污水中氨氮的
去除工艺
前言
氨氮废水的一般形成是由于氨水和无机氨共同存在所造成的，一般pH在中性以上的废水氨氮的主要来源是无机氨和氨水共同的作用，pH在酸性的条件下废水中的氨氮主要由于无机氨所导致。废水中氨氮的构成主要有两种，一种是氨水形成的氨氮，一种是无机氨形成的氨氮，主要是硫酸铵，氯化铵等等。
大量氨氮废水排入水体不仅引起水体富营养化、造成水体黑臭，给水处理的难度和成本加大，甚至对人群及生物产生毒害作用，针对氨氮废水的处理工艺有物化法、生物法等。
一、物理化学处理法
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吹脱法及汽提法
吹脱、汽提法主要用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质。即将气体通入水中，使气水相互充分接触,使水中溶解气体和挥发性溶质穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除污染物的目的。常用空气或水蒸气作载气，前者称为吹脱，后者称为汽提。
氨吹脱、汽提是一个传质过程，即在高pH时，使废水与空气密切接触从而降低废水中氨浓度的过程，推动力来自空气中氨的分压与废水中氨浓度相当的平衡分压之间的差。
氨吹脱、汽提工艺具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点，但其缺点是生成水垢，在大规模的氨吹脱、汽提塔中，生成水垢是一个严重的操作问题。如果生成软质水垢，可以安装水的喷淋系统；而如果生成硬质水垢，不论用喷淋或刮刀均不能消除此问题。
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沸石脱氮法
利用沸石中的阳离子与废水中的NH4+进行交换以达到脱氮的目的。应用沸石脱氨法必须考虑沸石的再生问题，通常有再生液法和焚烧法。采用焚烧法时，产生的氨气必须进行处理，此法适合于低浓度的氨氮废水处理，氨氮的含量应在10--20mg/L。
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膜分离法
利用膜的选择透过性进行氨氮脱除的一种方法。这种方法操作方便，氨氮回收率，无二次污染。
例如：气水分离膜脱除氨氮。氨氮在水中存在着离解平衡，随着PH升，氨在水中NH3形态比例升，在一定温度和压力下，NH3的气态和液态两项达到平衡。
根据化学平衡移动的原理即吕.查德里(A.L.LE Chatelier)原理，在自然界中一切平衡都是相对的和暂时的，化学平衡只是在一定条件下才能保持“假若改变平衡系统的条件之一，如浓度、压力或温度，平衡就向能减弱这个改变的方向移动。”遵从这一原理进行了如下设计理念在膜的一侧是浓度氨氮废水，另一侧是酸性水溶液或水。当左侧温度T1>20,PH1>9,P1>P2保持一定的压力差，那么废水中的游离氨NH4+,就变为氨分子NH3,并经原料液侧介面扩散至膜表面，在膜表面分压差的作用下，穿越膜孔，进入吸收液，迅速与酸性溶液中的H+反应生成铵盐。
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MAP沉淀法
主要利用以下化学反应：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4
理论上讲以一定比例向含有浓度氨氮的废水中投加磷盐和镁盐，当[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13时可生成磷酸铵镁(MAP)，除去废水中的氨氮。
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化学氧化法
利用强氧化剂将氨氮直接氧化成氮气进行脱除的一种方法。折点加氯是利用在水中的氨与氯反应生成氨气脱氨，这种方法还可以起到杀菌作用，但是产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。
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离子交换树脂法
tulsimer树脂可用于生化A/O或者DTRO膜、MBR膜后做深度处理，达标排放。根据超标的物质不同可以分为除氨氮树脂、除硝酸盐树脂，除亚硝酸盐树脂，除总磷树脂，除cod树脂，出水精度可达0.1ppm以下，稳定出水，再生之后可重复使用，特别适合总磷0.5-20ppm左右，总氮 1-300ppm左右浓度，总氮总磷不达标提标改造的情况，产生的废水量相对其他工艺较下，可以自动化运行，无需投入人力。
二、生物脱氮法
生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应、反硝化反应，最后转化为氮气的过程。其具有经济、有效、易操作、无二次污染等特， 被公认为具有发展前途的方法。常见的方法有活性淤泥法、生物膜法等。
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活性淤泥法
活性污泥法实质上是经过强化的自然界水体自净的人工模拟。在活性污泥上栖息着具有强大生命力的微生物群体，包括细菌类、真菌类、原生动物、后生动物等，在微生物群体新陈代谢功能的作用下，有机污染物被转化为稳定的无机物质。
活性淤泥法衍生的工艺有AO工艺、A2/O工艺、SBR工艺、CASS工艺、氧化沟工艺等。
（1）A2/O工艺
A2/O 工艺即厌氧\缺氧\好氧工艺。其中，厌氧区负责回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷；缺氧区负责反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮将其转化为氮气释放；好氧区负责硝化菌将氨态氮依次氧化成亚硝酸盐、硝酸盐。
（2）氧化沟工艺
氧化沟又称“循环曝气池”，污水和活性污泥的混合液在环状曝气渠道中循环流动。氧化沟工艺采用连续流，水质水量非常稳定，脱氮效果好，抗水量水质冲击能力强，电耗一般比鼓风曝气稍高，产泥量较少。
（3）SBR工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
（4）CASS工艺
Cyclic Activated Sludge System)又称为循环活性污泥工艺，CASS法是在间歇式活性污泥法（SBR法）的基础上演变而来的，它是在 CASS 反应池前部设置了生物选择区，后部设置了可升降的自动滗水装置。
其工作过程可分为曝气、沉淀、排水和闲置四个阶段，周期循环进行。污水连续进入预反应区，经过隔墙底部进入主反应区，在保证供氧的条件下，使有机物被池中的微生物降解。根据进水水质可对运行参数进行调整。
CASS工艺分预反应区和主反应区。在预反应区内，微生物能通过酶的快速 转移机理迅速吸附污水中大部分可溶性有机物，经历一个高负荷的基质快速积累过程，这对进水水质、水量、 PH 和有毒有害物质起到较好的缓冲作用，同时对丝状菌的生长起到抑制作用，可有效防止污泥膨胀；随后在主反应区经历一个较低负荷的基质降解过程。
CASS工艺污染物的降解在时间上是一个推流过程，而微生物则处于好氧、缺氧、厌氧周期性变化之中，从而达到对污染物去除作用，同时还具有较好的脱氮、除磷功能。经过模拟试验研究，CASS工艺已成功应用于生活污水、食品废水、制药废水的治理，并取得了良好的处理效果。
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生物膜法
生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理技术，区别在于膜法引入了“载体”，微生物在载体上生长繁殖，并形成了膜状生物污泥—生物膜。是一种固定膜法，是污水土壤自净过程的人工化和强化，主要去除废水中溶解性的和胶体状的有机污染物。
生物膜法两大工艺为曝气生物滤池(BAF)、生物接触氧化(BCO)。
（1）曝气生物滤池(BAF)
集好氧后缺氧的生物降解和过滤为一体的烤肉炎得事工作单元。广泛应用于城市及小区生活污水、工业废水的二级或深度处理以及污染水源水的处理中，生物陶粒滤料具有去除SS、COD、BOD、硝化、脱氮、降磷的作用。
其容积负荷大，水力停留时间短，基建投资少，出水水质好，能源消耗低，运行费用省，投资少，出水水质好，能源消耗低，运行费用低。
曝气生物滤池（BAF）工艺的应用范围：中水处理、污水深度处理与回用工程微污染水水源处理工程工业污水处理及设备成套化应用城市污水二级生化处理工程。
（2）生物接触氧化(BCO)
生物接触氧化法是生物膜法的一种形式。它是在生物滤池法的基础上发展起来的，从生物膜固定和污水流动来说，相似于生物滤池法。从污水充满曝气池和采用人工曝气看，它又相似于活性污泥法。所以，生物接触氧化法兼有生物滤池法和活性污泥法的特点。
实践表明，生物接触氧化法具有BOD负荷高，处理时间短，占地面积小，不需污泥回流，不产生污泥膨胀，运转比较灵活，维护管理方便等一系列优点，因此，是一种有发展前途的处理方法。
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部分资料来源：化工仪器网
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