氨氮廢水處理技術發展現狀

王 洋

栗田工業（蘇州）水處理有限公司 江蘇 蘇州 215011

1 氨氮廢水的特點

氨氮廢水如果經過處理就直接被排放到的水體中，這會對水生生態環境造成破壞。氨氮作為的污染水體的關鍵對象，其氧化分解會消耗大量氧氣，這竟會導致水體中溶解氧含量見到降低，進而會對水中植物和動物的生長、繁殖造成不良影響，情況嚴重時會導致植物和動物發生死亡[1]。同時，氨氮與銨鹽相比，其毒性更強，如果水中的氨氮含量出現超標情況，對于水中的生物來說會產生毒害作用。特別是在氧氣充足狀態下，氨氮在水中微生物的作用下，氨氮會被氧化，進而會生產亞硝酸鹽，再結合蛋白質，最終生產亞硝酸鹽，若亞硝酸鹽通過水生物進入到人的提內，會致癌，或者發生畸形[2]。因此，為了對氨氮廢水進行處理，減少水生生物對人體健康生命造成嚴重威脅，要采取合理技術對氨氮廢水基處理，降低廢水中氨氮濃度，進而將氨氮廢水對于生態環境的影響控制在最小，改善生態環境，提高人們生活質量。

2 處理含氨氮廢水的常用技術

2.1 吹脫法處理氨氮廢水

吹脫法實際上就是利用調節升高氨氮廢水的PH值，將高濃度氨氮轉變成游離氨，向空氣外加動力，從而氨氮廢水中的游離氨從溶液中吹出進入到空氣中，完成分離作業。吹脫法是現階段我國處理高濃度氨氮廢水采用的一直主要方法，該方法主要用戶處理垃圾滲濾液，印刷廠廢水，以及半導體工廠產生的氨氮廢水，這些廢水中氨氮含量較高，因此，采用吹脫法效果相對較好[3]。通過對銨根離子與水中到的氨分子的動態平衡狀態的應用，進而實現對廢水PH值的調節，進而讓氨氮廢水中氨氮離子主要以游離氨狀態存在于廢水中，然后通過曝氣吹脫方式，讓廢水中得氨氣得到轉移，進而實現去除氨氮廢水中氨氮的目的。

從吹脫法的具體應用情況來看，該方法去除氨氮廢水中的氨氮效果較好，適用于處理氨氮濃度為500mg/L以上的高濃度氨氮廢水，并且，操作起來相對簡單，容易對反應進行控制。但是，該方法在具體應用期間也存在一定不足。特別是采用汽提法對氨氮廢水進行處理時，處理1000kg廢水需要應用500kg蒸汽；若在氨氮廢水時，采用汽提法處理600m3廢水，經過處理后廢水中氨氮含量2.35 mmol·L-1，這會浪費掉大量的氨。在實際處理期間，為了確保經過治理后的液體可以的滿足應用排放要求，對于采用的吹脫技術要采取閉式循環法，保證經過處理后的排放氨可以滿足大氣污染物和惡臭污染物排放標準。可見，吹脫法主要適合應用在濃度較大的氨氮的預處理中，吹脫法經常與其它處理氨氮廢水方法進行聯合，完成氨氮廢水處理，吹脫法適合應用在PH值超過10.5的環境中。

2.2 化學沉淀法處理氨氮廢水(MAP)

將化學沉淀法應用到處理氨氮廢水中，就是向氨氮廢水中加入適量Mg2+與 PO43-藥劑，從而使氨氮廢水中的NH4+發生化學反應，從而生成難以溶于水中的沉淀物，完成上述作業后，回收氨氮廢水中氮磷。化學沉淀法主要適合應用在處理高濃度的氨氮廢水中，通過對該處理方法進行應用，對于氨氮廢水的脫氮效率能夠超過90%。同時，在確定廢水中沒有毒害物質基礎上，沉淀脫除獲取到的磷酸銨鎂可以作為一種肥料。從氨氮廢水的具體處理情況來看，在處理時采用化學沉淀法，工藝設計十分簡單，而且在進行氨氮廢水處理時，化學反應十分穩定，而且受到外界各項因素較小，具有很強抵抗沖擊能力，達到高效脫氮目的，化學沉淀法可以應用在不同濃度的氨氮廢水中[6]。需要注意的是，在采取化學沉淀法時，作業人員要對投入氨氮廢水中各種藥劑量進行控制，并且要對處理后產生的沉淀物的應用方向進行明確，同時，需要作業人員注意的是，經過處理后的廢水中氨氮殘留量濃度仍然較高，因此，要采取相應措施進行處理。

2.3 折點氯化法

折點氯化法是一種具有代表性的化學氧化法，該方法在具體應用期間就是投加過量的次氯酸鈉或者氯，進而將廢水中的氨完全氧化成N2，在具體處理期間，當投入廢水中的氯氣達到某一點時，此時，水中游離氯含量最低，氨濃度降低到零，該點就是折點。折點氯化法在具體應用期間不會受到水溫度影響，操作簡單，在寒冷地區此法特別有吸引力。在pH為6～7、每mg氨氮氯投加量為10mg、接觸0.5～2h的情況下，氨氮的去除率為90～100%。雖然此法反應速度快，投資成本低，但是液氯的安全使用和貯存要求高，且運行費用也高。副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用于處理氨氮濃度低于50mg/L的氨氮廢水。

2.4 離子交換法處理氨氮廢水

采用離子交換法對氨氮廢水進行處理，沸石是具體處理過程中最為常用的一種載體，從而達到提高氨氮脫除率的最終目的。通過對以往研究和作業經驗進行總結分析可知，采用離子交換法時，每克沸石能夠吸附氨氮15.5mg，處理效果良好。當沸石飽和時，要采用NaCL濃液對其進行再生，然后利用化學沉淀法，對再生液進行脫氮，效果良好。沸石具有比表面積大，吸附性能好，離子交換能力強，化學性能穩定等特點。沸石對氨氮的去除有著較好的效果，并且由于沸石資源在我國儲量豐富、成本低廉。但是，離子交換法在具體應用過程中，該處理方法與其它處理方法相比，采用沸石交換脫除工藝，操作工藝相對來說較為復雜，該方法適合處理濃度相對較低的氨氮廢水，該方法適合應用處理氨氮濃度低于500mg/L的氨氮廢水中。

2.5 膜吸收法處理氨氮廢水

2.5.1 反滲透技術

該項技術應用在氨氮廢水中原理就是采用半透膜選擇溶質截留作用，進而通過可靠方式完成對溶劑和溶質的分離，該項技術在具體應用期間，具有無污染、低能耗、工藝先進、維護容易等多項特點。處理氨氮廢水過程中采用反滲透技術，為了確保反滲透脫除氨氮廢水具有較高效率，必須要提高足夠壓力，同時，利用選擇性膜，實現析出，為了提高銨根的去除率，需要調節pH到中性。在具體處理期間，適當提高膜一側氨氮溶液濃度，針對高濃度溶液，需要配備與之相同的反滲透壓力，確保脫除氨氮效果始終都能夠保持一個相對較高狀態，進而滿足作業需求[8]。

2.5.2 電滲析技術

在采用電滲析技術對氨氮廢水進行處理時，要設置直流電廠，以離子交換膜本身具有的選擇透過特性，從而促使電解質溶液能夠能夠實現對離子的分離，該方法適合應用在處理氨氮濃度低于50mg/L以的氨氮廢水中。從電滲析技術在處理氨氮廢水應用具體效果來看，該項技術能夠高效完成對氨氮廢水中氨氮的分離，而且前期經濟投入相對較少，消耗處理藥劑和能源也都較少，同時，整體操作工藝相對簡單，實現起來容易，而且經濟效益良好。此外，采取電滲析技術處理，不會產生對生態環境造成污染的副產物，這也使該項技術在具體應用時具有較大優勢，這也是該項技術得到了廣泛應用的一項主要原因。

2.6 生物法處理氨氮廢水

2.6.1 硝化反硝化

在處理氨氮廢水處理中可以采用傳統生物硝化反硝化脫氮技術，該項技術在具體應用過程中主要分為了以下兩個階段：

（1）硝化

該階段就是在好氧狀態下，通過對亞硝酸鹽硝酸鹽的合理應用，進行氧化，使氨氮與亞硝酸鹽硝酸鹽進行化學反應，生成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，從而達到去除氨氮廢水中氨氮的目的。

（2）反硝化

該過程指的是在缺氧狀態下，采用反硝化菌還原亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，生產氮氣，達到脫除氨氮廢水中氮的目的。硝化反硝化技術在實際應用期間，整體工藝相對來說比較簡單，并且，具體反應過程相對來說比較穩定，投入少，成本低，并且不會再次生產污染物。需要注意的是，在實際操作期間，要做好硝化細菌具體濃度的控制，而且要適當補給碳源，避免發生浪費，而提高運行成本。

2.6.2 新型脫氮技術

（1）短程硝化反硝化

該方法在應用時，反應可以在同一容器中開展，先在有氧條件進行反應，采用氨氧化細菌，讓氨氮轉變為亞硝酸鹽，為了避免的亞硝酸鹽被氧化，可以在缺氧狀態下反應，在具體處理上，通過外加碳源和有機物方式，讓亞硝酸鹽發生反硝化反應，生成氮氣。

（2）同硝化反硝化

硝化反硝化在都在同一容器中。含氨氮廢水溶解氧在擴散速度受限，在該背景下，生物膜和微生物體都會有較高濃度的溶解氧，這也就為好氧硝化菌提供了一個良好的生長和繁殖空間，而且會在內部會形成缺氧空間，進而為反硝化細菌生長與繁殖營造一個良好條件，實現同硝化反硝化反應。

（3）厭氧氨氧化ANAMMOX

在厭氧環境下，加將NH4+作為供體，NO2--N為電子受體，采用厭氧氨氧化菌將氨氮轉變為N2。ANAMMOX菌是專性厭氧自養菌，因而非常適合處理含NO2-、低C/N的氨氮廢水。ANAMMOX工藝是投資回報很高的工藝。與傳統的硝化/反硝化工藝相比，運行成本和二氧化碳產量的減少均高達90%。此外，該工藝只需要相當于傳統工藝一半的空間。不消耗甲醇或其他碳源，剩余污泥產量極少。該方法更加經濟環保，但是其應用效果受溫度、PH、有機物等多項因素影響。由于ANAMMOX菌生長緩慢，只有在高濃度時才顯示出活性，因此適用于處理氨氮濃度為500mg/L以上的高濃度氨氮廢水。

3 結語

隨著人們對氨氮廢水處理研究的不斷深入，人們研制了多種不同處理氨氮廢水技術。在實際處理期間，要依據具體情況進行對比，確保采用的技術具有較強的適用性，在提高處理氨氮效率基礎上，具有良好的經濟效益和環境效益。