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水中氮元素的存在形式及轉(zhuǎn)化過程及處理方法,！
前言
水體中的氮元素由于是造成富營養(yǎng)化的元兇,，往往是水污染控制行業(yè)的科研和工程技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn),，其重要性甚至不亞于有機(jī)污染物。本文梳理了水體中氮元素中的常見存在形態(tài)以及各自的概念和測(cè)試方法,。以及給您的研究和學(xué)習(xí)提供參考,。
水體中的氮，磷元素通常是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的核心因素,。
水體中氮元素的形式及轉(zhuǎn)化
進(jìn)入水體中的氮主要有無機(jī)氮和有機(jī)氮之分,。無機(jī)氮包括氨態(tài)氮（簡稱氨氮）和硝態(tài)氮。
氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和銨鹽態(tài)氮NH4+-N,；
硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N,。
有機(jī)氮主要有尿素,、氨基酸、蛋白質(zhì),、核酸,、尿酸、脂肪胺,、有機(jī)堿,、氨基糖等含氮有機(jī)物。
可溶性有機(jī)氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在,，它可以通過氨化等作用轉(zhuǎn)換為氨氮,。
成分分析
目前，國標(biāo)針對(duì)水質(zhì)中氮的分析主要分總氮,、氨氮,、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮,、凱氏氮5個(gè)方面,。
總氮
總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量（通常測(cè)定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮,、無機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和）,?？扇苄钥偟侵杆锌扇苄约昂蛇^濾性固體（小于0.45µm顆粒物）的含氮量?？偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一,。
總氮的測(cè)定方法，一是采用分別測(cè)定有機(jī)氮和無機(jī)氮化合物（氨氮,、亞硝酸鹽氮,、硝酸鹽氮）后加和的辦法。二是以過硫酸鉀氧化,，使有機(jī)氮和無機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后,，通過離子選擇電極法對(duì)溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測(cè)量，也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后,，用偶氮比色法,，以及離子色譜法進(jìn)行測(cè)定。
氨氮
氨氮是指游離氨（或稱非離子氨,，NH3）或離子氨（NH4+）形態(tài)存在的氨,。pH較高，游離氨的比例較高,；反之,，銨鹽的比例高,。
氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,，是水體中的主要耗氧污染物,，對(duì)魚類及某些水生生物有毒害。
氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨,，其毒性比銨鹽大幾十倍,，并隨堿性的增強(qiáng)而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關(guān)系,，一般情況,，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng),。
常用來測(cè)定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法,；滴定法和電極法也常用來測(cè)定氨；當(dāng)氨氮含量高時(shí),，也可采用蒸餾-滴定法,。（國標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法,、蒸餾-滴定法）
硝酸鹽氮
水中硝酸鹽是在有氧條件下,，各種形態(tài)含氮化合物中zui穩(wěn)定的氮化合物，通常用以表示含氮有機(jī)物無機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物,。當(dāng)水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機(jī)或無機(jī)的氮化合物時(shí),，認(rèn)為有機(jī)氮化合物分解wan全。如果水中含有較多量的硝酸鹽同時(shí)含有其他含氮化合物時(shí),，則表示有污染物已經(jīng)進(jìn)入水系,，水的“自凈"作用尚在進(jìn)行。
硝酸鹽氮的測(cè)定方法有離子選擇電極法,、酚二磺酸分光光度法,、鎘柱還原法、紫外分光光度法,、戴氏合金換元法,、離子色譜法、紫外法,。
其中電極法測(cè)量方便,，范圍寬，而且價(jià)格便宜,，對(duì)水樣要求較低,；
酚二磺酸分光光度法測(cè)量范圍寬，顯色穩(wěn)定,；
鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測(cè)定,；
戴氏合金換元法適用于污染嚴(yán)重并帶深色水樣,；
離子色譜法需要專用儀器，但可于其他陰離子聯(lián)合測(cè)定,。
亞硝酸鹽氮
亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物,。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定，可以氧化成硝酸鹽氮,，也可以還原成氨氮,。因此，在測(cè)定其含量的同時(shí),，并了解水中硝酸鹽和氨的含量,，則可以判斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈情況。
水中亞硝酸鹽的測(cè)定方法通常采用重氮-偶聯(lián)反應(yīng),，使生成紅紫色染料,。該方法靈敏度高、檢出限低,、選擇性強(qiáng),。重氮試劑選用對(duì)氨基苯磺酰胺和對(duì)氨基苯磺酸，偶聯(lián)試劑為N-（1-萘基）-乙二胺和α-萘胺（有毒）,，N-（1-萘基）-乙二胺用得較多,。
亞硝酸鹽氮的測(cè)定方法有N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法,、離子色譜法,、氣相色譜法等。（國標(biāo)采用N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法,、氣相色譜法等）
凱氏氮
凱氏氮是以凱氏法測(cè)得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽而測(cè)定的有機(jī)氮化合物,。此類有機(jī)氮主要指蛋白質(zhì),、胨、氨基酸,、核酸,、尿素以及大量合成的，氮為負(fù)三價(jià)的有機(jī)氮化合物,。不包括疊氮化合物,、聯(lián)氮、偶氮,、腙,、硝酸鹽、腈,、硝基,、亞硝基,、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機(jī)化合物多為前者,，因此,，在測(cè)定凱氏氮和氨氮后，其差值即稱之為有機(jī)氮,。
測(cè)定原理是加入硫酸加熱消解,，使有機(jī)物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@，消解后的液體,，使呈堿性蒸餾出氨,，吸收于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法測(cè)定氨含量,。測(cè)定凱氏氮或有機(jī)氮,，主要是為了了解水體受污染狀況，尤其在評(píng)價(jià)湖泊和水庫的富營養(yǎng)化時(shí),，是個(gè)有意義的指標(biāo),。
經(jīng)典問答
1.氮在水中存在的形式是什么?影響因素有哪些?
自然界氮素蘊(yùn)藏量豐富，以三種形態(tài)存在:分子氮N2,占大氣的78%; 有機(jī)氮化合物;無機(jī)氮化合物,。其中水體中的氮主要包括有機(jī)氮和無機(jī)氮兩大類,，其總量稱為總氮(英文縮寫為TN)。
有機(jī)氮是指以有機(jī)化合物形式存在的氮,，如蛋白質(zhì),、氨基酸、肽,、尿素,、有機(jī)胺、硝基化合物,、重氮化合物等,。農(nóng)業(yè)廢棄物和城市生活污水中存在的有機(jī)氮主要是蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物一多肽和氨基酸。但某些工業(yè)廢水中可能有其他含氮有機(jī)化合物,。無機(jī)氮指氨氮,、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等，它們一部分是有機(jī)氮經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)化作用而產(chǎn)生的,，一部分直接來自施用化肥的農(nóng)田退水和工業(yè)排水,。
氮在水體中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。隨著時(shí)日的延長,，有機(jī)氮很不穩(wěn)定,，容易在微生物的作用下，分解成無機(jī)氮(在無氧的條件下,，分解為氨氮;在有氧的條件下,，先分解為氨氮,，再分解為亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮)，并不斷減少,。
氨氮在污水中存在形式有游離氨(NH3)與離子狀態(tài)銨鹽(NH4+)兩種,，其中游離氨的濃度除主要取決于氨氮的濃度外，還隨水中的pH值和溫度的增加而增大,。此外,，離子強(qiáng)度對(duì)游離氨的濃度也會(huì)有影響。
水中硝酸鹽是含氮有機(jī)物經(jīng)無機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物,。硝酸鹽在缺氧,、酸性的條件下可以還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽氮是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物,，不穩(wěn)定,。根據(jù)水環(huán)境條件，可被氧化成硝酸鹽氮,，也可以被還原成氮,。
2.什么是凱氏氮?
凱氏氮是有機(jī)氮與氨氮之和，凱氏氮指標(biāo)可以用來判斷污水在進(jìn)行生物法處理時(shí)氮營養(yǎng)是否充足的依據(jù),。生活污水中凱氏氮含量約40mg/L (其中有機(jī)氮約15mg/L,氨氮約25mg/L),總氮與凱氏氮之差值約等于亞硝酸鹽氮與硝酸鹽氮之和;凱氏氮與氨氮的差值約等于有機(jī)氮,。
3.氮的危害是什么?
生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮,。天然水體接納這些廢水后,，會(huì)發(fā)生水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下,，生物所需的氮,、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口,、海灣等緩流水體,，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降,，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象,。在自然條件下,，湖泊也會(huì)從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢,。而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn),。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，浮游藻類大量繁殖,，形成水華,。因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類的顏色不同,，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色,、棕色,、乳白色等。這種現(xiàn)象在海洋中則叫做赤潮或紅潮,。
水中硝酸鹽是含氮有機(jī)物經(jīng)無機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物,。人體攝入硝酸鹽后，經(jīng)腸道中微生物的作用轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽而出現(xiàn)毒性作用,。亞硝酸鹽可使人體正常的血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白,，發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，失去其輸氧的能力,，導(dǎo)致組織缺氧,。
污水進(jìn)行生物處理時(shí)，氨氮不僅為微生物提供營養(yǎng),，而且對(duì)污水的pH值起緩沖作用,。但氨氦過高時(shí)，特別是游離氨濃度較高時(shí),，對(duì)微生物的生活活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用,。
4.氮的來源是什么?氨的存在形式是什么?
污水中的氮一方面來自于化肥和農(nóng)業(yè)廢棄物。另一方面來自城市生活污水和某些工業(yè)廢水,。城市生活污水中含有豐富的氮,，其中糞便是生活污水中氮的主要來源。氨氮的來源主要有制革廢水,、酸洗廢水等工業(yè)廢水,。某些生化處理設(shè)施的出水和農(nóng)田排水中可能含有大量的硝酸鹽氮。
5.氮是如何轉(zhuǎn)化的?
含氮化合物在水體中的轉(zhuǎn)化可分為三個(gè)階段:第一階段為含氮有機(jī)物在水體中逐漸被微生物分解成較簡單的化合物,，最后生成無機(jī)氨氮,，稱為氨化過程;第二階段是氨氮在有氧的條件下，轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽與硝酸鹽,，稱為硝化過程;第三階段是亞硝酸鹽與硝酸鹽在低氧或無氧條件下,，被反硝化菌還原轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓Q為反硝化過程,。氨化可以在有氧或無氧條件下進(jìn)行,，硝化則只可以在有氧條件下進(jìn)行。如果水體缺氧,，則硝化反應(yīng)不能進(jìn)行,。
6.硝化的概念是什么?
傳統(tǒng)生物脫氮理論認(rèn)為氨氮是借助兩類不同的細(xì)菌(硝化菌和反硝化菌)將水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛コＪ紫仍诤醚鯒l件下，亞硝酸細(xì)菌以氧作為電子受體,，將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,，之后硝酸細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這個(gè)反應(yīng)過程稱為硝化反應(yīng),。
7.反硝化的概念是什么?
硝化反應(yīng)完成后,，反硝化細(xì)菌利用各種有機(jī)基質(zhì)作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體,，進(jìn)行缺氧呼吸,，將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓@個(gè)過程稱為反硝化,。
8 常用的生物脫氮工藝有哪些?
（1）傳統(tǒng)脫氮工藝
由巴茨(Barth) 開創(chuàng)的傳統(tǒng)活性污泥法脫氮工藝為三級(jí)活性污泥法流程,，它是以氨化、硝化和反硝化,、生化反應(yīng)過程為基礎(chǔ)建立的,。
該工藝流程將去除BOD5與氨化、硝化和反確化分別在三個(gè)反應(yīng)池中進(jìn)行,，并各自有其獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng),。第一級(jí)曝氣池為一般的二級(jí)處理曝氣池，其主要功能是去除BOD,、COD,將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NH3-N,即完成有機(jī)碳的氧化和有機(jī)氮的氨化功能,。第一級(jí)曝氣池的混合液經(jīng)過沉淀后，出水進(jìn)入第二級(jí)曝氣池,，稱為硝化曝氣池,，進(jìn)人該池的污水，其BOD5值已降至15～20mg/L的較低水平,，在硝化曝氣池內(nèi)進(jìn)行硝化反應(yīng),，使NH3-N氧化為NO3--N,同時(shí)有機(jī)物得到進(jìn)一步分解，污水中BOD5進(jìn)一步降低,。硝化反應(yīng)要消耗堿度,，所以需投加堿，以防pH值下降,。硝化曝氣池的混合液進(jìn)入沉淀池,，沉淀后出水進(jìn)入第三級(jí)活性污泥系統(tǒng)，稱為反硝化反應(yīng)池,，在缺氧條件下,，NO3--N還原為氣態(tài)N2，排入大氣,。因?yàn)檫M(jìn)入該級(jí)的污水中的BOD5值很低,，為了使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行，所以需要投加甲醇作為外加碳源,，但為了節(jié)省運(yùn)行成本,，也可引人原污水充作碳源。
在這一系統(tǒng)的后面,，為了去除由于投加甲醇而帶來的BOD值,，可設(shè)后曝氣池，經(jīng)處理后排放水體,。
這種系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是有機(jī)物降解菌,、硝化菌、反硝化菌分別在各自反應(yīng)器內(nèi)生長增殖,，環(huán)境條件適宜,，并具有各自的污泥回流系統(tǒng)，去除BOD和硝化反應(yīng)都快,，而且比較che底,。但也存在處理設(shè)備多、造價(jià)高,、處理成本高,、管理不夠方便等缺點(diǎn)。
為了減少處理設(shè)備,，可以將三級(jí)活性污泥法脫氮工藝中的去除BOD為目的的第一級(jí)曝氣池和第二級(jí)硝化曝氣池相合并,，將BOD去除和硝化兩個(gè)反應(yīng)過程放在統(tǒng)一的反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，于是就產(chǎn)生了兩級(jí)生物脫氮系統(tǒng),。
該兩級(jí)生物脫氮傳統(tǒng)工藝盡管經(jīng)過改進(jìn),，但仍存在處理設(shè)備較多、管理不太方便,、造價(jià)較高和處理成本高等缺點(diǎn),。因此上述生物脫氧傳統(tǒng)工藝目前已應(yīng)用得很少。
2. A/O工藝
為了克服傳統(tǒng)的生物脫氮工藝流程的缺點(diǎn),，根據(jù)生物脫氮的原理,，在20世紀(jì)80年代初開創(chuàng)了缺氧/好氧活性污泥脫氮系統(tǒng)(A/O)。
生物脫氮工藝將反硝化反應(yīng)器放置在系統(tǒng)之前,，所以又稱為前置反硝化生物脫氮系統(tǒng),。在反硝化缺氧池中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源,，將回流混合液中的大量硝態(tài)氮還原成N2,，而達(dá)到脫氮目的。然后再在后續(xù)的好氧池中進(jìn)行有機(jī)物的生物氧化,、有機(jī)氮的氨化和氨氮的硝化等生化反應(yīng),。
A/O工藝有如下優(yōu)點(diǎn)：
1) 流程簡單，構(gòu)筑物少，只有一個(gè)污泥回流系統(tǒng)和混合液回流系統(tǒng),，基建費(fèi)用可大大節(jié)省,。
2)反硝化池不需外加碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用,。
3) A/0工藝的好氧池在缺氧池之后,，可以使反硝化殘留的有機(jī)污染物得到進(jìn)一步去除，提高出水水質(zhì),。
4)缺氧池在前,，污水中的有機(jī)碳被反硝化菌所利用，可減輕其后好氧池的有機(jī)負(fù)荷,。同時(shí)缺氧池中進(jìn)行的反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度可以補(bǔ)償好氧池中進(jìn)行硝化反應(yīng)對(duì)堿度的需求的一半左右,。
A/0工藝的主要缺點(diǎn)是脫氮效率不高，一般為70%～80%,。此外,，如果沉淀池運(yùn)行不當(dāng)，則會(huì)在沉淀池內(nèi)發(fā)生反硝化反應(yīng),，造成污泥上浮,，使處理水水質(zhì)惡化。盡管如此,，A/O工藝仍以它的突出特點(diǎn)而受到重視,，該工藝是目前采用比較廣泛的脫氮工藝。該工藝可以將缺氧池與好氧池建成合建式曝氣池,，中間隔以擋板,，前段為缺氧反硝化，后段為好氧硝化,。該形式特別便于對(duì)現(xiàn)有推流式曝氣池進(jìn)行改造,。
9.短程硝化反硝化的概念和原理是什么?
短程硝化反硝化就是將硝化過程控制在NO2-階段，阻止進(jìn)一步氧化為NO3-,，直接以作為電子最終受氫體進(jìn)行反硝化,。
與傳統(tǒng)生物脫氮工藝相比，短程硝化反硝化生物脫氮工藝可節(jié)約供氧量25%左右,，節(jié)約反硝化所需碳源40%左右,，減少污泥生成量，減少硝化過程的投堿量,，縮短反應(yīng)時(shí)間,，相應(yīng)減少了反應(yīng)器容積30%~40%。
10.同步硝化反硝化的概念和原理是什么?
傳統(tǒng)的脫氮理論認(rèn)為脫氮需要經(jīng)過硝化和反硝化兩個(gè)不同的過程,。反硝化是異氧兼性厭氧菌,，只有在無分子氧而同時(shí)存在硝酸和亞硝酸離子的條件下,，它們才能利用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使硝酸鹽還原,。但是近幾年的研究表明,，硝化和反硝化可在同一反應(yīng)器中同時(shí)發(fā)生，許多實(shí)際運(yùn)行中的好氧硝化池中也常常發(fā)現(xiàn)有總氮損失,，這一現(xiàn)象被稱為同步硝化反硝化(SND)。同步硝化反硝化具有減少碳源,、節(jié)省曝氣量等優(yōu)點(diǎn),。當(dāng)前同步硝化反硝化在工程中應(yīng)用很少，基本處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,。
11.厭氧氨氧化的概念和原理是什么?
厭氧氨氧化(Anammox)作用即在厭氧條件下由厭氧氨氧化菌利用亞硝酸鹽為電子受體,，將氨氮氧化為氮?dú)獾纳锓磻?yīng)過程。厭氧氨氧化反應(yīng)是一種化能自養(yǎng)的古菌(Anammox)的反應(yīng),。該古菌為自養(yǎng)型,，只需無機(jī)碳源，并且在全球碳循環(huán)過程中發(fā)揮著很重要的作用,。在目前污水的氨氮處理上被廣為看好,。但是由于亞硝酸根含量在大部分污水是不夠顯著的，所以該技術(shù)要結(jié)合其他技術(shù)來使用,。
12.吹脫法如何除氮?
廢水中的氨氮通常以銨離子和游離氮的狀態(tài)保持平衡而存在,。當(dāng)pH為中性時(shí)，氨氮主要以銨離子形式存在,。當(dāng)pH為堿性時(shí),，氨氮主要以游離氨的狀態(tài)存在。
吹脫祛是將廢水pH調(diào)節(jié)至堿性,，然后通過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫至大氣中,。用吹脫法處理氨氮時(shí)，需考慮排放的游離氨總量應(yīng)符合氨的大氣排放標(biāo)準(zhǔn),，或?qū)庀喟边M(jìn)行催化氧化等處理,。以免造成二次污染。
13.化學(xué)沉淀法除氮的原理是什么?
向含氨氦廢水中投加含Mg2+和PO3-4的廢水和藥劑,，與廢水生成復(fù)合鹽MgNH4PO4(鳥糞石),，從而將氨氮從廢水中去除。該法可以同時(shí)處理氨氮,、磷和含鎂廢水,。其化學(xué)反應(yīng)總式為
反應(yīng)式表明MgNH4PO4的生成與NH4+丶Mg2+、PO34-離子配比的關(guān)系很大,，而且當(dāng)[NH4+] [Mg2+] [PO34-]大于濃度積Ksp時(shí)反應(yīng)向右進(jìn)行,，溶液中的氨氮就可以去除,。反之則不然。同時(shí)其他的反應(yīng)也存在,。適宜的pH值應(yīng)該在9～11之間,。因?yàn)榇藭r(shí)H3PO4主要離解成H+和HPO24-即此時(shí)Mg2+和H3PO4主要生成MgHPO4。這是最有利于氨去除的pH范圍,。而在酸性環(huán)境下,，主要生成Mg(H2PO4)2，不利于生成MgNH4PO4,，也就不利于氨氮的去除,。而在強(qiáng)堿性條,件下，則生成Mg(H3PO4)2,，的濃度積是最小的,，僅為9.8X10-25,此時(shí)溶液中幾乎不存在Mg2+和PO3-4，最不利于反應(yīng)的進(jìn)行,。
14.折點(diǎn)氯化除氨的原理是什么?實(shí)際應(yīng)用效果如何?
折點(diǎn)氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的氨氮氧化成氮?dú)獾幕瘜W(xué)脫氮工藝,。當(dāng)氯氣通人廢水中達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量zui低，氨的濃度降為零,。當(dāng)氯氣通入量超過該點(diǎn)時(shí),，水中的游離氯就會(huì)增多，因此該點(diǎn)稱為折點(diǎn),，該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯化,。處理實(shí)際氨氮廢水效果的影響因素較多，主要取決于溫度,、pH值及氨氮濃度,。最佳反應(yīng)條件pH值為6～7，接觸時(shí)間為0.5～2h,。
折點(diǎn)氯化除氨法主要優(yōu)點(diǎn)是可通過正確控制加氯量,，使廢水中全部氨氮降為零，同時(shí)達(dá)到消毒的目的,。氯化法的處理率達(dá)90%～100%,，處理效果穩(wěn)定，不受水溫影響,，在寒冷地區(qū)此法特別有吸引力,。
折點(diǎn)氯化除氨法投資較少，但運(yùn)行費(fèi)用高,，副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會(huì)造成二次污染,，氯化法只適用于處理低濃度(小于50mg/L)氨氮廢水。
15.沸石離子交換法除氨的原理和應(yīng)用如何?
離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過程,。沸石離子交換法是選用對(duì)NH4+離子有較強(qiáng)選擇性的沸石作為交換劑,，從而達(dá)到去除氨氮的目的,。沸石具有對(duì)非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質(zhì)的陽離子交換劑,，成本低,，對(duì)NH4+有很強(qiáng)的選擇性。佛石不僅可以作為離子交換材料,，用于把氨氮從廢水中分離出來的分流器;也可以將沸石與生化處理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合在一起,，作為硝化細(xì)菌的載體;作為處理氨氮的工藝，具有較高的去除率和穩(wěn)定性,。
沸石離子交換與pH值的選擇有很大關(guān)系,，pH值在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區(qū)域。當(dāng)pH<4時(shí),，H+與NH4+發(fā)生競爭;當(dāng)pH>8時(shí)，NH4+變?yōu)镹H3而失去離子交換性能,。
離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水,，出水濃度可達(dá)lmg/L以下。離子交換法具有工藝簡單,、投資省,、去除率高的特點(diǎn)，適用于中低濃度的氨氮廢水,，對(duì)于高濃度的氨氮廢水會(huì)因樹脂再生頻繁而造成操作困難,。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進(jìn)一步處理,。
16.膜分離除氨的原理和應(yīng)用效果如何?
膜分離除氨是利用膜的選擇透過性進(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,，無二次污染,。氣水分離膜脫除氨氮即是一種較為理想的方法。
氨氮在水中存在著離解平衡,，隨著pH值升高,，氨在水中NH3形態(tài)比例升高，在一定溫度和壓力下,，NH3的氣態(tài)和液態(tài)兩項(xiàng)達(dá)到平衡,。根據(jù)化學(xué)平衡原理，在自然界中一切平衡都是相對(duì)的和暫時(shí)的,?；瘜W(xué)平衡只是在一定條件下才能保持“假若改變平衡系統(tǒng)的條件之一，如濃度,、壓力或溫度,，平衡就向能減弱這個(gè)改變的方向移動(dòng)",。脫氣膜從廢水中脫氨就是遵從這一原理而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，在膜的一側(cè)是高濃度氨氮廢水,，另一側(cè)是吸收液(如水,、酸性水等).當(dāng)左側(cè)溫度大于20度，pH值大于9,，左側(cè)氣體分壓大于右側(cè)氣體分壓時(shí),，并保持一定的壓力差，那么廢水中的游離氨NH4+就變?yōu)榘狈肿覰H3,，并經(jīng)原料液側(cè)介面擴(kuò)散至膜表面,，在膜表面分壓差的作用下，穿越膜孔,，進(jìn)人吸收液,，迅速與酸性溶液中的H+反應(yīng)生成銨鹽。
該過程的實(shí)質(zhì)是擴(kuò)散與吸收的連續(xù)過程,，解吸與吸收在膜的兩則同時(shí)完成,。副產(chǎn)品銨鹽的質(zhì)量濃度可達(dá)20%～30%，成為清潔的工業(yè)原料,，而廢水中的氨氮可以降至1mg/L以下,，適用于煤化工、制藥,、冶金等行業(yè)的高濃度氨氮廢水處理,。
脫氣膜用于廢水脫氨的優(yōu)點(diǎn):
(1)氨脫除率高，可將廢水中氨的含量降到5mg/L以下;
(2)運(yùn)行成本低,，只有傳統(tǒng)工藝的5%以下;
(3)設(shè)備占地面積小,，只有傳統(tǒng)工藝的1/3以下;
(4)無氨氣泄露，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),。