氨氮的去除

　　目前含氨氮廢水的處理技術(shù)有:生物硝化法、離子交換法、吹脫法、液膜法、氯化或吸附法以及濕式催化氧化法等，對(duì)于氨氮濃度為幾十mg/L的二級(jí)生化出水，以生物硝化法、吹脫法和離子交換法應(yīng)用最多，當(dāng)氨氮濃度不高時(shí)則宜采用氯化法。

　　生物硝化法脫氨

　　生物硝化脫氨是利用硝化菌和亞消化菌在好氧條件下將氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過(guò)程。這兩種細(xì)菌都是化能自養(yǎng)菌，在有氧條件下，亞硝化菌首先將氨氧化為亞硝酸鹽，然后硝化菌再將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽。國(guó)內(nèi)眾多的污水處理廠都具有生物硝化功能來(lái)去除污水中的氨氮，對(duì)于專門考慮生物硝化的處理設(shè)施，可將污水中的氨氮脫除到2mg/L以下。實(shí)際工程中，生物硝化同深度去除COD是同一構(gòu)筑物中完成的，相關(guān)研究表明，采用礦物質(zhì)載體的接觸氧化工藝處理煉油廠二級(jí)生化處理出水，經(jīng)過(guò)112h的反應(yīng)，當(dāng)進(jìn)水氨氮為20mg/L左右時(shí)，出水氨氮可以達(dá)到3mg/L以下。

　　應(yīng)該說(shuō)明的是，生物硝化脫氨只能將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，總氮量并沒(méi)有減少，如果回用工藝對(duì)總氮有要求，應(yīng)增設(shè)反硝化單元。

　　吹脫除氨

　　氨吹脫是首先將污水的pH調(diào)節(jié)到10.8～11.5，再使污水以水滴的形式逆流同大量空氣進(jìn)行傳質(zhì)，進(jìn)而將水中的氨氮以NH3的形式擴(kuò)散到大氣中的方法。這種除氨工藝簡(jiǎn)單，容易控制，但存在二個(gè)主要問(wèn)題:

　　(1)氨的吹脫效率隨pH值的關(guān)系很大，為了達(dá)到較高的氨氮去除率，必須對(duì)污水的pH值調(diào)節(jié)到堿性，需要投加堿，原水中酸度越高，調(diào)節(jié)pH消耗的堿量越大；脫氨后的污水還要降pH調(diào)整到中性，需要投加酸或CO2，這將增加運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)還增加了污水中的溶解性固體含量。

　　(2)氨吹脫的效率同水溫、氣溫有很大的關(guān)系，溫度越低，氨的脫除效率越低，20℃時(shí)，典型的氨去除率為90%～95%，而10℃時(shí)，氨去除率降低到75%以下。一般情況下吹脫的氣水比在3000以上，對(duì)于敞開(kāi)式系統(tǒng)，水溫將同環(huán)境氣溫趨于一致，環(huán)境溫度過(guò)低將大大影響吹脫效率，如果環(huán)境溫度低于0℃，脫氨塔將不能運(yùn)行。因此，對(duì)于氣溫較高的南方地區(qū)，如果水中酸度不高，采用吹脫法脫氮是可行的，在北方寒冷地區(qū)，則不易采用吹脫脫氮。

　　離子交換除氨

　　一般的陽(yáng)離子交換樹脂對(duì)NH+4沒(méi)有優(yōu)先選擇性，不能用來(lái)脫氨，但斜發(fā)沸石對(duì)氨離子具有優(yōu)先選擇性，可以用來(lái)脫氨，這種脫氨工藝在美國(guó)已經(jīng)應(yīng)用多年，效果良好。其主要工藝流程是:污水通過(guò)斜發(fā)沸石離子交換器的過(guò)程中，污水中NH+4同沸石上的Na+發(fā)生等當(dāng)量離子交換，Na+進(jìn)入到污水中，而NH+4則通沸石中的陰離子結(jié)合并固著在沸石中，這樣在流經(jīng)斜發(fā)沸石離子交換器的過(guò)程中，污水中氨得到去除。當(dāng)沸石對(duì)氨的吸附達(dá)到飽和后，則停止進(jìn)水，對(duì)沸石進(jìn)行再生，再生后的沸石可以恢復(fù)交換能力，進(jìn)入下一個(gè)周期的離子交換。這種工藝的出水中氨含量可以達(dá)到1mg/L左右。

　　影響斜發(fā)沸石交換過(guò)程的主要影響因素有:pH值、污水中陽(yáng)離子組成、沸石粒徑及水力負(fù)荷等。銨的最佳交換pH值范圍為4～8，運(yùn)行證明，污水中陽(yáng)離子組成不同會(huì)影響到沸石對(duì)氨的交換容量，在通常的城市污水陽(yáng)離子濃度下，沸石對(duì)氨的實(shí)際交換容量約為總交換容量的1/4～1/5。此外，沸石粒徑越小、水力負(fù)荷越低，銨的去除效果越好。

　　氯化脫氨

　　研究表明，投加液氯可以去除氨氮，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)投氯量/氨氮量=7.6∶1時(shí)，全部氨氮被氧化，進(jìn)一步投加的氯成為自由余氯。美國(guó)環(huán)保署的研究發(fā)現(xiàn)，氯氧化氨氮的最終產(chǎn)物除了氮?dú)馔猓€有三氯化氮和硝酸鹽產(chǎn)生。對(duì)于20mg/L氨氮廢水，pH=6～8時(shí)，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程約1分鐘。該工藝的特點(diǎn)是基建投資低，操作靈活。

　　綜合對(duì)比，由于生物硝化法脫氮同COD的去除是結(jié)合在一起的，因此生物硝化法最為經(jīng)濟(jì)；對(duì)于水中氨氮濃度較高又地處南方的工程，吹脫除氨可能是經(jīng)濟(jì)的選擇，北方地區(qū)則不可采用；離子交換除氨在國(guó)內(nèi)尚無(wú)應(yīng)用，同時(shí)其投資大、工藝復(fù)雜，應(yīng)謹(jǐn)慎選擇；當(dāng)水中氨氮濃度較低時(shí)采用氯化脫氨可能更為經(jīng)濟(jì)，該方法也可同其它除氨工藝結(jié)合使用。