氨氮廢水處理技術的研究現狀

汪小龍

摘要：隨著我國經濟的快速發展，城鎮化、工業化普及率越來越高，我國的環境問題也越來越突出。在各類水環境污染中，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生的污水，水中的氨氮含量過高時，會導致魚類無法生存，水體平衡失穩，生態環境遭受破壞。近年來，在氨氮廢水的處理技術方面有了很大進步，根據現有的技術研究，指出相關氨氮處理技術的適用條件和優缺點，并對今后氨氮廢水的發展趨勢作了簡單介紹。

關鍵詞：氨氮廢水；處理技術；現狀

氨氮是導致水體富營養化的主要因素，會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，對水質造成嚴重影響。另外，氨氮也會轉化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，長期飲用這類水會誘發高鐵血紅蛋白癥。當水中的亞硝酸鹽氮含量過高時，能夠與蛋白質結合形成一種強致癌物質——亞硝胺，對人體造成嚴重危害。過量的氨氮對廢水的處理造成了嚴重影響，尋求經濟高效的去除氨氮方法對人類生活及生產具有重大意義。

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同作用，通過氨化、硝化、反硝化等一系列反應使廢水中的氨氮最終轉化為氮氣排放從而去除氨氮的方法。生物法處理氨氮廢水存在的主要問題是反應流程長、反應器大、占地多、常需外加碳源、供氧量大等，造成處理費用高。高濃度的氨氮對硝化過程有抑制作用，因此傳統生物法一般用于低濃度氨氮廢水脫氮。

（二）折點氯化處理法

折點氯化法是將氯氣通入氨氮廢水中，利用次氯酸將氨氮轉化為氮氣排放，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的一點稱為折點，此時水體中的游離氯離子的含量也最低。折點氯化法處理效果穩定，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用，但液氯儲存和使用的要求較高，同時產生的副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。

（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行吸附并釋放出等價離子的原理進行氨氮脫除，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，需對原水進行預處理，并對吸附相進行解吸再生，產生的再生液也必須進行處理，否則會造成二次污染。

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，因經濟成本等因素，物化法通常用于高濃度氨氮廢水的預處理，其主要包括吹脫法、化學沉淀法等。

（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移，從而達到脫除水中氨氮的目的，通入的氣體常用空氣和蒸汽，常見設備為吹脫塔。吹脫法主要用于對高濃度氨氮廢水的預處理，其脫氮效率較高，但處理過程中需要通入大量蒸汽，能耗大。釋放出的氨氣會造成二次污染，需強酸吸收廢氣，設備易結垢。

（二）化學沉淀處理法

化學沉淀法是通過向水中加入化學藥劑，使氨氮轉化為沉淀物質，化學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業肥料，還可作為滅火劑進行滅火，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

如前所述，傳統生物法在處理氨氮廢水總有各種缺陷。因此尋求高效經濟的新型生物脫氮法一直是科學工作者堅持不懈的奮斗目標。創建新型生物理論和研發新型脫氮工藝是高濃度氨氮廢水處理的前進方向，符合經濟社會可持續發展目標，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化為N2的過程。相較于傳統硝化工藝能耗大、需外加碳源、產生大量溫室氣體，厭氧氨氧化更加經濟環保。近年來，厭氧氨氧化技術已逐步應用工程實際中，并形成了多種工藝。與其他脫氮技術相同，厭氧氨氧化脫氮效果和穩定性受到PH、溫度、COD、重金屬等多種因素的影響。因此提高反應速率，菌種生長、停留時間以及在低溫條件下出水濃度保持在較低范圍內將是厭氧氨氧化技術未來研究與發展的方向。

（二）微波-活性炭法處理法

微波-活性炭法是利用微波反應器對加入活性炭的氨氮溶液進行加熱，活性炭對微波有很強的吸收能力，當微波輻射到活性炭表面時會產生“熱點”，水中的氨接觸到“熱點”即被高溫脫除。通過模擬實驗，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理及微波處理過程中的影響因素與規律具有重要意義。

四、結語

上述各種脫氮技術都存在著某些缺陷或不足，但隨著科學技術的持續發展與新型理論與工藝的不斷涌現，以后廢水處理技術將會朝著節能、環保、資源化、高效經濟等方向發展，同時研發生活廢水初步處理裝置或建造簡易處理構筑物等，盡最大努力做到從源頭上減少氨氮廢水的排放，從而達到更高層次的環境效益目標，并最終為水體氮的有效控制和水環境生態平衡提供有力支撐與保障。

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