污水去除氨氮的方法

1.  吹脱法

在碱性条件下，利用 氨氮 的气相浓度和液相浓度之间的 气液平衡 关系进行分离的一种方法，一般认为吹脱与温度、 PH 、 气液比 有关。

2.  沸石 脱氨法  

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 。

3. 膜分离 技术

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 高，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 升高，氨在水中 NH3 形态比例升高，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高浓度 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。

4.MAP 沉淀法

主要是利用以下化学反应 :Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4

理论上讲以一定比例向含有高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 。

5. 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。

生物脱氮法

传统和新开发的 脱氮 工艺有 A/O ，两段活性污泥法、强氧化 好氧生物处理 、短程 硝化 反硝化 、超声 吹脱处理 氨氮 法方法等。

1.A/O 工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起， A 段 DO 不大于 0.2mg/L ， O 段 DO=2~4mg/L 。在缺氧段 异养菌 将 污水 中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮 污染物 和可溶性有机物 水解 为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率 ; 在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化 ( 有机链上的 N 或 氨基 酸中的氨基 ) 游离出氨 (NH3 、 NH4+) ，在充足供氧条件下， 自养菌 的 硝化作用 将 NH3-N(NH4+) 氧化为 NO3- ，通过回流控制返回至 A 池，在缺氧条件下， 异氧 菌的 反硝化作用 将 NO3- 还原为分子态氮 (N2) 完成 C 、 N 、 O 在生态中的循环，实现污水无害化处理。其特点是缺氧池在前，污水中的有机碳被反 硝化菌 所利用，可减轻其后好氧池的 有机负荷 ， 反硝化反应 产生的 碱度 可以补偿好氧池中进行 硝化反应 对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使 反硝化 残留的 有机污染物 得到进一步去除，提高出水水质。 BOD5 的去除率较高可达 90~95% 以上，但 脱氮 除磷效果稍差，脱氮效率 70~80% ，除磷只有 20~30% 。尽管如此，由于 A/O 工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。

2. 两段活性污泥法能有效的去除有机物和 氨氮 ，其中第二级处于 延时曝气 阶段，停留时间在 36 小时左右，污水浓度在 2g/l 以下，可以不排泥或少排泥从而降低 污泥处理 费用。

3. 强氧化 好氧生物处理 其典型代表有 粉末活性炭 法 (PACT 工艺 )

粉末 活性碳 法的主要特点是向 曝气池 中投加粉末活性炭 (PAC) 利用粉末活性炭极为发达的微孔结构和更大的吸附能力，使溶解氧和营养物质在其表面富集，为吸附在 PAC  上的微生物提供良好的生活环境从而提高有机物的降解速率。

近年来国内外出现了一些全新的 脱氮 工艺，为高浓度氨氮废水的脱氮处理提供了新的途径。主要有短   程 硝化 反硝化   、好氧反硝化和厌氧氨氧化等。

4.  短程硝化反硝化

生物硝化反硝化是应用最广泛的脱氮方式，是去除水中 氨氮 的一种较为经济的方法，其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环，利用 硝化菌 和反硝化菌的 联合作用 ，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。由于氨氮氧化过程中需要大量的氧气， 曝气 费用成为这种 脱氮 方式的主要开支。短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统 生物脱氮 中由 亚硝酸盐 氧化成 硝酸盐 ，再还原成亚硝酸盐两个环节 ( 即将氨氮氧化至 亚硝酸盐氮 即进行反硝化 ) 。该技术具有很大的优势 :① 节省 25% 氧供应量，降低能耗 ;② 减少 40% 的碳源，在 C/N 较低的情况下实现 反硝化 脱氮 ;③ 缩短反应历程，节省 50% 的反硝化池容积 ;④ 降低污泥产量， 硝化 过程可少产污泥 33%~35% 左右，反硝化阶段少产污泥 55% 左右。实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键就是将硝化控制在 亚硝酸 阶段，阻止亚硝酸盐的进一步氧化。

5.  厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 和全程自养 脱氮 (CANON)

厌氧氨氧化是指在 厌氧 条件下 氨氮 以 亚硝酸盐 为 电子受体 直接被氧化成氮气的过程。

厌氧氨氧化 (Anaerobicammoniaoxidation ，简称 ANAMMOX) 是指在厌氧条件下，以 Planctomycetalessp 为代表的微生物直接以 NH4+ 为 电子供体 ，以 NO2- 或 NO3- 为电子受体，将 NH4+ 、 NO2- 或 NO3- 转变成 N2 的 生物氧化 过程。该过程利用独特的生物机体以 硝酸盐 作为电子供体把氨氮转化为 N2 ，最大限度的实现了 N 的循环厌氧 硝化 ，这种 耦合 的过程对于从厌氧硝化的废水中脱氮具有很好的前景，对于高氨氮低 COD 的污水由于硝酸盐的部分氧化，大大节省了能源。目前推测厌氧氨氧化有多种途径。其中一种是羟氨和 亚硝酸盐 生成 N2O 的反应，而 N2O 可以进一步转化为氮气，氨被氧化为羟氨。另一种是氨和羟氨反应生成 联氨 ，联氨被转化成氮气并生成 4 个 还原性 [H] ，还原性 [H] 被传递到 亚硝酸 还原系统形成羟氨。第三种是 : 一方面亚硝酸被还原为 NO ， NO 被还原为 N2O ， N2O 再被还原成 N2; 另一方面， NH4+ 被氧化为 NH2OH ， NH2OH 经 N2H4 ， N2H2 被转化为 N2 。厌氧氨氧化工艺的优点 : 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 反硝化反应过程中所需的中和试剂 ; 产生的污泥量极少。厌氧氨氧化的不足之处是 : 到目前为止，厌氧氨氧化的反应机理、参与菌种和各项操作参数不明确。

全程自养 脱氮 的全过程实在一个反应器中完成，其机理尚不清楚。 Hippen 等人发现在限制溶解氧 (DO 浓度为 0.8·1.0mg/l) 和不加有机碳源的情况下，有超过 60% 的 氨氮 转化成 N2 而得以去除。同时 Helmer 等通过实验证明在低 DO 浓度下，细菌以 亚硝酸 根离子为 电子受体 ，以 铵根离子 为 电子供体 ，最终产物为氮气。有实验用 荧光原位杂交技术 监测全程自养脱氮 反应器 中的微生物，发现在反应器处于稳定阶段时即使在限制 曝气 的情况下，反应器中任然存在有活性的厌氧氨氧化菌，不存在 硝化菌 。有 85% 的氨氮转化为氮气。鉴于以上理论，全程自养脱氮可能包括两步第一是将部分 氨氮 氧化为烟 硝酸盐 ，第二是厌氧氨氧化。

6.  好氧 反硝化

传统 脱氮 理论认为，反硝化菌为 兼性厌氧菌 ，其 呼吸链 在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。所以若进行 反硝化反应 ，必须在缺氧环境下。近年来，好氧反硝化现象不断被发现和报道，逐渐受到人们的关注。一些好氧反硝化菌已经被分离出来，有些可以同时进行好氧反硝化和异养 硝化 ( 如 Robertson 等分离、筛选出的 Tpantotropha.LMD82.5) 。这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化，简化了工艺流程，节省了能量。

7. 超声   吹脱处理 氨氮  

超声吹脱法去除氨氮是一种新型、高效的高浓度氨氮废水处理技术，它是在传统的吹脱方法的基础上，引入超声波辐射废水处理技术，将超声波和吹脱技术联用而衍生出来的一种处理氨氮的方法。将这两种方法联用不仅改进了超声波处理废水成本较高的问题，也弥补了传统吹脱技术去除氨氮不佳的缺陷，超生吹脱法在保证处理氨氮的效果的同时还能对废水中有机物的降解起到一定的提高作用。技术特点 (1) 高浓度氨氮废水采用 90 年代高新技术 -- 超声波 脱氮 技术，其总脱氮效率在 70~90% ，不需要投加化学药剂，不需要加温，处理费用低，处理效果稳定。 (2) 生化处理 采用周期性活性污泥法 (CASS) 工艺，建设费用低，具有独特的 生物脱氮 功能，处理费用低，处理效果稳定，耐负荷冲击能力强，不产生 污泥膨胀 现象，脱氮效率大于 90% ，确保 氨氮 达标。

COD在厌氧 缺氧  好氧的去除率为9% 16% 68%

BOD在厌氧 缺氧 好氧的去除率为0     10% 67%

氨氮在厌氧   缺氧   好氧的去除率为 8%   38% 55%