選擇性離子交換法處理氨氮

『壹』 廢水中氨氮去除，有什麼方法

去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌回溉等處理技答術；化學法有離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法有藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。

目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。

『貳』 如何利用化學法去除氨氮

折點氯化法去除氨氮
折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮污水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。
折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下：
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－
折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。
2． 選擇性離子交換化去除氨氮
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性。
O．Lahav等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細菌的載體。該工藝在一個簡單的反應器中分吸附階段和生物再生階段兩個階段進行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細菌把脫附的氨氮氧化成硝態氮。研究結果表明，該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性，能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。
沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。
3． 空氣吹脫法與汽提法去除氨氮
空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。
用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。
汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。
吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。
4． 生物法去除氨氮
生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。
硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下：
亞硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-
硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d)；泥齡在3～5天以上。
在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為：
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。
常見的生物脫氮流程可以分為3類：
⑴多級污泥系統
多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。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，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；
⑵單級污泥系統
單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在去碳源，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，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下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；
⑶生物膜系統
將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。
由於常規生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下：
為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；
硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。
5． 化學沉澱法去除氨氮
化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。
化學沉澱法處理NH3-N是始於20世紀60年代，在90年代興起的一種新的處理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。
在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

『叄』 我公司的廢水含有有機氨，經過生化池，由於氨化作用，氨氮就會上升，請問有什麼好的解決方法么

該考慮化學生物聯用
本文作者: 陳昭考

隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，已成為環境的主要污染源，並引起各界的關注。經濟有效地控制氨氮廢水污染已經成為當今環境工作者所面臨的重大課題。

1 氨氮廢水的來源
含氮物質進入水環境的途徑主要包括自然過程和人類活動兩個方面。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區徑流和生物固氮等。人類的活動也是水環境中氮的重要來源，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營養元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮化合物絕大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。隨著石油、化工、食品和制葯等工業的發展，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，隨著經濟的發展，越來越多含氮污染物的任意排放給環境造成了極大的危害。氮在廢水中以有機態氮、氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以及亞硝態氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態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，主要來源於生活污水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業廢水，以及農田排水等。氨氮污染源多，排放量大，並且排放的濃度變化大。
2 氨氮廢水的危害
水環境中存在過量的氨氮會造成多方面的有害影響：
（1）由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生存造成影響。在有利的環境條件下，廢水中所含的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力最強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3
--N。根據生化反應計量關系，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗氧4.57g。
（2）水中氮素含量太多會導致水體富營養化，進而造成一系列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生物（大多數為藻類）的數量增加，即水體發生富營養化現象，結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的最終產物可產生引起有色度和味道的化合物；由於藍-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由於藻類的腐爛，使水體中出現氧虧現象。
（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，會發生高鐵血紅蛋白症，當血液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發生窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞硝胺，而亞硝胺是「三致」物質。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，含氨氮廢水隨意排放造成的人畜飲水困難甚至中毒事件時有發生，我國長江、淮河、錢塘江、四川沱江等流域都有過相關報道，相應地區曾出現過諸如藍藻污染導致數百萬居民生活飲水困難，以及相關水域受到了「牽連」等重大事件，因此去除廢水中的氨氮已成為環境工作者研究的熱點之一。

3 氨氮廢水處理的主要技術
目前，國內外氨氮廢水處理有折點氯化法、化學沉澱法、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。

3.1 生物脫氮法
微生物去除氨氮過程需經兩個階段。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氮轉化為亞硝態氮和硝態氮的過程。第二階段為反硝化過程，污水中的硝態氮和亞硝態氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌（異養、自養微生物均有發現且種類很多）還原轉化為氮氣。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提供能量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多級污泥系統、單級污泥系統和生物膜系統。

工業氨氮去除大全

根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：高濃度氨氮廢水（NH3-N>500mg/l）,中等濃度氨氮廢水（NH3-N：50-500mg/l），低濃度氨氮廢水（NH3-N<50mg/l）。然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用，制約了生化法對其的處理應用和效果，同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致處理出水難以達到要求。故本工程的關鍵之一在於氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法含離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法含藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。1． 折點氯化法去除氨氮折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－ NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。2． 選擇性離子交換化去除氨氮離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類矽質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性。O．Lahav等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細菌的載體。該工藝在一個簡單的反應器中分吸附階段和生物再生階段兩個階段進行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細菌把脫附的氨氮氧化成硝態氮。研究結果表明，該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性，能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。3． 空氣吹脫法與汽提法去除氨氮空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至堿性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純堿生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。4． 生物法去除氨氮生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下： 亞硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d)；泥齡在3～5天以上。在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。常見的生物脫氮流程可以分為3類：⑴多級污泥系統多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。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，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；⑵單級污泥系統單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在去碳源，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，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下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；⑶生物膜系統將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。由於常規生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下：為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。5． 化學沉澱法去除氨氮化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。化學沉澱法處理NH3-N是始於20世紀60年代，在90年代興起的一種新的處理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在堿性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強堿性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

『肆』 養魚的污水怎樣去除氨氮

污水脫氮方法主要有物理化學法和生物法兩大類，目前生物脫氮是主體，也是污水處理中經濟和常用的方法，生物脫氮工藝較多，原理一樣；物理化學脫氮主要有折點氯化法去除氨氮、選擇性離子交換法去除氨氮、空氣吹脫法去除氨氮。
① 物理化學脫氨
a. 折點氯化法去除氨氮
折點氯化法去除氨氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水中，將污水中NH4-N氯化成N2的化學脫氮工藝。
氯投加量與NH4-N重量比為7.6:1，由於污水水質的不同，投加量將大於理論計算值。
此外，折點氯化法還需要消耗水中鹼度，理論計算1毫克/升NH4-N消耗14.3毫克/升鹼度(以CaCO3計)，一般需向污水中投加NaOH和石灰來補充污水鹼度的不足；並且尚需對出水余氯進行脫除，以免毒害魚貝類水生生物，余氯脫除可用還原劑二氧化硫將余氯還原成氯離子或用活性炭床過濾吸附。
採用折點氯化法脫氨氮，工藝復雜，投氯量大，再加上補充鹼度、余氯脫除等工藝環節，而且投氯尚會產生一些新的有毒有害物質。
b. 選擇性離子交換法去除氨氮
離子交換樹脂對各種離子所表現的不同親和力或選擇性是離子交換的基本條件。目前在污水處理中主要採用沸石天然離子交換物質作為離子交換物質，但該法在國內尚無應用。
該法存在的主要問題是進入交換柱的SS值不應大於35毫克/升，以免增加水頭損失，堵塞沸石床；吸附飽和後必須對沸石進行再生，以恢復其離子交換能力；無運行管理經驗。
c. 空氣吹脫法去除氨氮
污水中的氨氮大多以銨離子(NH4+)和游離氨(NH3)形式存在，並在水中保持平衡。當pH值升高時，污水中游離氨的比率增加，當pH值升高到11左右時，水中的氨氮幾乎全部以NH3形式存在，若加以攪拌、曝氣等物理作用可使氨氣從水中向大氣轉移。
氨吹脫包括三個工藝過程：一是提高污水pH值，將污水中NH4+轉變為NH3；二是在吹脫塔中反復形成水滴；三是通過吹脫塔大量循環空氣，增加氣水接觸，攪動水滴。
該工藝方案主要存在的問題是需對污水調節pH值，投加大量石灰，葯劑投加量大，另外還產生大量的污泥，增加處理難度和污泥處理量：由於需要大量循環空氣，故動力費用較高；該方法在城市污水處理中尚無使用先例，也缺少運行管理經驗，因此不推薦採用。
② 生物脫氮
氮是蛋白質不可缺少的組成部分，也是構成微生物的元素之一，一部分進入細胞體內的氮將隨剩餘污泥一起從水中去除。這部分氮量占所去除的BOD5的5%。
在有機物被氧化的同時，污水中的有機氮也被氧化成氨氮，並且在溶解氧充足、泥齡足夠長的情況下進一步氧化成硝酸鹽。
反硝化菌在缺氧的情況下可以利用硝酸鹽(NO-3-N)中的氮作為電子受體，氧化有機物，將硝酸鹽中的氮還原成氮氣(N2)，從而完成污水的脫氮過程，生物脫氮工藝是目前廣泛採用的污水處理工藝。

『伍』 污泥處理污水中如何去除氨氮

根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：

高濃度氨氮廢水（NH3-N>500mg/l）；

中等濃度氨氮廢水（NH3-N：50-500mg/l）；

低濃度氨氮廢水（NH3-N<50mg/l）。

然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用，制約了生化法對其的處理應用和效果，同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致處理出水難以達到要求。

去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法有離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法有藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。

目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。

1．折點氯化法除氨氮

折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。

折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下：

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O

NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-

NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-

折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。

2．選擇性離子交換化除氨氮

離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性,能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。

沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。

3．空氣吹脫法與汽提法除氨氮

空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。

汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。

吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。

4．生物法除氨氮

生物法去除氨氮是指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。

硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下：

亞硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+

硝化：2NO2-+O2→2NO3-

硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLS•d)；泥齡在3～5天以上。

在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為：

6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。

常見的生物脫氮流程可以分為3類：

⑴多級污泥系統

多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。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，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；

⑵單級污泥系統

單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在缺氧池，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，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下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；

⑶生物膜系統

將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。

常規生物處理高濃度氨氮廢水是要存在以下條件：

為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；

硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。

5．化學沉澱法除氨氮

化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。

化學沉澱法處理NH3-N主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

『陸』 氨氮如何去除

去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。
物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法含離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法含藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術 。
目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。
折點氯化法去除氨氮：
折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。 折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下：
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－ NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O

NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-
折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。

『柒』 處理氨氮廢水的方法

氨氮廢水處理方法：
處理氨氮廢水的方法有很多，目前常見的有化學沉澱法、吹脫法、化學氧化法、生物法、膜分離法、離子交換法以及土壤灌溉等。
氨氮廢水處理方法以及各種方法的優缺點：
1、化學沉澱法。又稱為MAP沉澱法，是通過向含有氨氮的廢水中投加鎂化物和磷酸或磷酸氫鹽，使廢水中的NH4﹢與Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反應生成磷酸按鎂沉澱，分子式為MgNH4P04.6H20，從而達到去除氨氮的目的。
影響化學沉澱法處理效果的因素主要有pH值、溫度、氨氮濃度以及摩爾比(n(Mg²﹢):n(NH4﹢):n(P04³-))等。
化學沉澱法的缺點：由於受磷酸鐵鎂溶度積的限制，廢水中的氨氮達到一定濃度後，再投人葯劑量，則去除效果不明顯，且使投入成本大大增加，因此化學沉澱法需與其它適合深度處理的方法配合使用;葯劑使用量大，產生的污泥較多，處理成本偏高;投加葯劑時引人的氯離子和余磷易造成二次污染。
2、吹脫法。去除氨氮是通過調整pH值至鹼性，使廢水中的氨離子向氨轉化，使其主要以游離氨形態存在，再通過載氣將游離氨從廢水中帶出，從而達到去除氨氮的目的。
影響吹脫效率的因素主要有pH值、溫度、氣液比、氣體流速、初始濃度等。
吹脫法去除氨氮效果較好，操作簡便，易於控制。對於吹脫的氨氮可以用硫酸做吸收劑，生成的硫酸錢製成化肥使用。吹脫法是目前常用的物化脫氮技術。但吹脫法存在一些缺點，如吹脫塔內經常結垢，低溫時氨氮去除效率低，吹脫的氣體形成二次污染等。吹脫法一般與其它氨氮廢水處理方法聯合運用，用吹脫法對高濃度氨氮廢水預處理。
3、化學氧化法包含：折點氯化法、催化氧化法、電化學氧化法；
4、生物法包含：傳統生物脫氮技術、新型生物脫氮技術（同時硝化反硝化（SND）、短程消化反硝化、厭氧氨氧化）
5、膜分離法。利用膜的選擇透過性對液體中的成分進行選擇性分離，從而達到氨氮脫除的目的。包括反滲透、納濾和電滲析等。影響膜分離法的因素有膜特性、壓力或電壓、pH值、溫度以及氨氮濃度等。
膜分離法的優點是氨氮回收率高，操作簡便，處理效果穩定，無二次污染等。但在處理高濃度氨氮廢水時，所使用的薄膜易結垢堵塞，再生、反洗頻繁，增加處理成本，故該法較適用於經過預處理的或中低濃度的氨氮廢水。
6、離子交換法。通過對氨離子具有很強選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹脂等。
離子交換法是通過對氨離子具有很強選擇吸附作用的材料去除廢水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹脂等。
7、土壤灌溉。是將低濃度氨氮廢水直接作為肥料使用的方法。對於有些含有病菌、重金屬、有機及無機等有害物質的氨氮廢水需經預處理將其去除後再進行灌溉。土壤灌溉要求氨氮濃度一般為幾十毫克每升。

『捌』 怎樣利用化學法去除氨氮

折點氯化法去除氨氮折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮污水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－ NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。 2． 選擇性離子交換化去除氨氮離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性。 O．Lahav等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細菌的載體。該工藝在一個簡單的反應器中分吸附階段和生物再生階段兩個階段進行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細菌把脫附的氨氮氧化成硝態氮。研究結果表明，該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性，能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。 3． 空氣吹脫法與汽提法去除氨氮空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。 4． 生物法去除氨氮生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下：亞硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2-+O2→2NO3- 硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS?d)；泥齡在3～5天以上。在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH- 反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。常見的生物脫氮流程可以分為3類： ⑴多級污泥系統多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。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，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇； ⑵單級污泥系統單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在去碳源，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，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下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統； ⑶生物膜系統將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。由於常規生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下： ?為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水； ?硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。 5． 化學沉澱法去除氨氮化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。化學沉澱法處理NH3-N是始於20世紀60年代，在90年代興起的一種新的處理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4?6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4?6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4?6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

『玖』 工業廢水去除氨氮的方法

根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：高濃度氨氮廢水（NH3-N>500mg/l）,中等濃度氨氮廢水（NH3-N：50-500mg/l），低濃度氨氮廢水（NH3-N<50mg/l）。然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用，制約了生化法對其的處理應用和效果，同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致處理出水難以達到要求。
故本工程的關鍵之一在於氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法含離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法含藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。
1． 折點氯化法去除氨氮
折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。
折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下：
Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－
NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O
NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－
NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－
折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。
2． 選擇性離子交換化去除氨氮
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性。
O．Lahav等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細菌的載體。該工藝在一個簡單的反應器中分吸附階段和生物再生階段兩個階段進行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細菌把脫附的氨氮氧化成硝態氮。研究結果表明，該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性，能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。
沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。
3． 空氣吹脫法與汽提法去除氨氮
空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。
用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。
汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。
吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。
4． 生物法去除氨氮
生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。
硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下：
亞硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+
硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-
硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d)；泥齡在3～5天以上。
在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為：
6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O
6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-
反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。
常見的生物脫氮流程可以分為3類：
⑴多級污泥系統
多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。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，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；
⑵單級污泥系統
單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在去碳源，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，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下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；
⑶生物膜系統
將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。
由於常規生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下：
為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；
硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。
5． 化學沉澱法去除氨氮
化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。
化學沉澱法處理NH3-N是始於20世紀60年代，在90年代興起的一種新的處理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。
在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。