車永強，李 梅，趙國輝，劉少禎，魏 磊，孫 曉，高英武

(1.洛陽黎明大成氟化工有限公司，河南 洛陽 471012；2.昊華氣體有限公司，河南 洛陽 471012)

近年來大自然中水體水華災害頻繁發(fā)生，主要由于工業(yè)廢水和生活污水中氮、磷等營養(yǎng)鹽類以及有機化合物的含量大大增加，使得水華類的浮游生物大量增殖。水華和赤潮災害已經嚴重制約沿海和水域周圍地區(qū)的經濟發(fā)展，因此為了減小對水體的污染，必須降低工業(yè)廢水中氨氮的含量。

目前處理廢水中氨氮含量的方法主要有吹脫法、化學沉淀法、離子交換法、折點氯化法、生物硝化反硝化法、電滲析法、電化學氧化法等。文章對這幾種方法在工程上的應用范圍和優(yōu)缺點進行了綜述。

1 吹脫法

吹脫法分為蒸汽吹脫和空氣吹脫，是國內處理氨氮廢水應用最多的方法。該方法是通過調節(jié)廢水的pH值以改變廢水中的銨根離子的反應平衡，使得銨根離子轉化成氨氣逸出。

影響廢水中氨氮吹脫效率的因素主要有廢水溫度、pH值、氣體流速、吹脫時間等[1]。曹國平等[2]提出的吹脫法處理氨氮含量為2500～3000 mg/L的廢水處理最優(yōu)條件為pH值為11，廢水溫度45℃，吹脫時間為3 h，氣水比為2880 m3/m3，廢水中氨氮去除率可以達到99.31%以上。劉文龍等[3]采用吹脫法對氨氮含量為4300 mg/L的廢水進行脫氮處理，試驗結果表明，當pH=11.5，溫度為80℃，吹脫處理120 min的氨氮去除率達99.2%，處理后氨氮含量低于60 mg/L。

彭人勇等[4]對氨氮廢水采用超聲吹脫技術進行深度處理，結果表明,在不調節(jié)廢水pH值，溫度為30℃，超聲波功率為100 W，反應時間為150 min的情況下，廢水中氨氮的脫除效率達90.78%，比傳統(tǒng)吹脫技術提高效率30%～40%。王有樂等[5]對比了傳統(tǒng)吹脫技術與超聲波吹脫技術處理高濃度氨氮水的效率，結果發(fā)現(xiàn)去除率增加了16.4%～17%，說明超聲波技術可以提高吹脫法處理氨氮廢水的效率。蒸汽吹脫效果相對于空氣吹脫效果好，而且可以有效減少設備的結垢現(xiàn)象，但是運行成本相對于空氣吹脫法高，應謹慎選擇。

使用吹脫法處理氨氮廢水操作簡單、容易控制，但謝鳳巖[6]指出空氣吹脫法在實際使用中氣溫對吹脫效果影響較大，北方地區(qū)冬季熱損失大，如果工廠沒有廢熱利用，運行成本會提高很多。吹脫塔在使用過程中容易結垢，運行中需要定期檢查和維護。

使用吹脫法處理后的氨氣還可以通過吸收制成氨水再利用，可以抵消一部分成本。但是處理后廢水的氨氮含量在100 mg/L左右，需要與其他方法配合使用才能有效地去除廢水中的氨氮，使之達到廢水中氨氮含量要求。

2 化學沉淀法

化學沉淀法是向氨氮廢水中加入鎂鹽和磷酸氫鹽，與廢水中的銨根離子反應生成磷酸銨鎂沉淀，俗稱鳥糞石，該方法也簡稱MAP沉淀法。反應生成的磷酸銨鎂沉淀可作為土壤的添加劑和建筑材料上的阻火劑，也可加工成醫(yī)用藥劑。因此，磷酸銨鎂具有一定的經濟價值。影響磷酸銨鎂沉淀效果的主要因素有廢水初始氨濃度、反應時間、pH值、沉淀劑類型及配比等。

在其他方法受限的情況下，可以采用化學沉淀法預處理，該方法操作簡單，不受溫度限制。處理后得到的鳥糞石具有一定的經濟價值。但是化學沉淀法藥劑使用量大，產生污泥較多。投入的藥劑又容易造成二次污染。適宜配套有磷酸鹽或者鎂鹽副產物的工廠應用，可以降低成本[7-9]。

3 折點氯化法

在氨氮廢水中通入Cl2或者NaClO，廢水中的銨根離子被氧化生成氮氣，當廢水中銨根離子含量最低，游離氯離子生成時，這時就達到了折點，游離氯離子在廢水含量中也最低，這種去除廢水中氨氮的方法就稱為折點氯化法。折點氯化去除廢水中氨氮是由于氯氣與氨發(fā)生化學反應，生成氮氣和水。此法主要影響因素為溫度、pH值、接觸時間以及氨氮與氯的量。反應方程式如下。

NH2Cl+HClO→NHCl2+H2O

2NH2Cl+HClO→N2↑+3H++3Cl-+H2O

李嬋君等[10]采用折點加氯法處理某含有低濃度氨氮的工業(yè)冶煉廢水，試驗結果表明,當pH=5.5～6.5，氯氣與銨根離子的物質的量之比為8.0:1或者8.2:1時，反應時間30 min，廢水中氨氮的濃度降至10 mg/L以下，達到國家要求的氨氮廢水排放標準。黃海明等[11]使用折點氯化法處理有機物少、鹽含量高、氨氮含量100～200 mg/L的工業(yè)廢水時，試驗結果表明，在pH=7，Cl：NH4=8：1，反應時間為10～15 min時，廢液中氨氮的脫除率達到98%。

折點氯化法常用于有機物少、含鹽量高，不能使用生物法處理的氨氮濃度在50 mg/L左右的工業(yè)廢水，或是對氨氮濃度較高的廢水進行深度處理。與別的方法相比較，折點加氯法具有反應速度快，去除氨氮效率高，不受水溫影響等特點。但由于折點氯化法操作需要精確控制，會產生副產物氯胺、氯代有機物等，造成水體的二次污染，需要在排放前對水體中的氯吸收處理。同時又因為酸的產生，又會增加廢水中總溶解性固體的含量。

4 生物硝化反硝化法(A/O法)

生物硝化反硝化法是通過厭氧細菌(A表示)和好氧細菌(O表示)發(fā)生硝化和反硝化反應，將廢水中的氨氮轉化為氮氣，從而達到處理的效果。硝化過程是在有氧條件下，硝化菌把氨轉化成亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。反硝化過程是在低氧或無氧條件下，反硝化菌把廢水中的亞硝酸鹽和硝酸鹽轉化成氮氣的過程。

硝化過程的反應式為：

反硝化過程的反應式為：

生物硝化反硝化法(A/O法)具有去除氨氮效果穩(wěn)定，不產生二次污染的特點。生物法運行中受到溫度、碳氮比、pH值的影響[12]。劉柒變[13]指出該方法在去除氨氮的同時也可以使廢水中COD和BOD得到降解。處理過程中碳氮比和pH值對脫氮的效率和操作成本至關重要，需要控制碳氮比>2.86，硝化pH值為8～9，反硝化pH值為7.5～8.5，有利于提高A/O法的效率。但是生物法存在碳氮比低時需要補加碳源、低溫時效率低、占地面積大等缺點。此外，高低濃度氨氮對硝化過程有抑制，優(yōu)選處理300 mg/L以下的氨氮廢水[14]。

5 離子交換法

離子交換法是利用對氨氮吸附性好的一些材料對廢水中氨氮、COD進行選擇性吸附，然后再通過氨氮的置換、脫附達到去除氨氮的目的。離子交換法一般使用活性炭、沸石、樹脂等作為吸附材料。沸石具有規(guī)則的孔道結構及空穴，因而具有很好的熱穩(wěn)定性、篩分效應及交換吸附選擇性，并且價格低廉。沸石種類良多，離子交換法中通常使用斜發(fā)沸石作為吸附材料。

離子交換法的優(yōu)點有操作簡單，溫度、抗干擾性好等優(yōu)勢，并且沸石可以再次回收利用，但是只能用來處理低濃度氨氮廢水[15-16]。在處理高濃度氨氮廢水的過程中，沸石需要頻繁地再生、反洗。

6 結 語

以上幾種氨氮處理方法各有優(yōu)缺點，每個工廠中的工業(yè)廢水成分不一，單一方法已經不能滿足廢水中氨氮的有效去除，需要結合工廠的工藝特點和廢水中氨氮、COD等含量制定出符合工廠運行的高效、低耗、綠色的處理方法。