化学推进剂与高分子材料
Chemical Propellants & Polymeric Materials
２００９ 年第 ７ 卷第 ３ 期
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碳、碱量少，去除率高，可减小污泥生成量，缩
短反应时间，减小反应器体积。目前实现亚硝酸反
硝化工业化运用的报道并不多见，难点在于如何实
现有效抑制硝化菌的活性使得亚硝酸根得到积累的
过程；另外，各影响因素的协调运行也有待进一步
的应用研究。
１．４ 厌氧氨氧化技术
厌氧氨氧化技术的原理是在厌氧条件下，以硝
酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，将氨氮直接氧化生
成氮气。目前推测厌氧氨氧化有多种途径，其中一
种包括羟氨和亚硝酸盐生成 N
2
O 的反应，而 N
2
O 可
以进一步转化为 N
2
，氨被氧化为羟氨。另一种是
氨和羟氨反应生成联氨，联氨被转化成 N
2
并生成 4
个还原性[H]，还原性[H]被传递到亚硝酸还原系统
形成羟氨。第 三 种 是：一 方 面 亚 硝 酸 被 还 原 为
NO，NO 被还原为 N
2
O，N
2
O 再被还原成 N
2
；另
一方面，NH
4
+
被氧化为 NH
2
OH，NH
2
OH 经 N
2
H
4
、
N
2
H
2
被转化为 N
2
[17]
。
通过将好氧出水回流到厌氧流化床来建立的厌
氧氨氧化过程可以防止低碳氮比渗滤液的硝化反硝
化过程中亚硝酸盐积累，消除对硝化反硝化的抑制
作用，降低出水亚硝态氮和氨氮浓度，并可提高系
统的总氮去除率
[18]
。林建清等人
[19]
采用升流式厌氧
污泥床作为厌氧氨氧化反应器，对垃圾渗滤液的脱
氮进行 3 个月的连续实验，厌氧氨氧化反应器对氨
氮具有去除效果，月均氨氮去除率从第 1 个月为
13.1% 上升至第 3 个月的 39.8%。朱明石等人
[20]
采
用升流式厌氧污泥床——生物膜反应器建立厌氧氨
氧化工艺来处理高浓度含氮废水，当进水ρ(NH
3
－
N)、ρ(NO
2
－N)、ρ(TN)分别为 340.0 mg/L、448.8
mg /L 、78 8. 8 mg /L 时，其去除率分别为 8 4. 0% 、
93.0%、85.0%。
与传统生物硝化反硝化技术相比，厌氧氨氧化
技术需氧量低，不需外加碳源和中和试剂，同时可
大幅度减少污泥产量，是目前已知最经济的生物脱
氮工艺；但因厌氧氨氧化的反应速度比较慢，故
所需反应器容积大。目前国内在厌氧氨氧化生物脱
氮领域开展的研究工作不多，为使这一具有良好应
用前景的新型生物脱氮工艺在工业中得到应用，今
后应进一步研究确定厌氧氨氧化的反应机理，寻求
适于反应微生物的培养条件及反应器系统。
２ 化学沉淀法
化学沉淀法处理氨氮废水是20世纪90年代兴起
的一种新的处理方法。其主要原理是 NH
4
+
、Mg
2+
、
PO
4
3－
在碱性水溶液中反应生成 MgNH
4
PO
4
.6H
2
O
沉淀，达到除氮目的。该沉淀可用作复合肥料，能
实现废物利用。
化学沉淀法处理效果的主要影响因素有 pH 值、
n(Mg
2+
):
n(PO
4
3－
):
n(NH
4
+
)、氨氮浓度、温度等。钟
理等人
[21]
通过对比 MgO+H
3
PO
4
和药剂 MgHPO
4
对
水中污染物 NH
3
的去除效果，得出前一种药剂较
优，其在 pH=9~11，
n(Mg
2 +
) :
n(PO
4
3 －
) :
n(NH
4
+
) =
1:1:1，
n(H
3
PO
4
):
n(MgO)＞1.5:1 时，对废水中的氨
氮去除率高达 99%，处理后残液中氨浓度＜1 mg/
L。采用组合工艺，通过分步沉淀的效果优于普通
反应，
n(N):n(Mg):n(P)=1.5:1:1.5 时，可使垃圾渗
滤液中的氨氮浓度降低到 28.54 mg/L，去除率达
98.10%
[22]
。对 Mg
2+
、Mn
2+
及 Mg
2+
+ Mn
2+
体系在 PO
4
3－
作用下对氨氮的处理效果进行比较，发现 Mn
2+
的效
果最好，Mg
2+
与 Mn
2+
混合效果最差。用 Mg
2+
、Mn
2+
及 Mg
2+
+Mn
2+
体系对广州李坑垃圾场渗滤液中的氨
氮进行处理，氨氮去除率分别为 94.1%、96.1%、
92.7%
[23]
。
化学沉淀法的优点是在除去废水中氨氮的同
时，得到许多农作物所需的一种复合肥料，达到变
废为宝的目的。对于一些系统内部排出的磷酸盐废
水，如高效磷处理系统出水或浓缩后的工业废水，
采用化学沉淀法可节约药剂费用，利于大规模应
用。但化学沉淀法只能去除废水中的氨氮，对总氮
的去除效果不好。处理高浓度氨氮废水时，药剂使
用量大、污泥生成量多，使得处理成本偏高，药
剂投加引入的氯离子及余磷易造成二次污染。
３ 化学氧化法
３．１ 折点氯化法
折点氯化法是将氯气通入废水中达到某一点，
在该点时水中游离氯含量较低，而氨的浓度降为
零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会
增多。该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯
化。折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无
害的氮气，其反应式可表示为
[1 ]
：
NH
4
＋
+ 1.5 HOCl →
0.5 N
2
+ 1.5 H
2
O + 2.5 H
＋
+ 1.5 Cl
－
由反应式可知，到达折点的理论需氯(C1
2
)量为
7.6 kg/kg(N H
3
－ N)，而实际需氯量为 8~10 kg/kg
(NH
3
－N)。在 pH=6~7 进行反应，则投药量可最小，
接触时间一般为 0.5~2 h。严格控制 pH 值和投氯
量，可减少反应中生成有害的氯胺(如 NCl
3
)和氯代
有机物。