袁景冬

氮元素在自然界存在的一般形式为NO3- ，水体污染后则形成了氨氮，一部分以游离氨的形态存在，一部分以离子形态存在，主要取决于溶液的pH。氨氮废水会导致水中溶解氧下降有害物质增多，危害水生动物的生命安全，并且间接通过食物链损害人体健康，因此去除水中氨氮是解决水体富营养化和生命健康的有效办法。

国内外学者进行了大量研究，目前氨氮去除主要方法包括化学法，生物法和物理法。化学沉淀法药剂成本高，使用量大，容易发生二次污染，但处理时间短，效率高。生物处理需要大量的时间并产生高污泥量，但是生物法污染小，符合环境保护理念。吸附法因成本低，可有效资源回收，近年来备受关注[1]。常见的吸附剂有活性炭、沸石、斜发废石、Na-改性沸石、膨润土、树脂等。活性炭吸附不容易再生，沸石比表面积小，不适合处理大量废水。而螯合树脂，比表面积大，易于再生并锌离子有特殊吸附功能[2]，利用过渡金属和氨的配位作用，将水中的氨氮去除掉，以载锌亚胺基二乙酸基螯合树脂(简称锌基树脂)。反应可以表示为：

M 为金属元素，一般包括 Cu、Zn 和 Ni。

其比表面积大，吸附性能好。化学沉淀磷酸铵镁法（鸟粪石[3]（简称MAP 法）是指在废水中投加Mg2+，PO43-等与NH4+反应生成MAP，其处理对象包括垃圾渗滤液、化工、冶金等多种废水。MAP 化学沉淀法具有工艺简单，运行稳定等特点近年来成为关注焦点[4]。吹脱法，有流程简单、操作简便、处理效果稳定等优点，实用性较强，一般用于高浓度氨氮废水的处理，但是处理氨氮浓度往往不达标，需要和其他方法联合使用。折点加氯法，处理效率高，但是处理之后溶液中会有余氯的剩余，因此需要再次处理。

本文旨在介绍氨氨废水的处理方法，以便针对不同类型的废水，选择最经济，有效的处理方法。

1 化学沉淀法

磷酸铵镁（鸟粪石简称MAP 法）是指在废水中投加Mg2+，PO43-等与NH4+反应生成MAP，其处理对象包括垃圾渗滤液、化工、冶金等多种废水。MAP 法除了可以去除废水中的氨氮和磷，而且生成的沉淀物具有广泛的应用。例如用于种植花草、林木、景观盆栽等，是一种效率极高的缓释肥[5]。此外，磷酸铵镁还可以制作动物的饲料，清洁剂，甚至还是部分化妆品的重要组成。MAP 法可以高效的去除中等浓度以及较高浓度氨氮废水中的氮和磷，并且处理后的生成物符合环境友好、资源节约的理念，可以作为二次资源再生利用。

但是磷酸铵镁法，药剂成本高制约了应用和推广，因此寻求廉价的镁、磷源和磷酸铵镁的循环使用就至关重要。研究表明，可以使用工业固体镁源如氧化镁，或者通过直接热解法、加碱热解法和酸解法来进行磷酸铵镁法的循环，虽然在循环过程中会损失一部分磷源，但是相比只使用一次而言可以节约80%的成本。

2 吹脱

吹脱就是通过调节剂使得溶液pH 值升高，高浓度的氨氮转化为游离态的氨，通过给空气外加动力，溶液中的游离氨从溶液中吹出来进入空气中而得以分离。是目前我国处理高浓度氨氮废水的主要方法。主要用来处理垃圾渗滤液，猪场养殖废水，印染废水等高浓度氨氮废水。利用铵根离子和水中氨分子的动态平衡，通过调节体系pH，使水中的氨氮主要以游离氨的形式存在，再进行曝气吹脱，使得废水中的氨气向气相转移，最终达到去除氨氮的效果。吹脱法去除氨氮整体效果较好，氨氮去除率可达78%左右，且反应易于控制、操作简单，但仍然存在很多不足之处。

3 传统生物法

传统硝化- 反硝化技术主要是通过硝酸盐菌和亚硝酸盐菌在好氧条件下的氧化作用，使得氨氮转化成NO3- 和NO2- ，然后提供一个缺氧的状态，通过反硝化作用，使NO3- 和NO2-还原为氮气，最终达到脱除氨氮的效果。有机碳源、温度、溶解氧、pH 值等因素均会影响该过程。其优点是处理费用低、不产生二次污染。传统生物硝化反硝化中，常采用的方法有A/O、A2/O、SBR 序批式等。总体来说，硝化- 反硝化方法是生物法脱氮应用中较为成熟的一种方法。当然，该方法同样存在一些缺点：（1）通常只适用于处理低浓度氨氮废水，例如城市生活污水（2）比如补充碳源从而配合氨氮的去除，从而会导致运行的经济成本的提高（3）投碱量大（4）存在占地面积大、反应速度慢、污泥驯化时间长产生污泥量高。

20 世纪80 年代，荷兰Delft 技术大学在一个中试规模的反硝化流化床中发现了厌氧氨氧化反应，即在厌氧或缺氧环境下，以为电子供体，NO2-- N 为电子受体，将污水中氮素转化成N2和少量NO3-- N 与传统硝化- 反硝化技术相比，厌氧氨氧化工艺具有无须碳源、曝气能耗低且污泥产量低等优势，可以处理高浓度氨氮废水。但厌氧氨氧化菌倍增时间长，反应器启动缓慢，极大的限制厌氧氨氧化工艺的应用。

4 离子交换法

5 吸附法

吸附法通常利用吸附剂极强的吸附能力、离子交换能力以及较大的比表面积将水中的氨氮附着在吸附剂表面，从而使废水得到净化。之后，再进行通过脱除过程将继续及再生，将体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来，因而限制了这些吸附剂的使用范围。例如负载过渡金属的螯合树脂，通过过渡金属与氨的配位能力，使得氨从溶液中脱除，但是，在去除氨氮的过程中，负载的过渡金属也会脱落，此外，在对氨氮回收的过程中，负载的金属也会脱落，导致循环使用的效率不高，同时吸附很容易达到饱和，只适合处理中低浓度氨氮废水。

6 折点氯化法

折点氯化法的工作原理是将氯水或者次氯酸钠加入废水当中，利用氯的氧化性将废水中的氨氮氧化，再将氧化后生成的氮气吹脱出体系的化学工艺。在水处理的过程中，通常需要保持一定的余氯量：需氯量= 加氯量- 余氯量。

折点加氯更适用于处理氨氮浓度100mg/L 以下的低浓度氨氮废水，其氯投加量相对减少，处理效果较好，况且减少了额外加碱回调pH 的处理费用，降低了处理成本费用。但是折点加氯法通常会产生副产物，导致二次污染严重。

7 结论

以上方法的使用或者是联合使用可以处理高中低浓度的氨氮废水，并且均有着良好的处理效果，对于化学沉淀法、吹脱法，一般来说用来处理高浓度氨氮废水，离子交换法、吸附法、生物法和折点加氯法一般用来处理中低浓度氨氮废水。