廢水脫氨工藝

A. 廢水中的氨氮如何去除

氨氮是水體中的營養素，可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。傳統的處理工藝是吹脫法，但這種處理工藝後期運行成本太高。依斯倍環保的最新工藝，叫脫氨膜法，主要是將氨氮在水中存在以下電離平衡：NH4+ + OH- = NH3·H2O將pH調至鹼性後，在加熱條件下利用脫氨膜使氨氮從水中分離，此方法解決了之前佔地面積大、噪音大、能耗高、維護復雜等難題，具體可以咨詢他們公司，了解詳細。

B. 工業廢水中氨如何去除

工業廢水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。具體方法如下：

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。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。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。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。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。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。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：多級污泥系統、單級污泥系統、生物膜系統。

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。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

C. 高氨氮廢水的最佳處理方式

1 物化法 1.1 吹脫法在鹼性條件下，利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離的一種方法，一般認為吹脫與濕度、PH、氣液比有關。 1.2 沸石脫氨法利用沸石中的陽離子與廢水中的NH4+進行交換以達到脫氮的目的。應用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問題，通常有再生液法和焚燒法。採用焚燒法時，產生的氨氣必須進行處理。 1.3 膜分離技術利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便，氨氮回收率高，無二次污染。例如：氣水分離膜脫除氨氮氨氮在水中存在著離解平衡，隨著PH升高，氨在水中NH3形態比例升高，在一定溫度和壓力下，NH3的氣態和液態兩項達到平衡。根據化學平衡移動的原理即呂．查德里（A.L.LE Chatelier）原理。在自然界中一切平衡都是相對的和暫時的。化學平衡只是在一定條件下才能保持「假若改變平衡系統的條件之一，如濃度、壓力或溫度，平衡就向能減弱這個改變的方向移動。」遵從這一原理進行了如下設計理念在膜的一側是高濃度氨氮廢水，另一側是酸性水溶液或水。當左側溫度T1＞20℃,PH1＞9,P1＞P2保持一定的壓力差，那麼廢水中的游離氨NH4+,就變為氨分子NH3,並經原料液側介面擴散至膜表面，在膜表面分壓差的作用下，穿越膜孔，進入吸收液，迅速與酸性溶液中的H+反應生成銨鹽。 1.4MAP沉澱法主要是利用以下化學反應：Mg2++NH4++PO43-=MgNH4PO4 理論上講以一定比例向含有高濃度氨氮的廢水中投加磷鹽和鎂鹽，當[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時可生成磷酸銨鎂（MAP），除去廢水中的氨氮。 1.5 化學氧化法利用強氧化劑將氨氮直接氧化成氮氣進行脫除的一種方法。折點加氯是利用在水中的氨與氯反應生成氨氣脫氨，這種方法還可以起到殺菌作用，但是產生的余氯會對魚類有影響，故必須附設除余氯設施。 2 生物脫氮法傳統和新開發的脫氮工藝有A/O，兩段活性污泥法、強氧化好氧生物處理、短程硝化反硝化、超聲吹脫處理氨氮法方法等。 2.1A/O工藝將前段缺氧段和後段好氧段串聯在一起，A段DO不大於0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的澱粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸，使大分子有機物分解為小分子有機物，不溶性的有機物轉化成可溶性有機物，當這些經缺氧水解的產物進入好氧池進行好氧處理時，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過迴流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態氮（N2）完成C、N、O在生態中的循環，實現污水無害化處理。其特點是缺氧池在前，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，反硝化反應產生的鹼度可以補償好氧池中進行硝化反應對鹼度的需求。好氧在缺氧池之後，可以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。BOD5的去除率較高可達90～95%以上，但脫氮除磷效果稍差，脫氮效率70～80%，除磷只有20～30%。盡管如此，由於A/O工藝比較簡單，也有其突出的特點，目前仍是比較普遍採用的工藝。

D. 工業廢水如何有效去除氨氮超標

1 高濃度氨氮廢水處理技術

高濃度氨氮廢水是指氨氮質量濃度大於500mg/L
的廢水。伴隨石油、化工、冶金、食品和制葯等工業的發展，以及人民生活水平的不斷提高，工業廢水和城市生活污水中氨氮的含量急劇上升，呈現氨氮污染源多、排放量大，並且排放的濃度增大的特點〔2〕。目前針對高氨氮廢水的處理技術主要使用吹脫法、化學沉澱法等。

1.1 吹脫法

將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發性溶質由液相轉入氣相，使廢水得到處理的過程稱為吹脫，常見的工藝流程見圖 1。

圖 2 生物脫氮的途徑

用生物法處理含氨氮廢水時，有機碳的相對濃度是考慮的主要因素，維持最佳碳氮比也是生物法成功的關鍵之一。

生物法具有操作簡單、效果穩定、不產生二次污染且經濟的優點，其缺點為佔地面積大，處理效率易受溫度和有毒物質等的影響且對運行管理要求較高。同時，在工業運用中應考慮某些物質對微生物活動和繁殖的抑製作用。此外，高濃度的氨氮對生物法硝化過程具有抑製作用，因此當處理氨氮廢水的初始質量濃度<300
mg/L 時，採用生物法效果較好。

J. Kim 等〔24〕採用小球藻處理美國俄亥俄州辛辛那提磨溪污水處理廠廢水中的氨氮，實驗結果表明，小球藻在經歷24 h 的遲緩期後，在48 h 內氨氮去除率可達50%。

2.3.1 傳統生物硝化反硝化技術

傳統生物硝化反硝化脫氮處理過程包括硝化和反硝化兩個階段。硝化過程是指在好氧條件下，在硝酸鹽和亞硝酸鹽菌的作用下，氨氮可被氧化成硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮；再通過缺氧條件，反硝化菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氮氣，從而達到脫氮的目的。

傳統生物硝化反硝化法中，較成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR
序批式處理法、接觸氧化法等。它們具有效果穩定、操作簡單、不產生二次污染、成本較低等優點。但該法也存在一些弊端，如必須補充相應的碳源來配合實現氨氮的脫除，使運行費用增加；碳氮比較小時，需要進行消化液迴流，增加了反應池容積和動力消耗；硝化細菌濃度低，系統投鹼量大等。

楊小俊等〔25〕通過A/O 膜生物反應器處理某煉油廠氣浮池出水中的氨氮，實驗結果表明，當氨氮和COD 容積負荷分別在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/（m3·d）時，處理後水中氨氮質量濃度小於5 mg/L。

2.3.2 新型生物脫氮技術

（1）短程硝化反硝化技術。短程硝化反硝化是在同一個反應器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽，阻止亞硝酸鹽進一步氧化，然後直接在缺氧的條件下，以有機物或外加碳源作為電子供體，將亞硝酸鹽進行反硝化生成氮氣。

短程硝化反硝化與傳統生物脫氮相比具有以下優點：對於活性污泥法，可節省25%的供氧量，降低能耗；節省碳源，一定情況下可提高總氮的去除率；提高了反應速率，縮短了反應時間，減少反應器容積。但由於亞硝化細菌和硝化細菌之間關系緊密，每個影響因素的變化都同時影響到兩類細菌，而且各個因素之間也存在著相互影響的關系，這使得短程硝化反硝化的條件難以控制。目前短程硝化反硝化技術仍處在人工配水實驗階段，對此現象的理論解釋還不充分。

（2）同時硝化反硝化技術。當硝化與反硝化在同一個反應器中同時進行時，即為同時硝化反硝化（SND）。廢水中溶解氧受擴散速度限制，在微生物絮體或者生物膜的表面，溶解氧濃度較高，利於好氧硝化菌和氨化菌的生長繁殖，越深入絮體或膜內部，溶解氧濃度越低，形成缺氧區，反硝化細菌占優勢，從而形成同時硝化反硝化過程。

鄒聯沛等〔26〕對膜生物反應器系統中的同時硝化反硝化現象進行了研究，實驗結果表明，當DO 為1mg/L，C/N=30，pH=7.2
時，COD、NH4+-N、TN 去除率分別為96%、95%、92%，並發現在一定的范圍內，升高或降低反應器內DO 濃度後，TN 去除率都會下降。

同時硝化反硝化法節省反應器，縮短了反應時間，且能耗低、投資省。但目前對於同步硝化反硝化的研究尚處於實驗室階段，其作用機理及動力學模型需做進一步的研究，其工業化運用尚難實現。

（3）厭氧氨氧化技術。厭氧氨氧化是指在缺氧或厭氧條件下，微生物以NH4+ 為電子受體，以NO2- 或NO3- 為電子供體進行的NH4+、NO2- 或NO3- 轉化成N2的過程〔27〕。

何岩等〔28〕研究了SHARON
工藝與厭氧氨氧化工藝聯用技術處理「中老齡」垃圾滲濾液的效果，實驗結果表明，厭氧氨氧化反應器可在具有硝化活性的污泥中實現啟動；
在進水氨氮和亞硝酸氮質量濃度不超過250 mg/L 的條件下，氨氮和亞硝酸氮的去除率分別可達到80%和90%。目前，SHARON
與厭氧氨氧化聯合工藝的研究仍處於實驗室階段，還需要進一步調整和優化工藝條件，以提高聯合工藝去除實際高氨氮廢水中的總氮的效能。

厭氧氨氧化技術可以大幅度地降低硝化反應的充氧能耗，免去反硝化反應的外源電子供體，可節省傳統硝化反硝化過程中所需的中和試劑，產生的污泥量少。但目前為止，其反應機理、參與菌種和各項操作參數均不明確。

2.4 膜技術

2.4.1 反滲透技術

反滲透技術是在高於溶液滲透壓的壓力作用下，藉助於半透膜對溶質的選擇截留作用，將溶質與溶劑分離的技術，具有能耗低、無污染、工藝先進、操作維護簡便等優點。

利用反滲透技術處理氨氮廢水的過程中，設備給予足夠的壓力，水通過選擇性膜析出，可用作工業純水，而膜另一側氨氮溶液的濃度則相應增高，成為可以被再次處理和利用的濃縮液。在實際操作中，施加的反滲透壓力與溶液的濃度成正比，隨著氨氮濃度的升高，反滲透裝置所需的能耗就越高，而效率卻是在下降〔29〕。

徐永平等〔30〕以兗礦魯南化肥廠碳酸鉀生產車間含NH4Cl 的廢水為研究對象，利用反滲透法對NH4Cl
廢水的處理過程進行了研究，實驗裝置採用反滲透膜（NTR-70SWCS4）過濾機。結果表明，在用反滲透膜技術處理氨氮廢水的過程中，氯化銨質量濃度適宜在60
g/L 以下，在該濃度條件下，設備脫氨氮效率較高，一般大於97%，各項技術指標合格，可以用於實際生產操作。

2.4.2 電滲析法

電滲析是在外加直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，使離子從電解質溶液中分離出來的過程。電滲析法可高效地分離廢水中的氨氮，並且該方法前期投入小，能量和葯劑消耗低，操作簡單，水的利用率高，無二次污染副產物。

唐艷等〔31〕採用自製電滲析設備對進水電導率為2 920 μS/cm，氨氮質量濃度為534.59 mg/L
的氨氮廢水進行處理，通過實驗得到在電滲析電壓為55 V，進水流量為24 L/h
這一最佳工藝參數條件下，可對實驗用水有效脫氮的結論，出水氨氮質量濃度為13 mg/L。

3 不同濃度工業含氨氮廢水的處理方法比較

不同氨氮廢水處理方法優缺點比較見表 4。

通過對以上幾種不同方法的論述，可以看出目前針對工業廢水中高濃度氨氮的處理方法主要使用物理化學方法做預處理，再選擇其他方法進行後續處理，雖能取得較好的處理效果，但仍存在結垢、二次污染的問題。對低濃度的氨氮廢水較常用的方法為化學法和傳統生物法，其中化學法的一些處理技術還不成熟，未在實際生產中應用，因此還無法滿足工業對低濃度氨氮廢水深度處理的要求；
生物法能較好地解決二次污染問題，且能達到工業對低濃度氨氮廢水深度處理的要求，但目前對微生物的選種和馴化還不完全成熟。

E. 怎麼樣才能去除廢水中的氨氮不過，其實氨氮有哪些類別

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。

F. 廢水中的氨氮怎麼去除

吹脫法：吹脫法在含氨氮廢水處理中應用比較常見，即向廢水內通入氣體，促使廢水中溶解性氣體以及易揮發性溶質氣液進行充分接觸，通過 pH
值的調節將廢水內離子氨轉化成分子氨，最後利用通入的空氣或者蒸汽將其吹出，降低廢水內氨氮含量;
化學沉澱法：應用化學沉澱法來進行廢水脫氨氮，即向含氨氮廢水投加適量的 Mg2+ 與 PO43- 葯劑，促使其與廢水內含有的NH4+
反應生成難溶復鹽磷酸氨鎂 MgNH4PO4·6H2O 結晶沉澱，最後對廢水中剩餘的氮磷進行回收處理;
離子交換法：應用離子交換法處理含氨氮廢水，最為常見的就是以沸石作為交換載體，提高氨氮脫除率;
膜吸收法：1)反滲透處理氨氮廢水的原理，即以超過溶液滲透壓的壓力作用，通過半透膜選擇溶質的截留作用，對溶質和溶劑進行可靠分離，實際應用中具有能耗低、無污染、工藝先進以及維護簡單等特點;
2)電滲析技術。通過設置外加直流電場，基於離子交換膜選擇透過性特點，促使電解質溶液將離子分離出來;
生物處理法：硝化反硝化技術，傳統生物硝化反硝化脫氮技術可以應用到含氨氮廢水處理中，分為硝化和反硝化兩個階段

G. 生活污水氨氮超標如何處理

1、生物法

生物脫氮技術是通過氨化、硝化、反硝化以及同化作用來完成。傳統生版物脫氮權的工藝成熟，脫氮效果較好。但存在工藝流程長、佔地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺點。

當生活污水氨氮超標時，應及時調整生物處理法，增加硝化、反硝化的反應時間，使氨氮更為快速的降解。

2、化學法

利用氨氮去除劑的氧化作用分解氨氮，這種方法下的氨氮分解效率快，處理時間快，一般都直接在出水口投加葯劑使用，沒有過多繁瑣的操作。

3、折點加氯法

折點氯化法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中的氨氮氧化成氮氣的化學脫氮工藝。該方法的處理效率可達到90% ~100%，處理效果穩定，不受水溫影響。但運行費用高，副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。

H. 高氨氮廢水如何處理

高氨氮廢水處理方法如下：

1、吹脫法

吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質速度理論。將氨氮廢水pH 調節至鹼性，此時，銨離子轉化為氨分子，再向水中通入氣體，使其與液體充分接觸，廢水中溶解的氣體和揮發性氨分子穿過氣液界面，轉至氣相，從而達到去除氨氮的目的。常用空氣或水蒸氣作載氣，前者稱為空氣吹脫，後者稱為蒸汽吹脫。

2、離子交換法

應用離子交換法處理含氨氮廢水，為常見的就是以沸石作為交換載體，提高氨氮脫除率。基於歷史實踐數據可知，每克沸石可以吸附15.5mg的氨氮，且對於粒徑在30~60目的沸石其脫除氨氮的效率可以達到78%。但是相比其他處理技術，利用沸石交換脫除工藝操作比較復雜，並且再生液為需要再次處理的高濃度氨氮廢水，因此更適用於低濃度氨氮廢水處理。

吹脫法處理氨氮技術參數

（1）吹脫法普遍適宜的pH 在11 附近；

（2）考慮經濟因素，溫度在30~40 ℃附近較為可行，且處理率高；

（3）吹脫時間為3 h左右；

（4）氣液比在5 000∶1 左右效果較好，且吹脫溫度越高，氣液比越小；

（5）吹脫後廢水的濃度可降低到中低濃度；

（6）脫氮率基本保持90%以上。盡管吹脫法可以將大部分氨氮脫除， 但處理後的廢水中氨氮仍然高達100 mg/L 以上，無法直接排放，還需要後續深度處理。