荣文兵
广西博世科环保科技股份有限公司 广西南宁市 530007
摘要：工业生产过程中会产生大量的高氨氮废水，这些废水对生态环境有着极大的威胁。生产企业在实际生产过程中应根据产生的氨氮废水特点来合理选择相应的处理工艺，必要时需要进行搭配组合，以实现最佳的氨氮处理效果，满足排放指标的要求。
关键词：氨氮废水；高氨氮废水；工艺选择
工业化时代，推动经济发展的同时，也带来了相应的废水处理的问题。尤其是近年来，污水的富营养化等现象日益严重，废水主要表现为高浓度、高氨氮、难降解等特点。尽管政府通过相应的法律规范提高人们的环保意识，规范企业的生产，工业废水污染问题在一定程度上有所缓解。但是由于工业废水所引起的环境问题依旧严峻，特别对于高氨氮废水的处理需要引起一定的重视。本文就其相关问题进行探讨。
一、高氨氮废水处理技术现状和应用情况
废水中氮包括无机态氮及有机态氮，前者包括氨氮、亚硝态氮、硝态氮，后者包括蛋白质、氨基酸、尿素等有机化合物。水处理领域以有机氮与氨氮之和称为凯氏氮，凯氏氮与亚硝态氮、硝态氮之和称为总氮。高氨氮废水的处理方式比较多，就其各自的特点可以分为两大类，物化法和生物法[1]。下文中对两大类又做了详细的介绍。
二、物化法
（一）吹脱法
吹脱法的工作原理是通过调节废水中的pH值到碱性，使电离平衡向分子氨转变，再通过鼓入大量空气将氨气带出，从而实现对氨氮的处理。影响最终吹脱效果的相关因素包括pH值、水温、布水负荷、气液比、足够的气液分离空间等。这种处理技术常常使用在有机化工行业，比如生产废水氨氮浓度极高的炼钢等相关行业。吹脱法一般采用填料吹脱塔，主要特征是在塔内装置一定高度的填料层，利用有大表面积的填充塔来实现气水充分接触，以利于气水间的传质过程。常用的填料有拉西环、聚丙烯鲍尔环、聚丙烯多面空心球等。结果表明，当pH=10～13，温度为30～50℃时，氨氮吹脱率为70.3%～99.3%。相关调查研究表明，这种高氨氮的处理技术一般被用作高浓度氨氮废水的预处理。同时，这种处理技术操作比较简单，容易控制，通常处理效果也比较稳定。吹脱法的主要不足在于，会产生二次污染，并且在操作过程中极其容易产生水垢，后续处理也比较麻烦。
（二）折点加氯法
折点加氯法是利用一定数量的氯气通过氧化原理，将高浓度的氨氮转化为氮气，从而实现高浓度氨氮的处理。在运行操作过程中所需的实际氯气量是由pH值、温度以及氨氮浓度所决定的[2]。通常前况下，这种处理技术所需要的设备投资比较少，并且反映也比较迅速，但这种处理技术中液氯的使用成本极高。在有的研究中发现，可以使用其他物质代替液氯，能够减少运行成本。但是目前国内这类技术并不是特别成熟，发生装置相对比较少，价格成本也比较高。所以目前国内使用折点加氯法处理高氨氮废水的实际工程运用比较少，通常将其用来作深度脱氮。
（三）离子交换法
在现有技术的基础上，离子交换通常采用沸石作为去除氨氮的离子交换体。这种处理技术比较著名的是利用安徽宣城天然的沸石为吸附材料的实验，这种天然沸石的吸附性比较强，以其为材料进行包括静态和动态的实验，研究高浓度氨氮废水中的氨氮浓度，pH值，水质情况，过滤条件，以及过滤速度和时间对于处理效果的影响。在这项研究中的数据如下：“静态试验结果表明,当氨氮初始浓度为10mg/L、pH值为7～9、沸石粒径为20～40目时,沸石的静态吸附容量为1.6mmolNH4+/g。动态试验结果表明,在滤速为2m/h、停留时间为30min的条件下,出水氨氮<2mg/L,沸石产水量为0.62L/g。”这项研究结果具有十分重要的意义，为天然沸石深度处理氨氮废水技术的应用提供了参考依据，也为以后的高氨氮的处理技术提供了新的思路。
（四）磷酸铵镁沉淀法
磷酸铵镁沉淀法主要是通过化学反应，利用镁化合物和磷酸的化学作用，生成磷酸铵镁沉淀,从而达到对高氨氮废水的处理的目的。这种操作技术比较精细，百分之九十的氨氮都能得到有效的处理。但是需要注意在使用这种处理技术操作的时候，尽量缩短沉淀时间，同时可以适当地降低pH值。因为当pH值达到一定数值的时候，会有氨气的挥发。
用化学沉淀法处理高浓度氨氮废水，其优点在于操作技术相对比较简单，同时效率相对比较高。不足之处在于药剂投加费用较高，废水中的氨氮残留浓度也比较高，难以达到目前国家相关排放标准要求，同时，反应所产生的沉淀物如何处理也是一个比较突出的问题，随意处置会对环境造成严重的二次污染。
三、生物法
（一）传统生物脱氮方法
传统意义的硝化是充分利用好氧硝化菌和废水中的氨氮的氧化反应，生成硝酸盐，最终实现工业废水中的氨氮处理。而这类处理技术中，要求大量的氧，通常要求所溶解的氧的浓度在每升1.2到2.0mg之间，同时不能低于0.5mg，否则会造成氧化作用的停止。在硝化反应中会有有大量硝酸的形成，也就是说，反应环境中的酸浓度提高，这时便要求一定数量的碱进行酸碱中和，平衡反应环境。相关研究表明，硝化作用最适宜的pH值在7.5到8.5左右。反硝化反应则与上述反应的逆向发生，利用无氧条件下，把硝酸盐氮重新还原为氮气[3]。在这其中，需要注意，反硝化菌属异养型兼性厌氧菌，在有氧的情况下，会进行好氧呼吸，而在无氧的条件下，则以有机碳为电子供体营养源进行反硝化反应。有相关的调查数据显示：“反硝化过程中，通常要求C/N应为2.86，当废水中的C/N大于2.86时才能充分满足反硝化对碳源的要求。废水中C/N愈小，反硝化去除率也愈低，实际操作运行中一般控制C/N在3.0以上。”
生物处理对氨氮的降解比较彻底、运行费用相对也比较低。因此在实际应用中也比较广泛。上世纪80年代开始，人们逐渐发现反硝化处理技术操作流程并不是特别复杂，对于碳源和碱度需求也比较低，凭借其独特优势，迅速被人们可定，并成为一种重要的脱氮处理技术。近年来，随着技术的不断的成熟和发展，又出现了许多新兴的处理技术。比如生物接触氧化脱氮工艺、氧化沟脱氮工艺、SBR脱氮工艺及MBR脱氮工艺等新的生物处理技术。
（二）短程硝化反硝化法
随着技术的发展和进步，人们对于生物脱氮新技术的研究要求也在提高，目前主要研究开发一些低能耗、高效率、低投资的工艺。利用一定的化学物质，控制氨氮氧化过程主要停留在亚硝酸盐，并对其积累和收集，然后对其进行反硝化脱氮的短程硝化/反硝化。通过改变反应中的一部分条件，比如pH值、温度等，使得亚硝化菌成为优势菌，与废水中的氨氮进行反应，生成亚硝酸根。而亚硝化菌对环境的要求十分严格，际操作中必须保证亚硝化菌所需要的生长环境和要求，因此对亚硝化菌筛选和培育的研究也具有十分重要的意义。
结语
在工业化社会生产中，工业废水的处理是不容忽视的问题，尤其是高浓度的氨氮废水的处理。由于常规的物化脱氮技术处理费用通常比较高，相关技术操作中也存在这样或那样的问题，许多问题尚待解决。在对于高氨氮废水处理工程实践中，需要把握氨氮的相关特点和反应过程，利用脱氮原理分析进行工业废水的处理工艺分析，不断改进提升现有脱氮技术,能够有效解决工业化生产中所产生的大量的工业废水。在工业化发展的同时，合理处理化工污染，减少能耗，降低对环境的破坏以及污染，提高资源的使用效率，对于整个社会的可持续进步、发展具有十分重要的意义。
参考文献
[1]李跃科.关于减少废水中的氨氮排放的分析及处理研究[J].资源节约与环保,2014,(07):55.
[2]兰晶晶.浅析高氨氮废水的处理技术的一些探析[J].化工管理,2014,(09):125.
[3]逯子扬,霍鹏伟,罗莹莹,陈斐,闫永胜,李春香.浅谈物化法在治理环境中高氨氮废水的应用[J].环境科学与管理,2012,(S1):71-75.