氨氮廢水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀

汪小龍

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化普及率越來越高，我國的環(huán)境問題也越來越突出。在各類水環(huán)境污染中，氨氮污染是水類污染的主要來源。氨氮污染形成的主要原因是生活廢水和工廠產(chǎn)生的污水，水中的氨氮含量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致魚類無法生存，水體平衡失穩(wěn)，生態(tài)環(huán)境遭受破壞。近年來，在氨氮廢水的處理技術(shù)方面有了很大進(jìn)步，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)研究，指出相關(guān)氨氮處理技術(shù)的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，并對今后氨氮廢水的發(fā)展趨勢作了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：氨氮廢水；處理技術(shù)；現(xiàn)狀

氨氮是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要因素，會(huì)造成水中的藻類及微生物生長過快，降低水體中的溶解氧，使魚類及其他水生生物缺氧死亡，對水質(zhì)造成嚴(yán)重影響。另外，氨氮也會(huì)轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，長期飲用這類水會(huì)誘發(fā)高鐵血紅蛋白癥。當(dāng)水中的亞硝酸鹽氮含量過高時(shí)，能夠與蛋白質(zhì)結(jié)合形成一種強(qiáng)致癌物質(zhì)——亞硝胺，對人體造成嚴(yán)重危害。過量的氨氮對廢水的處理造成了嚴(yán)重影響，尋求經(jīng)濟(jì)高效的去除氨氮方法對人類生活及生產(chǎn)具有重大意義。

一、中低濃度氨氮廢水常用處理方法

（一）生物處理法

生物法是利用各種微生物的協(xié)同作用，通過氨化、硝化、反硝化等一系列反應(yīng)使廢水中的氨氮最終轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀欧艔亩コ钡姆椒?。生物法處理氨氮廢水存在的主要問題是反應(yīng)流程長、反應(yīng)器大、占地多、常需外加碳源、供氧量大等，造成處理費(fèi)用高。高濃度的氨氮對硝化過程有抑制作用，因此傳統(tǒng)生物法一般用于低濃度氨氮廢水脫氮。

（二）折點(diǎn)氯化處理法

折點(diǎn)氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中，利用次氯酸將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀欧?，從而去除氨氮。在通氯過程中，水體中氨氮的濃度隨著氯氣通入量增加而降低，將氨氮濃度降為0的一點(diǎn)稱為折點(diǎn)，此時(shí)水體中的游離氯離子的含量也最低。折點(diǎn)氯化法處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響，適用于較低濃度氨氮廢水的處理，常作為深度處理方法與其他氨氮廢水處理方法聯(lián)用，但液氯儲(chǔ)存和使用的要求較高，同時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物氯胺和氯代有機(jī)物會(huì)造成二次污染。

（三）離子交換處理法

離子交換法是利用固相對水中的氨氮進(jìn)行吸附并釋放出等價(jià)離子的原理進(jìn)行氨氮脫除，常用的固相有沸石、樹脂、活性炭等。這種處理方法成本低廉，常用于處理氨氮廢水。離子交換法工藝簡單、操作方便、占地面積小，但在處理過程中，需對原水進(jìn)行預(yù)處理，并對吸附相進(jìn)行解吸再生，產(chǎn)生的再生液也必須進(jìn)行處理，否則會(huì)造成二次污染。

二、高濃度氨氮廢水常用處理方法

目前，高濃度氨氮廢水的脫氮主要采用物化法和新型生物脫氮法。其中，因經(jīng)濟(jì)成本等因素，物化法通常用于高濃度氨氮廢水的預(yù)處理，其主要包括吹脫法、化學(xué)沉淀法等。

（一）吹脫處理法

吹脫法利用堿性條件下水中氨氮主要以游離氨存在的特性，向水體中通入氣體使氣液之間充分接觸，水中的游離氨穿過氣液界面向氣相轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到脫除水中氨氮的目的，通入的氣體常用空氣和蒸汽，常見設(shè)備為吹脫塔。吹脫法主要用于對高濃度氨氮廢水的預(yù)處理，其脫氮效率較高，但處理過程中需要通入大量蒸汽，能耗大。釋放出的氨氣會(huì)造成二次污染，需強(qiáng)酸吸收廢氣，設(shè)備易結(jié)垢。

（二）化學(xué)沉淀處理法

化學(xué)沉淀法是通過向水中加入化學(xué)藥劑，使氨氮轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)，化學(xué)沉淀法操作簡單易懂，對氨氮的去除率高，沉淀物不僅是一種農(nóng)業(yè)肥料，還可作為滅火劑進(jìn)行滅火，但沉淀劑在水體中引入的余磷易造成二次污染。化學(xué)沉淀法主要用于處理可生化性差的高濃度氨氮廢水，但近幾年的研究表明，此方法對低濃度氨氮也有一定去除能力，但受初始氨氮濃度的影響較大。

三、新型氨氮廢水處理技術(shù)

如前所述，傳統(tǒng)生物法在處理氨氮廢水總有各種缺陷。因此尋求高效經(jīng)濟(jì)的新型生物脫氮法一直是科學(xué)工作者堅(jiān)持不懈的奮斗目標(biāo)。創(chuàng)建新型生物理論和研發(fā)新型脫氮工藝是高濃度氨氮廢水處理的前進(jìn)方向，符合經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，具有光明廣闊的前景。

（一）厭氧氨氧化處理法

厭氧氨氧化是指在缺氧條件下，以NO2--N為電子受體，NH3為電子供體，厭氧氨氧化菌將氨氮轉(zhuǎn)化為N2的過程。相較于傳統(tǒng)硝化工藝能耗大、需外加碳源、產(chǎn)生大量溫室氣體，厭氧氨氧化更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保。近年來，厭氧氨氧化技術(shù)已逐步應(yīng)用工程實(shí)際中，并形成了多種工藝。與其他脫氮技術(shù)相同，厭氧氨氧化脫氮效果和穩(wěn)定性受到PH、溫度、COD、重金屬等多種因素的影響。因此提高反應(yīng)速率，菌種生長、停留時(shí)間以及在低溫條件下出水濃度保持在較低范圍內(nèi)將是厭氧氨氧化技術(shù)未來研究與發(fā)展的方向。

（二）微波-活性炭法處理法

微波-活性炭法是利用微波反應(yīng)器對加入活性炭的氨氮溶液進(jìn)行加熱，活性炭對微波有很強(qiáng)的吸收能力，當(dāng)微波輻射到活性炭表面時(shí)會(huì)產(chǎn)生“熱點(diǎn)”，水中的氨接觸到“熱點(diǎn)”即被高溫脫除。通過模擬實(shí)驗(yàn)，研究了微波-活性炭法對氨氮的去除效果，氨氮的去除率為92.47%。微波-活性炭法目前的研究主要集中于對模擬水樣的處理，深入研究微波的氧化機(jī)理及微波處理過程中的影響因素與規(guī)律具有重要意義。

四、結(jié)語

上述各種脫氮技術(shù)都存在著某些缺陷或不足，但隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與新型理論與工藝的不斷涌現(xiàn)，以后廢水處理技術(shù)將會(huì)朝著節(jié)能、環(huán)保、資源化、高效經(jīng)濟(jì)等方向發(fā)展，同時(shí)研發(fā)生活廢水初步處理裝置或建造簡易處理構(gòu)筑物等，盡最大努力做到從源頭上減少氨氮廢水的排放，從而達(dá)到更高層次的環(huán)境效益目標(biāo)，并最終為水體氮的有效控制和水環(huán)境生態(tài)平衡提供有力支撐與保障。

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