污水中因氨氮濃度不同分為高低濃度氨氮廢水，在實際應用中氨氮濃度大于500PPM的廢水需要預處理（稱為高氨氮廢水），然后配合低氨氮廢水的處理工藝進行最后的脫氮，因高氨氮廢水與低氨氮廢水采用的工藝不同.

高濃度氨氮廢水處理技術(shù)

吹脫法

將空氣通入廢水中，使廢水中溶解性氣體和易揮發(fā)性溶質(zhì)由液相轉(zhuǎn)入氣相，使廢水得到處理的過程稱為吹脫。

吹脫法的基本原理是氣液相平衡和傳質(zhì)速度理論。將氨氮廢水pH 調(diào)節(jié)至堿性，此時，銨離子轉(zhuǎn)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(fā)性氨分子穿過氣液界面，轉(zhuǎn)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，后者稱為蒸汽吹脫。

蒸汽吹脫法效率較高，氨氮去除率能達到90%以上，但能耗較大，一般應用在煉鋼、化肥、石油化工等行業(yè)，其優(yōu)點是可回收利用氨，經(jīng)過吹脫處理后可回收到氨質(zhì)量分數(shù)達30%以上的氨水。空氣吹脫法的效率雖比蒸汽法的低，但能耗低、設備簡單、操作方便。在氨氮總量不高的情況下，采用空氣吹脫法比較經(jīng)濟，同時可用硫酸作吸收劑吸收吹脫出的氨氮，生成的硫酸銨可制成化肥。

但是在大規(guī)模的氨吹脫-汽提塔生產(chǎn)過程中， 產(chǎn)生水垢是較棘手的問題。通過安裝噴淋水系統(tǒng)可有效解決軟質(zhì)水垢問題，可是對于硬質(zhì)水垢，噴淋裝置也無法消除。此外，低溫時氨氮去除率低，吹脫的氣體形成二次污染。因此，吹脫法一般與其他氨氮廢水處理方法聯(lián)合運用，用吹脫法對高濃度氨氮廢水進行預處理。最佳吹脫工藝條件。

（1）吹脫法普遍適宜的pH 在11附近；

（2）考慮經(jīng)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3h左右；

（4）氣液比在5000∶1 左右效果較好，且吹脫溫度越高，氣液比越小；

（5）吹脫后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， 但處理后的廢水中氨氮仍然高達100 mg/L 以上，無法直接排放，還需要后續(xù)深度處理。

化學沉淀法的原理，是向氨氮污水中投加含Mg2+ 和PO43- 的藥劑， 使污水中的氨氮和磷以鳥糞石（磷酸銨鎂）的形式沉淀出來，同時回收污水中的氮和磷。

化學沉淀法的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：工藝設計操作相對簡單；反應穩(wěn)定，受外界環(huán)境影響小，抗沖擊能力強；脫氮率高，效果明顯，生成的磷酸銨鎂可作為無機復合肥使用，解決了氮的回收和二次污染的問題，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)境效益。磷酸銨鎂沉淀法適用于處理氨氮濃度較高的工業(yè)廢水，總結(jié)了一些使用化學沉淀法處理氨氮廢水的案例。

磷酸銨鎂沉淀法處理氨氮廢水的適宜條件是：pH 約為9.0，n（P）∶n（N）∶n（Mg）在1∶1∶1.2 左右，磷酸銨鎂沉淀法的脫氮率能維持在較高水平，普遍能夠達到90%以上。

低濃度氨氮工業(yè)廢水處理技術(shù)

廢水中氨氮的構(gòu)成主要有兩種，一種是氨水形成的氨氮，一種是無機氨形成的氨氮，主要是硫酸銨、氯化銨等。氨氮是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素之一， 對這類污水進行回收利用時還會對管道中的金屬產(chǎn)生腐蝕作用， 縮短設備和管道的壽命，增加維護成本。目前工業(yè)上常用于處理低濃度氨氮的技術(shù)主要有吸附法、折點氯化法、生物法、膜技術(shù)等。

吸附法

吸附是一種或幾種物質(zhì)（稱為吸附物）的濃度在另一種物質(zhì)（稱為吸附劑）表面上自動發(fā)生變化的過程， 其實質(zhì)是物質(zhì)從液相或氣相到固體表面的一種傳質(zhì)現(xiàn)象。

吸附法是處理低濃度氨氮廢水較有發(fā)展前景的方法之一。吸附法常利用多孔性固體作為吸附劑，根據(jù)吸附原理不同可分為物理吸附、化學吸附和交換吸附。處理低濃度氨氮廢水較為理想的是離子交換吸附法，它屬于交換吸附方法的一種，利用吸附劑上的可交換離子與廢水中的NH4+ 發(fā)生交換并吸附NH3 分子以達到去除水中氨的目的， 這是一個可逆過程， 離子間的濃度差和吸附劑對離子的親和力為吸附過程提供動力。

具有良好吸附性能且常用的吸附劑有：沸石、活性炭、煤炭、離子交換樹脂等，根據(jù)其吸附原理的不同，這些吸附材料對不同吸附物的吸附效果不同。

該法一般只適用于低濃度氨氮廢水， 而對于高濃度的氨氮廢水， 使用吸附法會因吸附劑更換頻繁而造成操作困難， 因此需要結(jié)合其他工藝來協(xié)同完成脫氮過程。供吸附法使用的吸附劑很多， 但不同吸附劑對廢水中氨氮的吸附量卻有很大不同， 對比了部分吸附劑的吸附效果。

折點氯化法

折點氯化法是污水處理工程中常用的一種脫氮工藝，其原理是將氯氣通入氨氮廢水中達到某一臨界點，使氨氮氧化為氮氣的化學過程，其反應方程式為：NH4++1.5HOCl→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-

折點氯化法的優(yōu)點為：處理效率高且效果穩(wěn)定，去除率可達100%；該方法不受鹽含量干擾，不受水溫影響，操作方便；有機物含量越少時氨氮處理效果越好，不產(chǎn)生沉淀；初期投資少，反應迅速完全；能對水體起到殺菌消毒的作用。

但是折點氯化法僅適用于低濃度廢水的處理， 因此多用于氨氮廢水的深度處理。該方法的缺點是：液氯消耗量大，費用較高，且對液氯的貯存和使用的安全要求較高， 反應副產(chǎn)物氯胺和氯代有機物會對環(huán)境造成二次污染。

生物法

生物法是指廢水中的氨氮在各種微生物作用下，通過硝化、反硝化等一系列反應最終生成氮氣，從而達到去除的目的，其脫氮途徑如圖2 所示。對于可生化性高的廢水（BOD/COD＞0.3），氨氮可通過生物法脫除。

生物法具有操作簡單、效果穩(wěn)定、不產(chǎn)生二次污染且經(jīng)濟的優(yōu)點，其缺點為占地面積大，處理效率易受溫度和有毒物質(zhì)等的影響且對運行管理要求較高。同時，在工業(yè)運用中應考慮某些物質(zhì)對微生物活動和繁殖的抑制作用。此外，高濃度的氨氮對生物法硝化過程具有抑制作用， 因此當處理氨氮廢水的初始質(zhì)量濃度＜300 mg/L 時，采用生物法效果較好。

傳統(tǒng)生物硝化反硝化技術(shù)

傳統(tǒng)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(tǒng)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(wěn)定、操作簡單、不產(chǎn)生二次污染、成本較低等優(yōu)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(xiàn)氨氮的脫除， 使運行費用增加；碳氮比較小時，需要進行消化液回流，增加了反應池容積和動力消耗；硝化細菌濃度低，系統(tǒng)投堿量大等。

新型生物脫氮技術(shù)

1）短程硝化反硝化技術(shù)

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，然后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(tǒng)生物脫氮相比具有以下優(yōu)點：對于活性污泥法，可節(jié)省25%的供氧量，降低能耗；節(jié)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。但由于亞硝化細菌和硝化細菌之間關(guān)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(guān)系， 這使得短程硝化反硝化的條件難以控制。

2）同時硝化反硝化技術(shù)

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，利于好氧硝化菌和氨化菌的生長繁殖，越深入絮體或膜內(nèi)部，溶解氧濃度越低，形成缺氧區(qū)，反硝化細菌占優(yōu)勢，從而形成同時硝化反硝化過程。

有實驗表明當DO 為1mg/L，C/N=30，pH=7.2 時，COD、NH4+-N、TN 去除率分別為96%、95%、92%， 并發(fā)現(xiàn)在一定的范圍內(nèi)，升高或降低反應器內(nèi)DO 濃度后，TN 去除率都會下降。同時硝化反硝化法節(jié)省反應器， 縮短了反應時間，且能耗低、投資省。

3）厭氧氨氧化技術(shù)

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- 為電子供體進行的將NH4+。

厭氧氨氧化技術(shù)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(jié)省傳統(tǒng)硝化反硝化過程中所需的中和試劑， 產(chǎn)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(shù)均不明確。

膜技術(shù)

反滲透技術(shù)

反滲透技術(shù)是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于半透膜對溶質(zhì)的選擇截留作用，將溶質(zhì)與溶劑分離的技術(shù)，具有能耗低、無污染、工藝先進、操作維護簡便等優(yōu)點。利用反滲透技術(shù)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(yè)純水，而膜另一側(cè)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。

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(zhì)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，并且該方法前期投入小，能量和藥劑消耗低，操作簡單，水的利用率高，無二次污染副產(chǎn)物。

采用自制電滲析設備對進水電導率為2920 μS/cm， 氨氮質(zhì)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55V，進水流量為24 L/h 這一最佳工藝參數(shù)條件下，可對實驗用水有效脫氮的結(jié)論，出水氨氮質(zhì)量濃度為13 mg/L。

高濃度氨氮廢水的處理方法比較

通過對以上幾種不同方法的論述， 可以看出目前針對工業(yè)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后續(xù)處理，雖能取得較好的處理效果，但仍存在結(jié)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(tǒng)生物法， 其中化學法的一些處理技術(shù)還不成熟，未在實際生產(chǎn)中應用，因此還無法滿足工業(yè)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(yè)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。

高鹽廢水處理技術(shù)

高鹽廢水是指含有有機物和至少3.5%（質(zhì)量濃度）的總?cè)芙夤腆w物（TDS）的廢水。這種廢水來源廣泛，一類是化工、制藥、石油、造紙、奶制品加工、食品罐裝等多種工業(yè)生產(chǎn)過程中，會排放大量廢水，水中不但含有很多高濃度的有機污染物，伴隨著大量鈣、鈉、氯、硫酸根等離子。另一類是為了充分利用水資源，部分沿海城市直接利用海水作為工業(yè)生產(chǎn)用水或是冷卻水。

處理高鹽廢水通常是“預處理—蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽”工藝。根據(jù)具體水量、水質(zhì)、出水要求、投資、運行成本及技術(shù)觀念，不同情況下選擇不同的預處理工藝、技術(shù)設備和蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽工藝?？偨Y(jié)以下幾點工藝：

加藥混凝—氣浮、沉淀傳統(tǒng)預處理工藝。

當含鹽原水 COD 濃度在 5000mg/L以下，而且對結(jié)晶鹽質(zhì)量沒有要求時，傳統(tǒng)工藝是將含鹽原水經(jīng)過“調(diào)節(jié)—加藥混凝—氣浮、沉淀” 預處理后，再進入“蒸發(fā)濃縮結(jié)晶除鹽系統(tǒng)”。該方法投資少，運行成本低，但結(jié)晶鹽質(zhì)差，難銷售。

Fenton或電—Fenton 催化氧化預處理工藝

Fenton 試劑含有 H2O2和 Fe2+，對廢水中有機污染物具有很強的氧化能力，且反應速度快，投資低，出水經(jīng)沉淀凈化后可實現(xiàn)預處理目的。

但 Fenton 或電——Fenton 催化氧化工藝要求特定的反應條件：pH 值 2——4，而且產(chǎn)生較多含鐵污泥，出水會有顏色。當含鹽原水 p H 值偏低時使用較經(jīng)濟，否則“加酸降 p H，加堿中和”的過程增加運行成本。COD濃度在 10000 mg/L左右尚好，如過高，就要多級氧化凈化處理，F(xiàn)enton 工藝就無優(yōu)勢了。

雙膜法預處理工藝

先利用孔徑在 20——2000Ao(10-6.5-10-4.5cm)的半透膜進行超濾，可截留蛋白質(zhì)、各類酶、細菌等膠體物質(zhì)和大分子物質(zhì)在濃縮液中，而水、溶劑、小分子和形成鹽的離子則可通過膜，進入透過水中。

由于透過水水量減少，而鹽量沒變，所以透過水含鹽濃度增加。這時再用孔徑在 1——20Ao(10-7.5-10-6.5cm)的半透膜進行反滲透，無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD 等被截留在濃縮液中，只有水和溶劑進入透過水中，鹽在濃縮液中濃度進一步增加，送去蒸發(fā)結(jié)晶除鹽。

雙膜法除鹽的優(yōu)勢在于大幅度降低了蒸發(fā)結(jié)晶除鹽的水量，從而明顯降低蒸發(fā)結(jié)晶除鹽的運行成本和投資。但要注意以下問題：

超濾前要調(diào) p H 為中性、去硬度、去 SS 凈化等；

原水含鹽量在 5000mg/L以下，否則透過水量就太低了，脫鹽率也降低；

當含鹽原水水量大時投資會很高；

由于膜要經(jīng)常水洗、酸洗、堿洗保護，膜的使用壽命也有限，運行成本也是比較高的；

最大的問題是截留下的更高污染的濃縮液怎么辦？！如能提取有價物質(zhì)或有大量可生化廢水稀釋一起處理還好，否則，如回用會增加污染積累；如焚燒，則投資和運行成本極高；

對含鹽量超過 5000mg/L的廢水可直接蒸發(fā)結(jié)晶除鹽了，再用膜法沒什么意義，但是要提醒的是：蒸發(fā)結(jié)晶除鹽前還是要進行有效預處理的。

臭氧/催化/混凝復合預處理工藝

以臭氧為強氧化劑并復合催化劑和混凝劑，在特定的環(huán)境中進行充分的交聯(lián)協(xié)同反應，可使廢水中的環(huán)鏈和長鏈斷開，提高廢水的可生化性。

創(chuàng)造合適的反應條件，也可充分地氧化廢水中溶解的有機污染物，破壞廢水中的膠體、發(fā)色團、發(fā)臭團，去除廢水中的 COD、BOD、SS、異味和一些顏色，但不能去除鹽份和較多的氨氮。

由于以臭氧為強氧化劑并復合氧化性質(zhì)的催化劑和混凝劑，所以在整個去除有機污染物的過程中產(chǎn)生的泥量很少，而且反應環(huán)境、形式與過程都比 Fenton工藝簡單的多，可多級串聯(lián)運行，確保岀水達到預期指標。

含鹽廢水預處理工藝該如何選擇：

水量較大且含鹽量低于 5000mg/L 的廢水可首選雙膜法，濃縮以后再除鹽；

含鹽原水 p H 值為 2——4 的含鹽原水可首選 Fenton工藝預處理；

pH 值5以上的高濃 COD 且含鹽量大于 5000mg/L的含鹽廢水可選臭氧/催化/混凝復合預處理工藝；

含鹽原水色度高或氨氮高，則必須單獨進行脫色和脫氨處理；

或者幾種方法結(jié)合進行預處理。

蒸發(fā)結(jié)晶除鹽工藝

對于含鹽溶液，由于其溶解度的不同，其從溶液中結(jié)晶析出有兩種方案，第一是對于溶解度隨溫度不大的物系，一般采用蒸發(fā)溶劑的方法，二是溶解度隨溫度變化較大的物系，一般采用冷卻溶液的方法。

含鹽廢水一般均為多種鹽的混合物，由于同離子效應的存在，其溶解度曲線和溶液的沸點均不同于單一物系，一般其飽和溶解度要低于單一物系的飽和溶解度，沸點高于同濃度下單.