氨氮废水处理技术

盐水一碳铵法是我国生产优质轻质氧化镁的方法之一。以盐水为原料，以碳铵和氨为沉淀剂生产轻质氧化镁。工艺简单，操作控制方便，投资小，特别适合中小型生产。氨氮处理引起了人们的广泛关注，氨氮排放标准不断提高。

1.氨氮概述。

氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。一般以NH3-N表示。氨氮废水通常指含NH3和NH4+的废水。

人类生产生活的许多方面导致氨氮废水的产生，如人类自身的食物、饮料、垃圾渗滤液等；农业畜禽养殖和农田尾水；工业冶金、化肥、煤气、炼焦、软革、味精、肉类加工等工作涉及氨氮废水。

氨氮的危害：氨从氨氮废水中逸出，对人的眼睛、鼻子和气管有很强的刺激作用。进入血液中的氨会对人的大脑、心脏、肝脏和肾脏造成损害；水中氨氮浓度过高导致富营养化，导致湖泊、海洋赤潮，危及水生动植物的生存；供水中氨氮浓度过高会导致供水管网堵塞和腐蚀；饮用水中氨氮可转化为对人体有毒的NO2-N和NO3-N。

2.化学沉淀法的原理。

化学沉淀法是将某些化学物质添加到废水中时，废液中待去除的成分与其反应产生沉淀，从而降低其浓度的一种方法。化学沉淀法去除氨氮的基本原理是，当溶液中的NH4+.Mg2+.PO43-离子积大于MgNH4PO4的溶度积常数时，会自发产生沉淀。因此，当在废水中加入一定量的镁盐和磷酸盐时，废水中的NH4+与之反应，产生不溶性物质MgNH4PO4.6H2O(以下简称MAP)结晶，MAP在重力作用下从废水中分离出来，达到去除废水中氨氮的目的。

化学沉淀法可处理各种浓度的氨氮废水，特别适用于处理高浓度的氨氮废水。其产品MAP是一种缓释肥料，通常被称为鸟粪石。磷酸铵镁经过净化，可广泛应用于医疗卫生、造纸、涂料行业等领域。化学沉淀法是一种可行的技术。经济合理的污水处理方法，如果MAP能进一步发展为肥料的价值，化学沉淀法处理氨氮废水的前景将更广阔。

3.研究现状。

目前，用于吸收氨氮的材料主要包括沸石、生物炭、膨润土、粉煤灰等。对氨氮吸附机理的研究主要是对氨氮吸附热动力学的研究，利用相关分析手段对分子基团层面的吸附机理的研究较少。

目前，用于吸收氨氮的材料主要包括沸石、生物炭、膨润土、粉煤灰等。对氨氮吸附机理的研究主要是对氨氮吸附热动力学的研究，利用相关分析手段对分子基团层面的吸附机理的研究较少。

3.1沸石。

沸石因其独特的结构特点而成为氨氮废水吸附材料的研究热点。沸石内表面积大，晶格内有许多大小均匀的孔和孔，约为沸石晶体总体积的1/2，具有良好的吸附性能。沸石改性研究和吸附再生是当前研究的热点。

3.2片沸石。

王文超以改性后的片沸石颗粒为吸附剂，研究了氨氮废水的去除效果和解吸率。结果表明，对于初始浓度为200mg/L的氨氮废水，其出水量可达到国家一级排放标准，解吸率可达91.29%。金雪凯研究了沸石再生对氨氮去除效果的影响，发现再生沸石对氨氮的平均去除率仍可达91%。通过表征分析，发现饱和片沸石再生后可恢复沸石原有的孔隙结构，保持不变。新鲜片沸石对氨氮的去除率和吸附率分别为75.65%和7.56mg/g。

3.3其他吸附材料。

郭毅阁采用天然聚合物壳聚糖吸附水中氨氮，氨氮去除率可达74.35%。Couto比较了改性粘土和改性沸石对氨氮废水的去除效果。改性后，粘土对氨氮的去除率达到96%，改性沸石的去除率达到81%。以二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酸为交联剂，在可溶性淀粉上交联制备两性水凝胶，吸附废水中氨氮，吸附容量可达33.98mg/g。Zhang以碳化硅酸盐为原料，采用碳化、活化、水热转化等方法制备了X型活性炭复合材料，用于去除水溶液中的氨氮。结果表明，X型活性炭复合材料是一种有效的氨氮去除吸附剂。研究了磷酸铵镁热分解产物对氨氮的吸附作用，发现磷酸铵镁热解后氨和水可以全部去除，热解产物对氨氮的最大吸附量可以达到72.5mg/g。对于初始氨氮浓度为800mg/L的氨氮废水，去除率可达95%以上。再生研究表明，热解产物可循环吸附氨氮废水。

4.化学处理氨氮废水。

4.1化学沉淀法。

废水脱氨氮采用化学沉淀法，即在含氨氮废水中加入适量的Mg2+和PO43-药剂，促进其与废水中含有的NH4+反应产生不溶性复盐磷酸氨镁MgNH4PO4.6H2O结晶沉淀，最后回收废水中剩余的氮磷。一般来说，该方法适用于高浓度氨氮废水的处理，可保证至少90%的脱氮效率。此外，在确认废水中无毒物质的情况下，沉淀去除的磷酸氨镁可作为缓释复合肥料使用。化学沉淀法在实际应用中工艺设计简单，反应过程稳定性高，受外界因素干扰小，抗冲击性强，脱氮效果高。但在实际操作中，还需要注意控制剂量，提前确定沉淀物的应用方向，并采取相应的措施处理废水中的氨氮残留浓度高。

4.2鸟粪石结晶法。

自20世纪60年代以来，人们开始研究应用化学沉淀法去除废水中的氨氮，并将其应用于实际废水处理中。

一般化学沉淀法去除氨氮废水需要镁盐和磷酸盐两种药物，后期处理成本高，其应用有一定的限制。卤水碳铵法生产轻氧化镁行业产生的废水中含有大量Mgcl2。用化学沉淀法去除氨氮时，只需在废水中加入磷酸盐和少量镁盐，节省了大部分镁盐成本，降低了运行成本，副产品鸟粪石也可回收利用。制备高效缓释肥料。鸟粪石含有三种元素：N.P.Mg，可用作缓释肥。20世纪，人们发现鸟粪石中的五氧化二磷比磷酸钙中的五氧化二磷更容易被植物吸收。由于植物在生长过程中，根部会不断分泌柠檬酸等酸性物质，从而增加鸟粪石的溶解度，有利于作物对营养物的吸收，充分发挥鸟粪石结晶的肥料作用；此外，当鸟粪石不吸附重金属作为新型作物时，它不会吸附重金属。国外已成功将鸟粪石结晶推向市场。澳大利亚鸟粪石结晶的市场价格约为200美元，日本约为500美元，在一些国家甚至达到2000美元。

4.3电渗析技术。

基于离子交换膜选择的渗透性特性，通过设置外加直流电场，促进电解质溶液分离离子。从整体应用效果来看，电渗析技术可以有效地分离废水中的氨氮，早期投资少，能耗少，工艺整体操作简单，反应后不会产生二次污染副产品，在实际应用中具有较大的技术优势。