氮廢水中達(dá)到某一臨界點(diǎn)，使氨氮氧化為氮?dú)獾幕瘜W(xué)過(guò)程，其反應(yīng)方程式為：NH4++1.5HOCl→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-

       折點(diǎn)氯化法的優(yōu)點(diǎn)為：處理效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達(dá)100%；該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機(jī)物含量越少時(shí)氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應(yīng)迅速完全；能對(duì)水體起到殺菌消毒的作用。

       但是折點(diǎn)氯化法僅適用于低濃度廢水的處理， 因此多用于氨氮廢水的深度處理。該方法的缺點(diǎn)是：液氯消耗量大，費(fèi)用較高，且對(duì)液氯的貯存和使用的安全要求較高， 反應(yīng)副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

       03生 物 法

       生物法是指廢水中的氨氮在各種微生物作用下，通過(guò)硝化、反硝化等一系列反應(yīng)最終生成氮?dú)猓瑥亩_(dá)到去除的目的。對(duì)于可生化性高的廢水（BOD/COD＞0.3），氨氮可通過(guò)生物法脫除。

       生物法具有操作簡(jiǎn)單、效果穩(wěn)定、不產(chǎn)生二次污染且經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)為占地面積大，處理效率易受溫度和有毒物質(zhì)等的影響且對(duì)運(yùn)行管理要求較高。

       同時(shí)，在工業(yè)運(yùn)用中應(yīng)考慮某些物質(zhì)對(duì)微生物活動(dòng)和繁殖的抑制作用。此外，高濃度的氨氮對(duì)生物法硝化過(guò)程具有抑制作用， 因此當(dāng)處理氨氮廢水的初始質(zhì)量濃度＜300 mg/L 時(shí)，采用生物法效果較好。

       1、傳統(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)

       傳統(tǒng)生物硝化反硝化脫氮處理過(guò)程包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。硝化過(guò)程是指在好氧條件下，在硝酸鹽和亞硝酸鹽菌的作用下， 氨氮可被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮；再通過(guò)缺氧條件，反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮?dú)猓?從而達(dá)到脫氮的目的。

       傳統(tǒng)生物硝化反硝化法中，較成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR 序批式處理法、接觸氧化法等。

       它們具有效果穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、不產(chǎn)生二次污染、成本較低等優(yōu)點(diǎn)。但該法也存在一些弊端，如必須補(bǔ)充相應(yīng)的碳源來(lái)配合實(shí)現(xiàn)氨氮的脫除， 使運(yùn)行費(fèi)用增加；碳氮比較小時(shí)，需要進(jìn)行消化液回流，增加了反應(yīng)池容積和動(dòng)力消耗；硝化細(xì)菌濃度低，系統(tǒng)投堿量大等。

       2、新型生物脫氮技術(shù)

     （1）短程硝化反硝化技術(shù)。短程硝化反硝化是在同一個(gè)反應(yīng)器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細(xì)菌將氨氧化成亞硝酸鹽，阻止亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化，然后直接在缺氧的條件下， 以有機(jī)物或外加碳源作為電子供體，將亞硝酸鹽進(jìn)行反硝化生成氮?dú)狻?/p>

       短程硝化反硝化與傳統(tǒng)生物脫氮相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于活性污泥法，可節(jié)省25%的供氧量，降低能耗；節(jié)省碳源，一定情況下可提高總氮的去除率；提高了反應(yīng)速率， 縮短了反應(yīng)時(shí)間， 減少反應(yīng)器容積。

       但由于亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌之間關(guān)系緊密，每個(gè)影響因素的變化都同時(shí)影響到兩類細(xì)菌， 而且各個(gè)因素之間也存在著相互影響的關(guān)系， 這使得短程硝化反硝化的條件難以控制。

       （2）同時(shí)硝化反硝化技術(shù)。當(dāng)硝化與反硝化在同一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行時(shí)， 即為同時(shí)硝化反硝化（SND）。

       廢水中溶解氧受擴(kuò)散速度限制，在微生物絮體或者生物膜的表面，溶解氧濃度較高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生長(zhǎng)繁殖，越深入絮體或膜內(nèi)部，溶解氧濃度越低，形成缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)，從而形成同時(shí)硝化反硝化過(guò)程。

       有實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)DO 為1mg/L，C/N=30，pH=7.2 時(shí)，COD、NH4+-N、TN 去除率分別為96%、95%、92%， 并發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)，升高或降低反應(yīng)器內(nèi)DO 濃度后，TN 去除率都會(huì)下降。

       同時(shí)硝化反硝化法節(jié)省反應(yīng)器， 縮短了反應(yīng)時(shí)間，且能耗低、投資省。

       （3）厭氧氨氧化技術(shù)。厭氧氨氧化是指在缺氧或厭氧條件下，微生物以NH4+為電子受體，以NO2- 或NO3- 為電子供體進(jìn)行的將NH4+。

       厭氧氨氧化技術(shù)可以大幅度地降低硝化反應(yīng)的充氧能耗，免去反硝化反應(yīng)的外源電子供體，可節(jié)省傳統(tǒng)硝化反硝化過(guò)程中所需的中和試劑， 產(chǎn)生的污泥量少。

       但目前為止，其反應(yīng)機(jī)理、參與菌種和各項(xiàng)操作參數(shù)均不明確。

       04膜 技 術(shù)

       1、反滲透技術(shù)

       反滲透技術(shù)是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于半透膜對(duì)溶質(zhì)的選擇截留作用，將溶質(zhì)與溶劑分離的技術(shù)，具有能耗低、無(wú)污染、工藝先進(jìn)、操作維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

       利用反滲透技術(shù)處理氨氮廢水的過(guò)程中， 設(shè)備給予足夠的壓力，水通過(guò)選擇性膜析出，可用作工業(yè)純水，而膜另一側(cè)氨氮溶液的濃度則相應(yīng)增高，成為可以被再次處理和利用的濃縮液。

       在實(shí)際操作中，施加的反滲透壓力與溶液的濃度成正比， 隨著氨氮濃度的升高，反滲透裝置所需的能耗就越高，而效率卻是在下降。

       2、電滲析法

       電滲析是在外加直流電場(chǎng)的作用下， 利用離子交換膜的選擇透過(guò)性， 使離子從電解質(zhì)溶液中分離出來(lái)的過(guò)程。電滲析法可高效地分離廢水中的氨氮，并且該方法前期投入小，能量和藥劑消耗低，操作簡(jiǎn)單，水的利用率高，無(wú)二次污染副產(chǎn)物。

       采用自制電滲析設(shè)備對(duì)進(jìn)水電導(dǎo)率為2920 μS/cm， 氨氮質(zhì)量濃度為534.59 mg/L 的氨氮廢水進(jìn)行處理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到在電滲析電壓為55V，進(jìn)水流量為24 L/h 這一最佳工藝參數(shù)條件下，可對(duì)實(shí)驗(yàn)用水有效脫氮的結(jié)論，出水氨氮質(zhì)量濃度為13 mg/L。