低浓度氨氮工业废水该如何处理？

目前工业上常用于处理低浓度氨氮的技术主要有吸附法、折点氯化法、生物法、膜技术等。

一、吸附法

吸附是一种或几种物质（称为吸附物）的浓度在 另一种物质（称为吸附剂）表面上自动发生变化的过 程， 其实质是物质从液相或气相到固体表面的一种 传质现象。

吸附法是处理低浓度氨氮废水较有发展前景的 方法之一。 吸附法常利用多孔性固体作为吸附剂，根据吸附原理不同可分为物理吸附、化学吸附和交换吸附。

处理低浓度氨氮废水较为理想的是离子交换吸附法， 它属于交换吸附方法的一种，利用吸附剂上的可交换离子与废水中的 NH ₄ ⁺  发生交换并吸附NH ₃  分子以达到去除水中氨的目的， 这是一个可逆过程， 离子间的浓度差和吸附剂对离子的亲和力为吸附过程提供动力。

具有良好吸附性能且常用的吸附剂有：沸石、 活性炭、煤炭、离子交换树脂等，根据其吸附原理 的不同，这些吸附材料对不同吸附物的吸附效果 不同。

该法一般只适用于低浓度氨氮废水， 而对于高 浓度的氨氮废水，  使用吸附法会因吸附剂更换频繁而造成操作困难， 因此需要结合其他工艺来协同完成脱氮过程。

对于传统的吸附剂如沸石、交 换树脂等， 其对氨氮的处理率较高， 一般能达到 90%以上。

二、折点氯化法

折点氯化法是污水处理工程中常用的一种脱氮 工艺，其原理是将氯气通入氨氮废水中达到某一临 界点，使氨氮氧化为氮气的化学过程，其反应方程 式为： NH4 ⁺ +1.5HOCl→ 0.5N ₂ +1.5H ₂ O+2.5H ⁺ +1.5Cl ^-

折点氯化法的优点为： 处理效率高且效果稳定， 去除率可达100%；该方法不受盐含量干扰，不受水 温影响，操作方便；有机物含量越少时氨氮处理效果 越好，不产生沉淀；初期投资少，反应迅速完全；能对 水体起到杀菌消毒的作用。

但是折点氯化法仅适用 于低浓度废水的处理， 因此多用于氨氮废水的深度 处理。 该方法的缺点是：液氯消耗量大，费用较高，且 对液氯的贮存和使用的安全要求较高， 反应副产物 氯胺和氯代有机物会对环境造成二次污染。

三、生物法

生物法是指废水中的氨氮在各种微生物作用 下，通过硝化、反硝化等一系列反应最终生成氮气，从而达到去除的目的。 对于可生化性高的废水（BOD/COD＞0.3），氨氮可通过生物法脱除。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污 染且经济的优点，其缺点为占地面积大，处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。

同时，在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。 此外，高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用， 因此当处理氨氮废水的初始质量浓度＜300 mg/L 时，采用生物法效果较好。

1、传统生物硝化反硝化技术

传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和 反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下，在硝 酸盐和亚硝酸盐菌的作用下， 氨氮可被氧化成硝酸 盐氮和亚硝酸盐氮；再通过缺氧条件，反硝化菌将硝 酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气， 从而达到脱氮的 目的。

传统生物硝化反硝化法中，较成熟的方法有 A/O 法、A2/O 法、SBR 序批式处理法、接触氧化法等。

它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成 本较低等优点。 但该法也存在一些弊端，如必须补充 相应的碳源来配合实现氨氮的脱除， 使运行费用增 加；碳氮比较小时，需要进行消化液回流，增加了反 应池容积和动力消耗；硝化细菌浓度低，系统投碱量 大等。

2、新型生物脱氮技术

（1）短程硝化反硝化技术。 短程硝化反硝化是在 同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，阻止亚硝酸盐进一步氧化，然后直接在缺氧的条件下， 以有机物或外加碳源作为电子供体，将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。

短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点： 对于活性污泥法，可节省25%的供氧量，降低能耗；节省碳源，一定情况下可提高总氮的去除率； 提高了反应速率， 缩短了反应时间， 减少反应器容 积。

但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密，每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌， 而且各个因素之间也存在着相互影响的关系， 这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。

（2）同时硝化反硝化技术。 当硝化与反硝化在同 一个反应器中同时进行时， 即为同时硝化反硝化 （SND）。

废水中溶解氧受扩散速度限制，在微生物絮 体或者生物膜的表面，溶解氧浓度较高，利于好氧硝 化菌和氨化菌的生长繁殖，越深入絮体或膜内部，溶 解氧浓度越低，形成缺氧区，反硝化细菌占优势，从 而形成同时硝化反硝化过程。

有实验表明当DO 为1 mg/L，C/N=30，pH=7.2 时，COD、NH4 ⁺ -N、TN 去除率 分别为96%、95%、92%， 并发现在一定的范围内，升 高或降低反应器内DO 浓度后，TN 去除率都会下降。 同时硝化反硝化法节省反应器， 缩短了反应时 间，且能耗低、投资省。

（3）厌氧氨氧化技术。 厌氧氨氧化是指在缺氧或 厌氧条件下，微生物以NH4 ⁺ 为电子受体，以NO ₂ ^-  或NO ₃ - 为电子供体进行的将 NH4 ⁺ 。

厌氧氨氧化技术可以大幅度地降低硝化反应的 充氧能耗，免去反硝化反应的外源电子供体，可节省 传统硝化反硝化过程中所需的中和试剂， 产生的污 泥量少。但目前为止，其反应机理、参与菌种和各项 操作参数均不明确。

四、膜技术

1、反渗透技术

反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用 下，借助于半透膜对溶质的选择截留作用，将溶质与 溶剂分离的技术， 具有能耗低、无污染、工艺先进、操 作维护简便等优点。

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中， 设备 给予足够的压力，水通过选择性膜析出，可用作工业 纯水，而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高，成为 可以被再次处理和利用的浓缩液。 在实际操作中，施 加的反渗透压力与溶液的浓度成正比， 随着氨氮浓 度的升高，反渗透装置所需的能耗就越高，而效率却 是在下降。

2、电渗析法

电渗析是在外加直流电场的作用下， 利用离子 交换膜的选择透过性， 使离子从电解质溶液中分离 出来的过程。 电渗析法可高效地分离废水中的氨氮， 并且该方法前期投入小，能量和药剂消耗低，操作简 单，水的利用率高，无二次污染副产物。

采用自制电渗析设备对进水电导率为 2920 μS/cm， 氨氮质量浓度为534.59 mg/L 的氨氮 废水进行处理，通过实验得到在电渗析电压为55V， 进水流量为24 L/h 这一最佳工艺参数条件下，可对 实验用水有效脱氮的结论，出水氨氮质量浓度为 13 mg/L。