高濃度氨氮廢水處理方法之物化法 
  一、吹脫法
  在堿性條件下，利用氨氮的氣相濃度和液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離的一種方法。一般認(rèn)為吹脫效率與溫度、pH、氣液比有關(guān)。
  王文斌等[1]對(duì)吹脫法去除垃圾滲濾液中的氨氮進(jìn)行了研究，控制吹脫效率高低的關(guān)鍵因素是溫度、氣液比和pH。在水溫大于25 ℃,氣液比控制在3500左右，滲濾液pH控制在10.5左右，對(duì)于氨氮濃度高達(dá)2000～4000 mg/L的垃圾滲濾液，去除率可達(dá)到90%以上。吹脫法在低溫時(shí)氨氮去除效率不高。
  王有樂(lè)等[2]采用超聲波吹脫技術(shù)對(duì)化肥廠高濃度氨氮廢水（例如882 mg/L）進(jìn)行了處理試驗(yàn)。佳工藝條件為pH＝11，超聲吹脫時(shí)間為40 min，氣水比為l000：1試驗(yàn)結(jié)果表明，廢水采用超聲波輻射以后，氨氮的吹脫效果明顯增加，與傳統(tǒng)吹脫技術(shù)相比，氨氮的去除率增加了17％～164％，在90％以上，吹脫后氨氮在100 mg/L以內(nèi)。
  為了以較低的代價(jià)將pH調(diào)節(jié)至堿性，需要向廢水中投加一定量的氫氧化鈣，但容易生水垢。同時(shí)，為了防止吹脫出的氨氮造成二次污染，需要在吹脫塔后設(shè)置氨氮吸收裝置。
  Izzet等[3]在處理經(jīng)UASB預(yù)處理的垃圾滲濾液（2240 mg/L）時(shí)發(fā)現(xiàn)在pH＝11.5，反應(yīng)時(shí)間為24 h，僅以120 r/min的速度梯度進(jìn)行機(jī)械攪拌，氨氮去除率便可達(dá)95％。而在pH＝12時(shí)通過(guò)曝氣脫氨氮，在第17小時(shí)pH開(kāi)始下降，氨氮去除率僅為85％。據(jù)此認(rèn)為，吹脫法脫氮的主要機(jī)理應(yīng)該是機(jī)械攪拌而不是空氣擴(kuò)散攪拌。
 二、沸石脫氨法
  利用沸石中的陽(yáng)離子與廢水中的NH4+進(jìn)行交換以達(dá)到脫氮的目的。沸石一般被用于處理低濃度含氨廢水或含微量重金屬的廢水。然而，蔣建國(guó)等[4]探討了沸石吸附法去除垃圾滲濾液中氨氮的效果及可行性。小試研究結(jié)果表明，每克沸石具有吸附15.5 mg氨氮的限潛力，當(dāng)沸石粒徑為30～16目時(shí)，氨氮去除率達(dá)到了78.5%，且在吸附時(shí)間、投加量及沸石粒徑相同的情況下，進(jìn)水氨氮濃度越大，吸附速率越大，沸石作為吸附劑去除滲濾液中的氨氮是可行的。
  Milan等[5]用沸石離子交換法處理經(jīng)厭氧消化過(guò)的豬肥廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)Na-Zeo、Mg-Zeo、Ca-Zeo、k-Zeo中Na-Zeo沸石效果好，其次是Ca-Zeo。增加離子交換床的高度可以提高氨氮去除率，綜合考慮經(jīng)濟(jì)原因和水力條件，床高18 cm（H/D=4），相對(duì)流量小于7.8BV/h是比較適合的尺寸。離子交換法受懸浮物濃度的影響較大。
  應(yīng)用沸石脫氨法必須考慮沸石的再生問(wèn)題，通常有再生液法和焚燒法。采用焚燒法時(shí)，產(chǎn)生的氨氣必須進(jìn)行處理。
  三、膜分離技術(shù)
  利用膜的選擇透過(guò)性進(jìn)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(wú)二次污染。蔣展鵬等[6]采用電滲析法和聚丙烯(PP)中空纖維膜法處理高濃度氨氮無(wú)機(jī)廢水可取得良好的效果。電滲析法處理氨氮廢水2000～3000 mg/L，去除率可在85％以上，同時(shí)可獲得8.9％的濃氨水。此法工藝流程簡(jiǎn)單、不消耗藥劑、運(yùn)行過(guò)程中消耗的電量與廢水中氨氮濃度成正比。PP中空纖維膜法脫氨效率＞90％，回收的硫酸銨濃度在25％左右。運(yùn)行中需加堿，加堿量與廢水中氨氮濃度成正比。
  乳化液膜是種以乳液形式存在的液膜具有選擇透過(guò)性，可用于液-液分離。分離過(guò)程通常是以乳化液膜（例如煤油膜）為分離介質(zhì)，在油膜兩側(cè)通過(guò)NH3的濃度差和擴(kuò)散傳遞為推動(dòng)力，使NH3進(jìn)入膜內(nèi)，從而達(dá)到分離的目的。用液膜法處理某濕法冶金廠總排放口廢水（1000～1200 mgNH4+-N/L，pH為6～9）[7]，當(dāng)采用烷醇酰胺聚氧乙烯醚為表面活性劑用量為4％～6％，廢水pH調(diào)至10～11，乳水比在1:8～1:12，油內(nèi)比在0.8～1.5。硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％，廢水中氨氮去除率一次處理可達(dá)到97％以上。
  四、 MAP沉淀法
  主要是利用以下化學(xué)反應(yīng)：
  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(dāng)[Mg2 + ][NH4+][PO43 -]>2.5×10–13時(shí)可生成磷酸銨鎂（MAP），除去廢水中的氨氮。穆大綱等[8]采用向氨氮濃度較高的工業(yè)廢水中投加MgCl2·6H2O和Na2HP04·12H20生成磷酸銨鎂沉淀的方法，以去除其中的高濃度氨氮。結(jié)果表明，在pH為8.9l，Mg2+，NH4，P043-的摩爾比為1.25:1:1，反應(yīng)溫度為25 ℃，反應(yīng)時(shí)間為20 min，沉淀時(shí)間為20 min的條件下，氨氨質(zhì)量濃度可由9500 mg/L降低到460 mg/L，去除率達(dá)到95％以上。由于在多數(shù)廢水中鎂鹽的含量相對(duì)于磷酸鹽和氨氮會(huì)較低，盡管生成的磷酸銨鎂可以做為農(nóng)肥而抵消一部分成本，投加鎂鹽的費(fèi)用仍成為限制這種方法推行的主要因素。海水取之不盡，并且其中含有大量的鎂鹽。Kumashiro等[9]以海水做為鎂離子源試驗(yàn)研究了磷酸銨鎂結(jié)晶過(guò)程。鹽鹵是制鹽副產(chǎn)品，主要含MgCl2和其他無(wú)機(jī)化合物。Mg2+約為32 g/L為海水的27倍。Lee等[10]用MgCl2、海水、鹽鹵分別做為Mg2+源以磷酸銨鎂結(jié)晶法處理養(yǎng)豬場(chǎng)廢水，結(jié)果表明，pH是重要的控制參數(shù)，當(dāng)終點(diǎn)pH≈9.6時(shí)，反應(yīng)在10 min內(nèi)即可結(jié)束。由于廢水中的N/P不平衡，與其他兩種Mg2+源相比，鹽鹵的除磷效果相同而脫氮效果略差。
  

五、化學(xué)氧化法
  利用強(qiáng)氧化劑將氨氮直接氧化成氮?dú)膺M(jìn)行脫除的一種方法。折點(diǎn)加氯是利用在水中的氨與氯反應(yīng)生成氨氣脫氨，這種方法還可以起到殺菌作用，但是產(chǎn)生的余氯會(huì)對(duì)魚(yú)類有影響，故必須附設(shè)除余氯設(shè)施。在溴化物存在的情況下，臭氧與氨氮會(huì)發(fā)生如下類似折點(diǎn)加氯的反應(yīng)：
  Br－+O3+H+→HBrO+O2，
  NH3+HBrO→NH2Br+H2O，
  NH2Br+HBrO→NHBr2+H2O，
  NH2Br+NHBr2→N2+3Br－+3H+。
  Yang等[11]用一個(gè)有效容積32 L的連續(xù)曝氣柱對(duì)合成廢水(氨氮600 mg/L)進(jìn)行試驗(yàn)研究，探討B(tài)r/N、pH以及初始氨氮濃度對(duì)反應(yīng)的影響，以確定去除多的氨氮并形成少的NO3-的佳反應(yīng)條件。發(fā)現(xiàn)NFR(出水NO3--N與進(jìn)水氨氮之比)在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中與Br-/N成線性相關(guān)關(guān)系，在Br-/N>0.4，氨氮負(fù)荷為3.6～4.0 kg/(m3·d)時(shí)，氨氮負(fù)荷降低則NFR降低。出水pH＝6.0時(shí)，NFR和BrO－-Br（有毒副產(chǎn)物）少。BrO－-Br可由Na2SO3定量分解，Na2SO3投加量可由ORP控制。