氨氮廢水處理技術分析

4/4氨氮廢水處理技術分析隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，已成為環(huán)境的主要污染源，并引起各界的關注。經(jīng)濟有效地掌握氨氮廢水污染已經(jīng)成為當今環(huán)境工所面臨的重大課題。

1氨氮廢水的來源

含氮物質(zhì)進入水環(huán)境的途徑主要包括自然過程和人類活動兩個方面。含氮物質(zhì)進入水環(huán)境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區(qū)徑流和生物固氮等。

人類的活動也是水環(huán)境中氮的重要來源，主要包括未處理或處理過的城市生活和工業(yè)廢水、各種浸濾液和地表徑流等。

人工合成的化學肥料是水體中氮養(yǎng)分元素的主要來源，大量未被農(nóng)作物利用的氮化合物絕大部分被農(nóng)田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。

隨著石油、化工、食品和制藥等工業(yè)的進展，以及人民生活水平的不斷提高，城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮的含量急劇上升。

近年來，隨著經(jīng)濟的進展，越來越多含氮污染物的任意排放給環(huán)境造成了極大的危害。

氮在廢水中以有機態(tài)氮、氨態(tài)氮（NH4+-N）、硝態(tài)氮（NO3--N）以及亞硝態(tài)氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態(tài)氮是最主要的存在形式之一。

廢水中的氨氮是指以游離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源于生活污水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業(yè)廢水，以及農(nóng)田排水等。氨氮污染源多，排放量大，并且排放的濃度變化大。

2氨氮廢水的危害

水環(huán)境中存在過量的氨氮會造成多方面的有害影響：

（1）由于NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)下降，對水生動植物的生存造成影響。在有利的環(huán)境條件下，廢水中所含的有機氮將會轉(zhuǎn)化成NH4+-N，NH4+-N是還原力最強的無機氮形態(tài)，會進一步轉(zhuǎn)化成NO2--N和NO3--N。依據(jù)生化反應計量關系，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧氣3.43g，氧化成NO3--N耗氧4.57g。

（2）水中氮素含量太多會導致水體富養(yǎng)分化，進而造成一系列的嚴峻后果。由于氮的存在，致使光合微生物（大多數(shù)為藻類）的數(shù)量增加，即水體發(fā)生富養(yǎng)分化現(xiàn)象，結(jié)果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉(zhuǎn)周期縮短，從而增加了水處理的費用；阻礙水上運動；藻類代謝的最終產(chǎn)物可產(chǎn)生引起有色度和味道的化合物；由于藍-綠藻類產(chǎn)生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由于藻類的腐爛，使水體中消失氧虧現(xiàn)象。

（3）水中的NO2--N和NO3--N對人和水生生物有較大的危害作用。長期飲用NO3--N含量超過10mg/L的水，會發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，當血液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發(fā)生窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物質(zhì)。

NH4+-N和氯反應會生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠將需要更大的加氯量，從而增加處理成本。近年來，含氨氮廢水隨便排放造成的人畜飲水困難甚至中毒大事時有發(fā)生，我國長江、淮河、錢塘江、四川沱江等流域都有過相關報道，相應地區(qū)曾消失過諸如藍藻污染導致數(shù)百萬居民生活飲水困難，以及相關水域受到了“牽連”等重大大事，因此去除廢水中的氨氮已成為環(huán)境工討論的熱點之一。

3氨氮廢水處理的主要技術

目前，國內(nèi)外氨氮廢水處理有折點氯化法、化學沉淀法、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方法，這些技術可分為物理化學法和生物脫氮技術兩大類。

生物脫氮法

微生物去除氨氮過程需經(jīng)兩個階段。

第一階段為硝化過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧條件下將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的過程。

其次階段為反硝化過程，污水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌（異養(yǎng)、自養(yǎng)微生物均有發(fā)覺且種類許多）還原轉(zhuǎn)化為氮氣。

在此過程中，有機物（甲醇、乙酸、葡萄糖等）作為電子供體被氧化而供應能量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多級污泥系統(tǒng)、單級污泥系統(tǒng)和生物膜系統(tǒng)。

多級污泥系統(tǒng)

此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長、構筑物多、基建費用高、需要外加碳源、運行費用高、出水中殘留肯定量甲醇等。

單級污泥系統(tǒng)

單級污泥系統(tǒng)的形式包括前置反硝化系統(tǒng)、后置反硝化系統(tǒng)及交替工作系統(tǒng)。

前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程與傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程相比，A/O工藝具有流程簡潔、構筑物少、基建費用低、不需外加碳源、出水水質(zhì)高等優(yōu)點。

后置式反硝化系統(tǒng)，由于混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果可高于前置式，理論上可接近100%的脫氮。

交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯(lián)池子組成，通過改換進水和出水的方向，兩個池子交替在缺氧和好氧的條件