水中氨氮的去除方式

废水中的氮常以合氮有机物、氨、硝酸盐及亚硝酸盐等形式存在。生物处置把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。

水中氨氮的去除方式有多种，但目前常见的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性互换吸附、空气吹脱及折点氯化等。

下面咱们详细介绍一下这几种水中氨氮的去除方式： 一、生物硝化与反硝化(生物陈氮法) (一) 生物硝化

在好氧条件下，通过亚硝酸盐菌和硝酸盐菌的作用，将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的进程，称为生物硝化作用。生物硝化的反映进程为：

由上式可知：(1)在硝化进程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧；(2)硝化进程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 。

阻碍硝化进程的要紧因素有：(1)pH值 当pH值为～时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化进程中pH将下降，当碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在以上；(2)温度 温度高时，硝化速度快。亚硝酸盐菌的最适宜水温为35℃，在15℃以下其活性急剧降低，故水温以不低于15℃为宜；(3)污泥停留时刻 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速度为 ＝～(温度20℃，～。为了维持池内必然量的硝化菌群，污泥停留时刻 必需大于硝化菌的最小世代时刻 。在实际运行中，一样应取 ＞2 ,或 ＞2 ；(4)溶解氧

氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将无益于硝化反映的进行。一样，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应维持在2～3mg/L以上；(5)BOD负荷 硝化菌是一类自养型菌，而BOD氧化菌是异养型菌。假设BOD5负荷太高，会使生长速度较高的异养型菌迅速繁衍，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速度。因此为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在(BOD5)/kg(SS).d以下。

(二) 生物反硝化

在缺氧条件下，由于兼性脱氮菌(反硝化菌)的作用，将NO2--N和NO3--N还原成N2的进程，称为反硝化。反硝化进程中的电子供体(氢供体)是各类各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反映式为：

6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O 6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

由上可见，在生物反硝化进程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。

阻碍反硝化的要紧因素：(1)温度 温度对反硝化的阻碍比对其它废水生物处置进程要大些。一样，以维持20～40℃为宜。苦在气温太低的冬季，可采取增加污泥停留时刻、降低负荷等方式，以维持良好的反硝化成效；(2)pH值 反硝化进程的pH值操纵在～；(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一样在反硝化反映器内溶解氧

应操纵在L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法)；(4)有机碳源 当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN＞(3～5)时，可无需

外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于那个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一样为NO3--N的3倍。另外，还可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部份有机碳，即\"内碳源\"，但这要求污泥停留时刻长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。

二、沸石选择性互换吸附

沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为(M2+2M+) (m＝2～10，n＝0～9)，式中M2+代表Ca2+、Sr2+等二价阳离子，M+代表Na+、K+等一价阳离子，为一种弱酸型阳离子互换剂。在沸石的三维空间结构中，具有规那么的孔道结构和空穴，使其具有筛分效应，互换吸附选择性、热稳固性及形稳固性等优良性能。天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的要紧为斜发沸石。

斜发沸石对某些阳离子的互换选择性顺序为：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性，可采用互换吸附工艺去除水中氨氮。互换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。

溶液pH值对沸石除氨阻碍专门大。当pH太高，NH4+向NH3转化，互换吸附作用减弱；当pH太低，H+的竞争吸附作用增强，无益于NH4+的去除。通常，进水pH值以6～8为宜。当处置合氨氮10～20mg/L的城市进水时，出水浓度可达lmg/L

以下。穿透时通水容积约100～150床容。沸石的工作互换容量约×10-3n-1mol/g左右。

吸附铵达到饱和的沸石可用5g/L的石灰乳或饱和石灰水再生。再生液用量约为处置水量的3～5%。研究说明，石灰再生液中加入的NaCl，可提高再生效率。针对石灰再生的结垢问题，亦有采用2％的氯化钠溶液作再生液的，此刻再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液必需进行处置，其处置方式有：(1)空气吹脱 吹脱的NH3或排空，或由量H2S04吸收作肥料；(2)蒸气吹脱 冷凝液为1%的氨溶液，可用作肥料；(3)电解氧化(电氯化) 将氨氧化分解为N2。

三、空气吹脱

在碱性条件下(pH＞，废水中的氨氮要紧以NH3的形式存在(图20-2)。让废水与空气充分接触，那么水中挥发性的NH3将由液相向气相转移，从而脱除水中的氨氮。吹脱塔内装填木质或塑料板条填料，空气流由塔的下部进入，而废水那么由塔顶落至塔底集水池。

阻碍氨吹脱成效的要紧因素有： (1)pH值 一样将pH值提高至～；

(2)温度 水温降低时氨的溶解度增加，吹脱效率降低。例如，20℃时氨去除率为90～95％，而10℃时降至约75%，这为吹脱塔在冬季运行带来困难；

(3)水力负荷 水力负荷(m3/m2．h)过大，将破坏高效吹脱所需的水流状态，而形成水幕；水力负荷过小，填料可能没有适当湿润，致使运行不良，形成干塔。一样水力负荷为～5m3/m2·h；

(4)气水比 关于必然塔高，增加空气流量，可提高氨去除率；但随着空气流量增加，压降也增加，因此空气流量有一限值。一样，气/水比可取2500～5000(m3/m2)；

(5)填料构型与高度 由于反复溅水和形成水滴是氨吹脱的关键，因此填料的形状、尺寸、间距、排列方式够都对吹脱成效有阻碍。一样，填料间距40～50mm，填料高度为6～。假设增加填料间距，那么需更大的填料高度；

(6)结垢操纵 填料结垢(CaCO3)特降低吹脱塔的处置效率。操纵结垢的方式有：用高压水冲洗垢层；在进水中投加阻垢剂：采用不合或少含CO2的空气吹脱(如尾气吸收除氨循环利用)；采用不易结垢的塑料填料代替木材等。

空气吹脱法除氨，去除率可达60～95%，流程简单，处置成效稳固，基建费和运行费较低，可处置高浓度合氨废水。但气温低时吹脱效率低，填科结垢往往严峻干扰运行，且吹脱出的氨对环境产生二次污染。

四、折点氯化

投加过量氯或次氯酸钠，使废水中氨完全氧化为N2的方式，称为折点氯化法，其反映可表示为：

NH4+十→十十+十

由反映式可知，抵达折点的理论需氯(C12)量为kg(NH3-N)，而实际需氯量在8～10kg/kg(NH3-N)。在pH＝6～7

进行反映，那么投药量可最小。接触时刻一样为～2h。严格操纵pH值和投氯量，可减少反映中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。

折点氯化法对氨氮的去除率达90～100%，处置成效稳固，不受水温阻碍，基建费用也不高。但其运行费用高；残余氯及氯代有机物须进行后处置。

在目前采用的四种脱氮工艺中，物理化学法由于存在运行本钱高、对环境造成二次污染等问题，实际应用受到-定限制。而生物脱氮法能饺为有效和完全地除氮，且比较经济，因此取得较多应用。