氨氮废水处理方法综述
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摘要：分析了水中氨氮的来源及危害，综述了氨氮废水的处理方法，讲述各方法的工作原理、研究情况。并分析了各方法的优缺点，提出了氨氮废水处理方法的发展方向。
关键词：氨氮废水；处理方法；发展
Abstract: the sources and hazards of ammonia nitrogen,ammonia nitrogen wastewater treatment, about the variousmethods work, to study the situation. And analyze the advantages and disadvantages of each method, proposedthe development direction of the ammonia nitrogenwastewater treatment methods.Key words: ammonia wastewater; approach; development
中图分类号：X703文献标识码：A 文章编号：
引言：由于工农业的发展、人口的剧增及城市化，大量含NH3-N的生活污水和工业废水被排入天然水体。存在于水中的NH3-N对人体有一定的毒害作用，对水中的生物也有一定的毒性，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。NH3-N作为一种无机营养物质，还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。NH3-N的大量排放，造成了水环境的污染。水体中的NH3一N污染已引起国内外社会各界的广泛关注。我国在1988年实施的地面水环境质量标准GB3838—88中规定硝酸盐、亚硝酸盐、非离子氨和凯氏氮的标准。十多年以后，国家在GHZBl—1999增加了NH3-N的排放标准，在GB3838—2002标准中增加了TN控制。可见处理NH3-N废水的重要性，分析当前的技术进展具有重要的现实意义。
一、常用氨氮废水处理方法
1、生物法
生物法处理氨氮废水主要包括传统硝化反硝化、短程硝化反硝化、同时硝化反硝化、厌氧氨氧化等工艺。硝化阶段是将氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐，反硝化阶段是将硝化阶段的产物还原为氮气。厌氧氨氧化则是在厌氧条件下，氨氮提供电子，硝酸盐或亚硝酸盐接受电子，直接将氨氮、亚硝酸盐或硝酸盐转变成氮气。生物法处理含有机物的较低浓度氨氮废水效果较好，但是处理时间较长，效果不稳定，占地面积大。短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺处理高浓度氨氮废水效率比较高，但它们的工艺条件要求相当严格，在实际应用中难于控制。
生物脱氮工艺过程
2、空气吹脱法
空气吹脱法的原理是加碱使离子铵转化为游离氨，然后通入空气，利用液相中氨的平衡浓度与实际浓度差异，使氨进入气相脱出。姜维等用空气吹脱法对某皮革厂综合废水进行处理，并对该方法做了经济评估，确定了最佳的处理条件为pH=l 1，气液比=1800，温度25—350C。在进水氨氮浓度为3042mg／L的条件下，氨氮去除率达到78．1％-83．5％，吨水处理成本约为3．6l元。吹脱法脱氮效率高，占地面积小，操作灵活，可用于高浓度氨氮废水的预处理，但氨氮转化为气态，会造成二次污染。该方法受温度影响较大，在温度较低的时间和地区，吹脱法的处理效果会大大降低。处理效果也会受装备尺寸的影响，装置和管道容易结垢。该方法不断鼓气需要消耗大量电力，要求pH较为严格，出水还要进一步对pH进行调整，处理费用较高。
3、折点加氯法
折点加氯法的原理是在氨氮废水中加入过量氯或次氯酸钠，使氨氮废水中的氨氮转化为氮气。发生的反应表示为：
NH4++1．5Hclo0．5N2+1．5H20+2．5H++1.5Cl-
随着氯气通入量的增加，废水中的氨氮浓度降低，在某一点氨氮浓度为O，此时废水中的氯的量也最低，我们称这点为转折点。罗光英用折点加氯法对氨氮废水进行处理，考察了加氯量与各水质指标之问的关系，证明该方法可以去除废水中的氨氮。但是处理过程需要通人大量的氯，处理成本较高。折点加氯法处理氨氮废水效果好，设备简单，反应速率快且完全，通入氯气对水可以起到消毒作用。但液氯储存和使用的要求较高，出水需调节pH，成本高，副产物会造成二次污染。
4、化学沉淀法
化学沉淀法是在氨氮废水中添加化学药剂．使氨氮转化为难溶的物质从而从水体中去除的方法。磷酸铵镁法(MAP法)于近年产生之后，迅速受到广泛的研究与应用。杨阳等采用MAP法处理含氨氮1000mg/L养猪废水。考察了该方法处理养猪废水的的影响因素。在pH=9．5，n(PO43-):n(NH4+):n(Mg2+)=1：l：1.2，反应10min时，去除率达到95．1 5％。采用分段加药方式，处理效果达到97．26％，使MAP法工艺条件得到进一步优化。化学沉淀法处理氨氮废水原理简单，操作灵活，处理效果好，产物能作为缓释肥使用。但是反应过程需要投加大量的药剂，费用较高。
5、液膜法
液膜法是指液态氨易溶于膜相，利用液相与膜相中氨氮的浓度差使氨氮进入膜相。并与膜相中的酸发生解脱反应：NH3+H+NH4+，尚晋等用液膜法对初始氨氮浓度为1000mg/L的模拟废水进行处理。液膜法处理氨氮废水效率高，耗能少，无二次污染，但在处理过程中往往伴生着水渗透蒸馏的过程，使处理难度增大，成本增加，对这个过程的控制是液膜法运用的难点。
二、处理氨氮废水的新工艺
1、电化学氧化法
电化学法通过两种途径去除废水中的氨氮：
(1)直接电氧化：NH3在阳极直接被氧化为N2和水。
NH3+30H1/2N2+3H20+3e-
(2)间接电氧化：Cl-在阳极被氧化为Cl2，再作为强氧化剂使水中的氨氮氧化为N2。2Cl-C12+2e-
C12+H20HOCl+H++CI-
2NH4++3HOClN2+3H20+5H++3C1一
此过程以间接电氧化为主。欧阳超旧等用电化学氧化对氨氮的去除条件进行研究。确定pH为6~lO，电流密度为85mA／cm2,CI-浓度为8．0g／L为该实验的最佳条件。而且证明Ru02-IrO2—TiO2／Ti电极具有优越的性能。在最佳工艺条件下，进水氨氮浓度为1800～2000mg／L的猪场废水处理后，氨氮去除率3h内达到98．22％。电化学法能够有效地处理高浓度氨氮废水，工艺简单，操作方便，但是该方法耗电量大，成本较高。
2、光催化氧化法
光催化氧化法是利用半导体材料满价带和空导带的电子结构。当用紫外光照射时，TiO：价带上的电子被激发进入导带，在价带上形成空穴。空穴将TiO：表面的OH一和H：O分子氧化为·OH，·OH具有很强的氧化性，从而实现对氨氮的氧化。乔世俊等用光催化氧化法对质量浓度为1460mg／L的氨氮废水进行处理，反应时间为24h时，可以达到95％以上的氨氮去除率。光催化技术具有低能耗、操作方便、反应条件温和，但氨氮废水的氧化产物N02-和N03-对人体还是有害的，需要进一步处理。对于光催化剂的研究目前还处在实验室研究阶段，光催化机理和反应影响因素还有待进一步分析，更稳定有效的催化剂制备还在研究之中。
3、超声波法
超声波的传播是波的膨胀和压缩交替的过程，在膨胀周期内，超声波对液体产生负压效应，使液体断裂产生空穴，形成空化核。空化核在极短时间内迅速破裂，在周围极小的空间内形成局部高温(高达5000K)高压(可达50MPa)，并伴随强烈的冲击波和速度高达100m／s的微射流。高温高压可使水分子裂解为·H、·HO、·H02和H：O：等强氧化自由基来氧化氨氮，另外在冲击波和微射流的作用下，氨氮分子进入气泡中直接进行热解反应，降解速度较快。结果表明，随着pH的升高，氨氮的去除效果越好；随着氨氮浓度和气液比增大，氨氮的降解率也升高，当其值增大到一定程度时，在一定声场下，随着辐射时间的延长，氨氮降解率基本不变。在优化条件pH值11，气液比800，氨氮浓度4948mg／L，经超声辐射2h后，降解率可达97．64％，可达标排放。超声波是一种先进、高效的废水处理技术，可以用来处理多种废水中的化学污染物，特别是用来对一些难降解、有毒有机污染物和氨氮的处理，工艺简单，降解速度快，和其它方法联用方便，成本低廉。但是，迄今缺乏高效的、大批量处理或流水式连续运行的声学操作系统，这是声化学研究的瓶颈。对于氨氮废水的处理，目前还处在研究阶段，工艺条件还需进一步研究。
结束语：
氨氮废水的处理在国内外都是一项技术难题。处理氨氮废水，单独使用物理、化学或生物的方法都不能使废水达标排放，今后研究的方向是把二种或三种处理方法结合起来，达到基建和运行成本最低、处理水效果最好、无二次污染和出水水质符合国家规定的排放标准。
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