离子交换运用吹脱塔

1. 氨氮高了，高氨氮废水有哪些处理方法

随着我国经济的高速发展，产生了大量高浓度氨氮废水。氨氮废水的大量排放，导致水体中氨氮大量富集，引起水体的富营养化与恶化，对水环境造成巨大危害，不仅严重影响了人们的正常生活，甚至危害了人们的身体健康，社会影响巨大。因此，国家在氨氮废水的排放要求方面也制定了越来越严格的法规与排放标准。目前，除了合成氨、肉类加工、钢铁等12个行业执行相应的国家行业标准(通常一级标准为25mg/L)外，其他均需遵守国家标准GB8978-1996«污水综合排放标准»。该标准明确1998年后新建单位氨氮最高允许排放浓度为15mg/L。
氨氮废水的处理方法和工艺有很多种，主要有物化法和生物法。物化法包括吹脱法、离子交换法、折点氯化法、化学沉淀法、膜分离法、高级氧化法、电解法、土壤灌溉法等。生物法包括硝化—反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、A/O、A2/O、SBR、氧化沟等。
1、物化法
1.1 吹脱法
在废水中氨氮多以铵离子(NH+4)和游离氨(NH3)的状态存在，两者保持平衡，平衡关系为：NH3+H2O→NH+4+OH-。这个平衡受pH值影响。当废水pH值升高时，OH-离子增多，该平衡反应向左移动，有利于NH+4生成游离态的NH3，从而使得游离氨所占比例增大，游离氨易于从水中逸出。当废水的pH值升高到11左右时，废水中的氨氮几乎全部以NH3的形式存在，再加上曝气吹脱的物理作用，则可促使NH3更容易从水中逸出，向大气转移。此外，该反应为放热反应，温度升高，反应方程向左移动，也有利于NH3从水中逸出。依据此原理，可以采用吹脱法来去除废水中氨氮，吹脱法一般分为空气吹脱法、水蒸汽吹脱法(汽提法)和超重力吹脱法。
1.1.1 空气吹脱法
空气吹脱法去除氨氮的原理是：在碱性条件下，通过外力将空气鼓入需要脱氨处理的废水中，同时在废水中使鼓入的空气和废水充分接触，废水中溶解的游离态氨将穿过废水界面，向外界空气转移，从而达到去除氨氮的目的。
目前，空气吹脱法在高浓度氨氮废水处理中的应用较多，吹脱速率高，处理费用相对较低，但随着氨氮浓度的降低，特别是当氨氮质量浓度低于1g/L以下时，吹脱速率显著降低。气液比、pH值、气体流速、温度、初始浓度等是影响吹脱法处理效果的主要因素。
现有吹脱装置主要有吹脱池和吹脱塔，由于前者效率低，易受外界环境影响，因此多采用吹脱塔装置。通常采用逆流操作，塔内装有一定高度的填料以增加气—液传质面积，从而有利于氨气从废水中解吸。常用填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。
空气吹脱法的优点是：具有稳定的氨氮去除率，工艺操作简单，氨氮容积负荷大等。缺点是：吹脱过程中易使填料层结垢，使废水流通不畅，从而影响设备的正常运行;同时，吹脱工艺需要调节废水pH值，需投加大量碱，从而使废水处理成本增高;另外，经空气吹脱处理后，废水中还含有少量氨氮，处理后的废水时常不能达到国家排放标准。因此，吹脱法通常与其他方法联合使用。
1.1.2 水蒸汽吹脱法(汽提法)
汽提法去除氨氮的原理是：大量蒸汽与废水接触，将废水中游离氨蒸馏出来，以达到去除氨氮的目的。当向废水中通入水蒸汽时，两液相在填料表面上逆流接触进行热和物质交换，当水溶液的蒸汽压超过外界的压力时，废水就开始沸腾，氨就加速转为气相。此外，气泡表面之间形成自由表面，废水中的氨不断向气泡内蒸发扩散，当气泡上升到液面上破裂释放出其中的氨，大量的气泡扩大了蒸发表面，强化了传质过程，通入的蒸汽升高了废水的温度，从而也提高了一定pH值时被吹脱的分子氨的比率。
汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水，操作条件与空气吹脱法类似，氨氮去除率高，但汽提法工艺处理成本高，操作条件难控制，消耗动力高等。
1.1.3 超重力吹脱法
空气吹脱法和水蒸汽吹脱法一般采用填料塔作为吹脱设备，而超重力吹脱法是利用超重力设备———超重机取代传统的填料塔作为吹脱设备，以空气为气提剂，将水中的游离氨解吸到气相中的氨氮废水治理方法。
氨氮废水加碱调节pH值为10~11后进入超重机处理。废水经超重机分布器均匀喷洒在填料内缘，在超重力作用下，液体被填料粉碎成液滴，沿填料径向甩出，经筒壁汇集后从超重机底部流出。同时，空气经超重机进气口进入超重机壳体，在一定风压下，由超重机转子外腔沿径向进入内腔。在填料层内，气液两相在大的气液接触面积的情况下完成气液接触，将水中的游离氨吹出。气体送至除雾器，将夹带的少量液体分离后，至吸收装置，脱氨后排空。利用超重机的水力学特性与传递特性，可获得良好的吹脱效果并减少设备投资与运行费用。
与工业上传统仅使用塔设备的吹脱法相比，超重力法吹脱法具有以下几点优势：
(1)设备体积质量小，设备及基建费用少，过程放大容易，启动、停车迅速，运行更稳定;
(2)摆脱了重力场的影响，对物料粘度适应性广，操作弹性大;
(3)气相动力消耗小，物料停留时间短，传质系数大;
(4)去除氨氮效率高，有利于气相中氨的回收利用：
(5)能够增加水中的溶解氧，为可能的后续生化处理提供充足氧源。但是目前超重力法吹脱氨氮技术的大规模工业应用较少，主要是因为该技术不够成熟。特别是大型的结构，仍需要根据具体的物系进行合理设计和试验。
1.2 离子交换法
离子交换法是一种特殊的吸附过程即交换吸附。其主要机理是：利用离子间的浓度差和交换剂上的功能基对离子的亲和力作为推动力达到吸附特定离子的目的。吸附过程是可逆的，吸附饱和的交换剂通过添加特定的解吸液可对交换剂上吸附的离子进行解吸，从而实现交换剂的循环使用。常见的交换剂有沸石等天然交换剂和人工合成的离子交换树脂两大类，而后者还可根据树脂上功能团的不同分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。
天然沸石(主要是斜发沸石)对NH+4具有强的选择吸附能力，并且天然沸石的价格低于人工合成的离子交换树脂。因此，工程上常用沸石对NH+4的强选择性，将NH+4截留于沸石表面，从而去除废水中的氨氮。pH值=4~8是沸石离子交换的最佳范围。当pH值<4时，H+与NH+4发生竞争;pH值>8时，NH+4变为NH3，从而失去离子交换性能。但是沸石交换容量容易饱和，吸附容量低，更换频繁，饱和后的沸石需再生才能再次使用。
离子交换树脂主要是利用特定阳离子交换树脂与水中的NH+4进行交换，交换后的树脂再通过解吸而还原。与沸石相比，强酸型阳离子交换树脂吸附容量大，处理效果稳定，但目前对强酸型阳离子交换树脂的研究多处于实验室阶段。
离子交换法的优点是去除率高，适用于处理中低浓度的氨氮废水。处理含氨氮10mg/L~20mg/L的城市污水，出水浓度可达1mg/L以下。但对于高浓度的氨氮废水，会造成短时间交换剂饱和，从而再生频繁，使处理成本增大，且再生液仍为高浓度氨氮废水，仍需进一步处理。在实际工程应用中，离子交换法常结合其它污水处理工艺来处理高浓度氨氮废水，先用其它方法作预处理，使经预处理后的废水浓度在100mg/L左右，然后再用离子交换法处理剩余氨氮废水。
1.3 折点氯化法
折点氯化法是将氯气通入氨氮废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量最低，而氨氮的浓度降为零。当通入的氯气量超过该点时，水中的游离氯就会增多，该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化，折点氯化法的原理就是氯气与氨反应生成了无害的氮气。加氯量对反应有很大影响，当氯的投加量与氨的摩尔比为1∶1时，化合余氯增加，主要为氯氨。当该比例为1.5∶1时余氯下降至最低点即“折点”，反应方程式为：NH+4+1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。pH值也是主要影响因素，pH值高时产生NO-3，低时产生NCl3。为了保证完全反应，通常pH值控制在6~8，一般加9mg~10mg的氯气可氧化1mg氨氮。
折点加氯法的优点是氨氮去除率高(可达90%~100%)，不受水温影响，处理效果稳定，反应迅速完全，设备投资少，并有消毒作用。缺点是由于在处理氨氮废水中要调节pH值，处理成本较高。同时液氯使用安全要求高且贮存时要求的环境条件高。另外，折点加氯法处理氨氮废水后会产生副产物氯代有机物和氯胺，会给环境带来二次污染。因此，折点氯化法多用于较低浓度氨氮废水，适用于废水的深度处理，工业上一般用于给水处理，对于大水量高浓度氨氮废水不适合。
1.4 化学沉淀法
化学沉淀法去除废水中氨氮的原理是：向氨氮废水中投加磷酸盐和镁盐，使废水中的氨氮与磷酸盐和镁盐生成一种难溶性的磷酸氨镁沉淀(MgNH4PO4•6H2O)，从而达到去除废水中氨氮的目的。
磷酸铵镁(MAP)又称鸟粪石，可溶于热水和稀酸，不溶于醇类、磷酸氨以及磷酸钠的水溶液，遇碱易分解、在空气中不稳定，升温至100℃时便会失水变为无机盐，继续加热至融化(约600℃)则会分解成焦磷酸镁。MAP可以用作饲料和肥料的添加剂，是一种很好的长效复合肥;也可用于涂料生产、氨基甲酸酯、软泡阻燃剂制造和医药行业。因此，磷酸铵镁脱氮除磷技术既可以去除废水中的氨氮，又可回收较有经济价值的MAP，达到变废为宝的目的。
化学沉淀法的优点是工艺简单、效率高，经处理后产生的沉淀物MAP经进一步加工处理后，能成为性能优良的农家复合肥料。缺点是处理成本高。在处理氨氮废水过程中需加入大量价格昂贵的混凝剂。此外，去除1gNH+4-N可产生8.35gNaCl，由此带来的高盐度将会影响后续生物处理的微生物活性。因此，该方法一直停留在实验室规模未在工程上运用，较少用于实际氨氮废水处理。
1.5 膜分离法
膜分离法包括反渗透法、液膜法、电渗析法等。
1.5.1 反渗透法
反渗透就是借助外界的压力使膜内部的压力大于膜外的压力，使小于膜孔径的分子(水)透过，大于膜孔径的分子截留在膜内，这种作用现象称作反渗透。其作用机理关键在于半透膜的选择透过性，半透膜上有好多细小的微孔，像水分子这样的小分子可以自由的透过，而大于半透膜上微孔的NH+4则不能通过。当溶液进入膜系统后，在外加压力的作用下半透膜就会选择性的让某些小分子物质透过，大分子物质NH+4则会留在半透膜内侧通过管道另外的出口排出。
反渗透装置处理废水需要对原水进行预处理，不然会损坏装置内的膜件，并且该装置需要高质量的膜。
1.5.2 液膜法
液膜法又称气态膜法，目前已应用于水溶液中挥发性物质的脱除、回收富集和纯化，如NH3、CO2、SO2、Cl2、Br2等。液膜法去除氨氮的机理是：采用疏水性中空纤维微孔膜，膜一侧是待处理的氨氮废水，另一侧是酸性吸收液，疏水的微孔结构在两液相间提供一层很薄的气膜结构。废水中NH3在废水侧通过浓度边界层扩散至疏水微孔膜表面，随后在膜两侧NH3分压差的推动下，NH3在废水和微孔膜界面处气化进入膜孔，然后扩散进入吸收液发生快速不可逆反应，从而达到脱除氨氮的目的。
液膜法具有比表面积大，传质推动力高，操作弹性大，氨氮脱除率高，无二次污染等优势，适合处理含盐量较高、油性污染物含量低的高氨氮废水。氨氮或含盐量较高时，能有效抑制水的渗透蒸馏通量，减弱对吸收液的稀释作用;但当废水中含有油性污染物时，会造成膜的污染，使膜的传质系数不能得到完全恢复。由于废水的复杂性、膜材料的研发更新换代、可逆吸收剂的研发以及后续副产品的生产应用等多种原因，气态膜法脱氨工业化进程很慢，国内生产应用实例较少。不过对于高盐高浓度氨氮废水，气态膜处理成本较低，其应用前景广阔。
1.5.3 电渗析法
电渗析法的原理是：当进水通过多组阴阳离子渗透膜时，NH+4在施加的电压影响下，透过膜到达膜另一侧浓水中并集聚，从而从进水中分离出来，实现溶液的淡化、浓缩、精制和提纯。国内外专家在电渗析法处理氨氮废水方面作了大量研究，并取得了一定成绩。但由于高选择性的防污膜仍在发展中，且对废水预处理的要求很高，电渗析法用于工业尚需时日。
1.6 高级氧化法
高级氧化法是通过化学、物理化学方法将废水中污染物直接氧化成无机物，或将其转化为低毒、易降解的中间产物。应用于脱除废水中氨氮的高级氧化法主要有湿式催化氧化法和光催化氧化法。
1.6.1 湿式催化氧化法
湿式催化氧化法是20世纪80年代国际上发展起来的一种治理废水的新技术，其原理是：在特定的温度、压力下，通过催化剂作用，经空气氧化可使污水中的有机物和氨氮分别氧化分解成CO2、N2和H2O等无害物质，达到净化的目的。
湿式催化氧化法技术优点是：氨氮负荷高，工艺流程简单，氨氮去除率高，占地面积少等。缺点是：在处理氨氮废水中会使用大量催化剂，造成催化剂的流失和增加对设备的腐蚀，使氨氮废水处理成本增大。
湿式催化氧化法从处理效果上来说适合高浓度氨氮废水的处理，但这种方法对温度、压力、催化剂等条件要求非常严格，反应设备须抗酸抗碱耐高压，一次性投资巨大，而且处理水量较大时费用很高，经济上不划算，目前在国内还鲜有工程应用的实例。
1.6.2 光催化氧化法
光催化氧化法是最近发展起来的一种处理废水的高级氧化技术，它可以使废水中的有机物在特定氧化剂的作用下完全分解为简单的无机物CO2和H2O，达到降解污染物的目的，处理方法简单高效，没有二次污染。但由于反应过程中需要的催化剂难以分离回收，使该方法在实际工程中一定程度上受到了限制。
1.7 电解法
电解法利用阳极氧化性可直接或间接地将NH+4氧化，具有较高的氨氮去除率，该方法操作简便，自动化程度高，其缺点是耗电量大，因此并不适用于大规模含氨氮废水的处理。
1.8 土壤灌溉法
土壤灌溉法是把低浓度的氨氮废水(50mg/L)作为农作物的肥料来使用，该法既为污灌区农业提供了稳定的水源，又避免了水体富营养化，提高了水资源利用率。土壤灌溉法只适合处理低浓度氨氮废水，当废水中的氨氮浓度低于50mg/L左右时，废水中的氨氮在土壤表层发生硝化作用，在土壤深度30cm左右达到峰值，随后由于脱氮等作用，在100cm处减小到10mg/L左右，在400cm以下土壤中未测出NH+4，直接污染到地下水的可能性几乎为零。
2、生物法
生物脱氨氮的原理：首先通过硝化作用将氨氮氧化成亚硝酸氮(NO-2-N)，再通过硝化作用将亚硝酸氮进一步氧化为硝酸氮(NO3-N)，最后通过反硝化作用将硝酸氮还原成氮气(N2)从水中逸出。
生物法的优点是：可去除多种含氮化合物，对氨氮可以彻底降解，总氨氮去除率可达95%以上，二次污染小且运行费用低。然而生物法对水质有严格的要求，高浓度的氨氮对微生物活性有抑制作用，会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致出水难于达标排放。
因此，生物法主要用来处理低浓度的氨氮废水，且没有或少有毒害物质存在，主要在处理生活污水以及垃圾渗滤液等方面应用较广泛。常见的氨氮废水生物处理工艺有传统硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化沟和SBR。
3、方法比较
根据废水中氨氮浓度不同可将废水分为三类：
(1)低浓度氨氮废水：氨氮浓度小于50mg/L;
(2)中浓度氨氮废水：氨氮浓度为50mg/L~500mg/L;
(3)高浓度氨氮废水：氨氮浓度大于500mg/L。

2. 污水处理氨氮超标的处理方法

化学法

利用氨氮去除剂的氧化作用分解氨氮，这种方法下的氨氮分解效率快版，处理时间权快，一般都直接在出水口投加药剂使用，没有过多繁琐的操作。

希洁氨氮去除剂，能在5~6分钟左右降解氨氮，并且浓度好调节，灵活性强，根据不同的浓度投加不同的药剂量就能很好地控制氨氮的浓度了。

离子交换法

沸石是一种对氨离子有很强选择性的硅铝酸盐，一般作为离子交换树脂用于去除氨氮的为斜发沸石。

但对于高浓度的氨氮废水，会使树脂再生频繁而造成操作困难，且再生液仍为高浓度氨氮废水，需再处理。

A/O系统

A/O脱氮除磷系统，即缺氧、好氧脱氮除磷系统。

其工艺流程是让废水依次经历缺氧、好氧两个阶段，故人们通称为缺氧、好氧脱氮除磷系统，简称A/O系统。

目前实际投入运行的有短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺，但它们的工艺条件要求严格，特别是对溶解氧的要求更为严格，在实际应用中很难控制;其他新型脱氮技术也只是在实验研究阶段。

拓展资料

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。 动物性有机物的含氮量一般较植物性有机物为高。同时，人畜粪便中含氮有机物很不稳定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高时指以氨或铵离子形式存在的化合氮。

3. 离子交换树脂的主要应用是什么

（复1）水处理。离子交换树脂在水制处理领域的需求量很大，约占其产量的90%，主要用于水中的各种阴阳离子的去除，目前，多用在火力发电厂的纯水处理上。

（2）食品工业。离子交换树脂可用于糖、味精、酒的精制、生物制品等工业装置上。例如，高果糖浆的制造是由玉米中萃出淀粉后，再经水解反应，产生葡萄糖与果糖，而后经离子交换处理，可以生成高果糖浆。

（3）石油化学工业。在有机合成中常用酸和碱作催化剂进行酯化、水解、酯交换、水合等反应。用离子交换树脂代替无机酸、碱，同样可进行上述反应，且优点更多。如树脂可反复使用，产品容易分离，反应器不会被腐蚀，不污染环境，反应容易控制等。

（4）环境保护。许多水溶液或非水溶液中含有有毒离子或非离子物质，这些可用离子交换树脂进行回收使用，如去除电镀废液中的金属离子，回收电影制片废液里的有用物质等。

（5）其他。离子交换树脂可以从贫铀矿里分离、浓缩、提纯铀及提取稀土元素和贵金属。

4. 常用的去除氨氮的污水处理工艺有哪些

氨氮是指水中以游离氨（NH3）和铵离子（NH4）形式存在的氮。大多数公司的废水在经过处理后，氨氮都不会太高，很多都在20－60PPM左右，要使这部分氨氮降低到5PPM以下甚至更低，必须加入去除氨氮药剂进行处理，才能是氨氮达到国家排放标准。ICN-03氨氮去除剂是一种高效、环保的氨氮处理剂，它不仅反应效率高，而且快速，能将水体中的氨氮彻底去除。

5. 怎样去除鱼缸中的氨氮

可以用氨氮去除菌剂去除。

氨氮去除菌剂能快速降解各种水中的氨氮，是硝化菌株亚硝酸菌属和硝酸菌属组成的液态混合制剂。产品广泛应用于市政设施、化工厂、垃圾填埋场、钢铁厂、炼油厂、食品加工厂、印染厂、制药厂、河道治理及景观水处理等等的水处理中。

特点：

能去除水中的有机氨氮和无机氨氮。

通过菌种繁殖食污,水处理长期成本低。

迅速从由有机物或抑制性冲击负荷、水力负荷超量或突发固体损失所导致的硝化作用混乱状态中恢复。

提高水的生物多样性和自净能力。

提高水处理系统的稳定性，降低故障频率和严重程度。

增加原生动物的数量和多样性。

能迅速从由于负荷和毒物导致的故障中恢复。

减轻因产量增加或产品成分变化对出水质量造成的影响。

(5)离子交换运用吹脱塔扩展阅读：

水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。

对生态环境的影响

氨氮对水生物起危害作用的主要是游离氨，其毒性比铵盐大几十倍，并随碱性的增强而增大。氨氮毒性与池水的pH值及水温有密切关系，一般情况，pH值及水温愈高，毒性愈强，对鱼的危害类似于亚硝酸盐。

氨氮对水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。鱼类对水中氨氮比较敏感，当氨氮含量高时会导致鱼类死亡。急性氨氮中毒危害为：水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。

6. 怎样除氨氮，方法有哪些

氨氮去除方法有多种,1、物理化学法：有折点氯化法、空气吹脱法、化学沉淀法、液膜法、电渗析除氨氮法、催化湿式氧化法、土壤灌溉法、循环冷却水系统脱氨法;2、生物脱氮法

7. 怎样利用化学法去除氨氮

折点氯化法去除氨氮折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮污水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－ NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。 2． 选择性离子交换化去除氨氮离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。离子交换法选用对NH4+离子有很强选择性的沸石作为交换树脂，从而达到去除氨氮的目的。沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，它是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，对NH4+有很强的选择性。 O．Lahav等用沸石作为离子交换材料，将沸石作为一种把氨氮从废水中分离出来的分离器以及硝化细菌的载体。该工艺在一个简单的反应器中分吸附阶段和生物再生阶段两个阶段进行。在吸附阶段，沸石柱作为典型的离子交换柱；而在生物再生阶段，附在沸石上的细菌把脱附的氨氮氧化成硝态氮。研究结果表明，该工艺具有较高的氨氮去除率和稳定性，能成功地去除原水和二级出水中的氨氮。沸石离子交换与pH的选择有很大关系，pH在4～8的范围是沸石离子交换的最佳区域。当pH＜4时，H+与NH4+发生竞争；当pH＞8时，NH4+变为NH3而失去离子交换性能。用离子交换法处理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水浓度可达1mg/L以下。离子交换法具有工艺简单、投资省去除率高的特点，适用于中低浓度的氨氮废水（＜500mg/L），对于高浓度的氨氮废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。但再生液为高浓度氨氮废水，仍需进一步处理。 3． 空气吹脱法与汽提法去除氨氮空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮，去除率可达60%～95%，工艺流程简单，处理效果稳定，吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液，也可根据市场需求，用水吸收生产氨水或用硫酸吸收生产硫酸铵副产品，未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用。用该法处理氨氮时，需考虑排放的游离氨总量应符合氨的大气排放标准，以免造成二次污染。低浓度废水通常在常温下用空气吹脱，而炼钢、石油化工、化肥、有机化工、有色金属冶炼等行业的高浓度废水则常用蒸汽进行吹脱。该方法比较适合处理高浓度氨氮废水，但吹脱效率影响因子多，不容易控制，特别是温度影响比较大，在北方寒冷季节效率会大大降低，现在许多吹脱装置考虑到经济性，没有回收氨，直接排放到大气中，造成大气污染。汽提法是用蒸汽将废水中的游离氨转变为氨气逸出，处理机理与吹脱法一样是一个传质过程，即在高pH值时，使废水与气体密切接触，从而降低废水中氨浓度的过程。传质过程的推动力是气体中氨的分压与废水中氨的浓度相当的平衡分压之间的差。延长气水间的接触时间及接触紧密程度可提高氨氮的处理效率，用填料塔可以满足此要求。塔的填料或充填物可以通过增加浸润表面积和在整个塔内形成小水滴或生成薄膜来增加气水间的接触时间汽提法适用于处理连续排放的高浓度氨氮废水，操作条件与吹脱法类似，对氨氮的去除率可达97%以上。但汽提塔内容易生成水垢，使操作无法正常进行。吹脱和汽提法处理废水后所逸出的氨气可进行回收：用硫酸吸收作为肥料使用；冷凝为1%的氨溶液。 4． 生物法去除氨氮生物法去除氨氮是在指废水中的氨氮在各种微生物的作用下，通过硝化和反硝化等一系列反应，最终形成氮气，从而达到去除氨氮的目的。生物法脱氮的工艺有很多种，但是机理基本相同。都需要经过硝化和反硝化两个阶段。硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：亚硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2-+O2→2NO3- 硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，最佳温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS?d)；泥龄在3～5天以上。在缺氧条件下，利用反硝化菌（脱氮菌）将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从废水中逸出由于兼性脱氮菌（反硝化菌）的作用，将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物（碳源）。以甲醇为碳源为例，其反应式为： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH- 反硝化菌的适宜pH值为6.5～8.0；最佳温度为30℃，当温度低于10℃时，反硝化速度明显下降，而当温度低至3℃时，反硝化作用将停止；DO浓度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脱氮法可去除多种含氮化合物，总氮去除率可达70%～95%，二次污染小且比较经济，因此在国内外运用最多。其缺点是占地面积大，低温时效率低。常见的生物脱氮流程可以分为3类： ⑴多级污泥系统多级污泥系统通常被称为传统的生物脱氮流程。此流程可以得到相当好的BOD5去除效果和脱氮效果，其缺点是流程长，构筑物多，基建费用高，需要外加碳源，运行费用高，出水中残留一定量甲醇； ⑵单级污泥系统单级污泥系统的形式包括前置反硝化系统、后置反硝化系统及交替工作系统。前置反硝化的生物脱氮流程，通常称为A/O流程。与传统的生物脱氮工艺流程相比，该工艺特点：流程简单、构筑物少，只有一个污泥回流系统和混合液回流系统，基建费用可大大节省；将脱氮池设置在去碳源，降低运行费用；好氧池在缺氧池后，可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；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。此外，后置式反硝化系统，因为混合液缺乏有机物，一般还需要人工投加碳源，但脱氮的效果高于前置式，理论上可接近100%的脱氮效果。交替工作的生物脱氮流程主要由两个串联池子组成，通过改换进水和出水的方向，两个池子交替在缺氧和好氧的条件下运行。它本质上仍是A/O系统，但利用交替工作的方式，避免了混合液的回流，其脱氮效果优于一般A/O流程。其缺点是运行管理费用较高，必须配置计算机控制自动操作系统； ⑶生物膜系统将上述A/O系统中的缺氧池和好氧池改为固定生物膜反应器，即形成生物膜脱氮系统。此系统中应有混合液回流，但不需污泥回流，在缺氧的好氧反应器中保存了适应于反硝化和好氧氧化及硝化反应的两个污泥系统。由于常规生物处理高浓度氨氮废水还存在以下： ?为了能使微生物正常生长，必须增加回流比来稀释原废水； ?硝化过程不仅需要大量氧气，而且反硝化需要大量的碳源，一般认为COD/TKN至少为9。 5． 化学沉淀法去除氨氮化学沉淀法是根据废水中污染物的性质，必要时投加某种化工原料，在一定的工艺条件下（温度、催化剂、pH值、压力、搅拌条件、反应时间、配料比例等等）进行化学反应，使废水中污染物生成溶解度很小的沉淀物或聚合物，或者生成不溶于水的气体产物，从而使废水净化，或者达到一定的去除率。化学沉淀法处理NH3-N是始于20世纪60年代，在90年代兴起的一种新的处理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在碱性水溶液中生成沉淀。在氨氮废水中投加化学沉淀剂Mg(OH)2、H3PO4与NH4+反应生成MgNH4PO4?6H2O（鸟粪石）沉淀，该沉淀物经造粒等过程后，可开发作为复合肥使用。整个反应的pH值的适宜范围为9～11。pH值＜9时，溶液中PO43－浓度很低，不利于MgNH4PO4?6H2O沉淀生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反应将在强碱性溶液中生成比MgNH4PO4?6H2O更难溶于水的Mg3(PO4)2的沉淀。同时，溶液中的NH4+将挥发成游离氨，不利于废水中氨氮的去除。利用化学沉淀法，可使废水中氨氮作为肥料得以回收。

8. 氨氮吸收塔 氨氮脱氮塔 是什么原理 我们厂是制药厂 就是车间的废液要进行脱氮处理后再去废水站处理

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。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。

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。生物处理把大多数有机氮转化为氨，然后可进一步转化为硝酸盐。目前采用的除氮工艺有生物硝化与反硝化、沸石选择性交换吸附、空气吹脱及折点氯化等四种。
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过程，称为生物硝化作用。生物硝化的反应过程为：
由上式可知：(1)在硝化过程中，1g氨氮转化为硝酸盐氮时需氧4.57g；(2)硝化过程中释放出H+，将消耗废水中的碱度，每氧化lg氨氮，将消耗碱度(以CaCO3计) 7.lg。
影响硝化过程的主要因素有：(1)pH值 当pH值为8.0～8.4时(20℃)，硝化作用速度最快。由于硝化过程中pH将下降，当废水碱度不足时，即需投加石灰，维持pH值在7.5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)污泥停留时间 硝化菌的增殖速度很小，其最大比生长速率为 ＝0.3～0.5d-1(温度20℃，pH8.0～8.4)。为了维持池内一定量的硝化菌群，污泥停留时间 必须大于硝化菌的最小世代时间 。在实际运行中，一般应取 ＞2 ,或 ＞2 ；(4)溶解氧 氧是生物硝化作用中的电子受体，其浓度太低将不利于硝化反应的进行。一般，在活性污泥法曝气池中进行硝化，溶解氧应保持在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。若BOD5负荷过高，会使生长速率较高的异养型菌迅速繁殖，从而佼白养型的硝化菌得不到优势，结果降低了硝化速率。所以为要充分进行硝化，BOD5负荷应维持在0.3kg(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的过程，称为反硝化。反硝化过程中的电子供体(氢供体)是各种各样的有机底物(碳源)。以甲醇作碳源为例，其反应式为：
6NO3-十2CH3OH→6NO2-十2CO2十4H2O
6NO2-十3CH3OH→3N2十3CO2十3H2O十60H-

由上可见，在生物反硝化过程中，不仅可使NO3--N、NO2--N被还原，而且还可位有机物氧化分解。
影响反硝化的主要因素：(1)温度 温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果；(2)pH值 反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0；(3)溶解氧 氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/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、氮比低于这个比值时，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，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外，还可利用微生物死亡；自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，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、沸石选择性交换吸附
沸石是一种硅铝酸盐，其化学组成可表示为(M2+，2M+)O.Al2O3.mSiO2·nH2O (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交换剂。在沸石的三维空间结构中，具有规则的孔道结构和空穴，使其具有筛分效应，交换吸附选择性、热稳定性及形稳定性等优良性能。天然沸石的种类很多，用于去除氨氮的主要为斜发沸石。
斜发沸石对某些阳离子的交换选择性次序为：K+，NH4+＞Na+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+。利用斜发沸石对NH4+的强选择性，可采用交换吸附工艺去除水中氨氮。交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用。
溶液pH值对沸石除氨影响很大。当pH过高，NH4+向NH3转化，交换吸附作用减弱；当pH过低，H+的竞争吸附作用增强，不利于NH4+的去除。通常，进水pH值以6～8为灾。当处理合氨氮10～20mg/L的城市严水时，出水浓度可达lmg/L以下。穿透时通水容积约100～150床容。沸石的工作交换容量约0.4×10-3n-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。再生液用量约为处理水量的3～5%。研究表明，石灰再生液中加入0.1mol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，此时再生液用量较大。再生时排出的高浓度合氨废液必须进行处理，其处理方法有：(1)空气吹脱 吹脱的NH3或者排空，或者由量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＞10.5)，废水中的氨氮主要以NH3的形式存在(图20-2)。让废水与空气充分接触，则水中挥发性的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，而废水则由塔顶落至塔底集水池。
影响氨吹脱效果的主要因素有：
(1)pH值 一般将pH值提高至10.8～11.5；
(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。一般水力负荷为2.5～5m3/m2．h；
(4)气水比 对于一定塔高，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，所以空气流量有一限值。一般，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效果有影响。一般，填料间距40～50mm，填料高度为6～7.5m。若增加填料间距，则需更大的填料高度；
(6)结垢控制 填料结垢(CaCO3)特降低吹脱塔的处理效率。控制结垢的措施有：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使用)；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，处理效果稳定，基建费和运行费较低，可处理高浓度合氨废水。但气温低时吹脱效率低，填科结垢往往严重干扰运行，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(超过"折点"，参见第十四章)，使废水中氨完全氧化为N2的方法，称为折点氯化法，其反应可表示为：
NH4+十1.5HOCl→0.5N2十1.5H2O十2.5H+十1.5Cl-
由反应式可知，到达折点的理论需氯(C12)量为7.6kg/kg(NH3-N)，而实际需氯量在8～10kg/kg(NH3-N)。在pH＝6～7进行反应，则投药量可最小。接触时间一般为0.5～2h。严格控制pH值和投氯量，可减少反应中生成有害的氯胺(如NCl3)和氯代有机物。
折点氯化法对氨氮的去除率达90～100%，处理效果稳定，不受水温影响，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理。
在目前采用的四种脱氮工艺中，物理化学法由于存在运行成本高、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彻底地除氮，且比较经济，因而得到较多应用。

9. 处理氨氮废水的方法

氨氮废水处理方法：
处理氨氮废水的方法有很多，目前常见的有化学沉淀法、吹脱法、化学氧化法、生物法、膜分离法、离子交换法以及土壤灌溉等。
氨氮废水处理方法以及各种方法的优缺点：
1、化学沉淀法。又称为MAP沉淀法，是通过向含有氨氮的废水中投加镁化物和磷酸或磷酸氢盐，使废水中的NH4﹢与Mg²﹢、PO4³﹣在水溶液中反应生成磷酸按镁沉淀，分子式为MgNH4P04.6H20，从而达到去除氨氮的目的。
影响化学沉淀法处理效果的因素主要有pH值、温度、氨氮浓度以及摩尔比(n(Mg²﹢):n(NH4﹢):n(P04³-))等。
化学沉淀法的缺点：由于受磷酸铁镁溶度积的限制，废水中的氨氮达到一定浓度后，再投人药剂量，则去除效果不明显，且使投入成本大大增加，因此化学沉淀法需与其它适合深度处理的方法配合使用;药剂使用量大，产生的污泥较多，处理成本偏高;投加药剂时引人的氯离子和余磷易造成二次污染。
2、吹脱法。去除氨氮是通过调整pH值至碱性，使废水中的氨离子向氨转化，使其主要以游离氨形态存在，再通过载气将游离氨从废水中带出，从而达到去除氨氮的目的。
影响吹脱效率的因素主要有pH值、温度、气液比、气体流速、初始浓度等。
吹脱法去除氨氮效果较好，操作简便，易于控制。对于吹脱的氨氮可以用硫酸做吸收剂，生成的硫酸钱制成化肥使用。吹脱法是目前常用的物化脱氮技术。但吹脱法存在一些缺点，如吹脱塔内经常结垢，低温时氨氮去除效率低，吹脱的气体形成二次污染等。吹脱法一般与其它氨氮废水处理方法联合运用，用吹脱法对高浓度氨氮废水预处理。
3、化学氧化法包含：折点氯化法、催化氧化法、电化学氧化法；
4、生物法包含：传统生物脱氮技术、新型生物脱氮技术（同时硝化反硝化（SND）、短程消化反硝化、厌氧氨氧化）
5、膜分离法。利用膜的选择透过性对液体中的成分进行选择性分离，从而达到氨氮脱除的目的。包括反渗透、纳滤和电渗析等。影响膜分离法的因素有膜特性、压力或电压、pH值、温度以及氨氮浓度等。
膜分离法的优点是氨氮回收率高，操作简便，处理效果稳定，无二次污染等。但在处理高浓度氨氮废水时，所使用的薄膜易结垢堵塞，再生、反洗频繁，增加处理成本，故该法较适用于经过预处理的或中低浓度的氨氮废水。
6、离子交换法。通过对氨离子具有很强选择吸附作用的材料去除废水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脱石及交换树脂等。
离子交换法是通过对氨离子具有很强选择吸附作用的材料去除废水中氨氮的方法。常用的吸附材料有活性炭、沸石、蒙脱石及交换树脂等。
7、土壤灌溉。是将低浓度氨氮废水直接作为肥料使用的方法。对于有些含有病菌、重金属、有机及无机等有害物质的氨氮废水需经预处理将其去除后再进行灌溉。土壤灌溉要求氨氮浓度一般为几十毫克每升。

10. 生活污水氨氮超标如何处理

1、生物法

生物脱氮技术是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成。传统生版物脱氮权的工艺成熟，脱氮效果较好。但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点。

当生活污水氨氮超标时，应及时调整生物处理法，增加硝化、反硝化的反应时间，使氨氮更为快速的降解。

2、化学法

利用氨氮去除剂的氧化作用分解氨氮，这种方法下的氨氮分解效率快，处理时间快，一般都直接在出水口投加药剂使用，没有过多繁琐的操作。

3、折点加氯法

折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠，使废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺。该方法的处理效率可达到90% ~100%，处理效果稳定，不受水温影响。但运行费用高，副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。