1污水中氨氮污染的現(xiàn)狀和來源

1.1污水中氨氮污染現(xiàn)狀

隨著世界經(jīng)濟發(fā)展和城市化的進程, 對水的需求量不斷增大, 隨之而來的是污水的排放量日益增多,水體中氨氮量的劇增引起了國內(nèi)外社會各界的廣泛關(guān)注。據(jù)統(tǒng)計, 2003 年, 全國污水排放總量為460.0 億噸, 工業(yè)廢水排放量為212.4 億噸, 氨氮的排放量為40.4 萬噸; 城鎮(zhèn)生活污水的排放量為247.6 億噸, 其中氨氮的排放量為89.3 萬噸 [1]。氨氮的大量排放不僅造成了水環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化及水體發(fā)生赤潮等現(xiàn)象, 而且在工業(yè)廢水處理和回用工程中造成用水設(shè)備中微生物繁殖, 形成生物垢, 堵塞管道和用水設(shè)備, 影響熱交換。大量含有氨氮的污水排入江河、湖泊, 造成自然水體的富營養(yǎng)化, 同時給生活和工業(yè)用水的處理帶來較大的困難。水體中含有大量的氨氮, 使水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化效應(yīng), 刺激并加速水生植物的生長, 如海藻、水草的大量生長繁殖, 導(dǎo)致水體生態(tài)平衡失調(diào)。在水中硝化細菌的作用下氨氮氧化成亞硝酸鹽和硝酸鹽，完全氧化l mg 氨氮約需4.6 mg 溶解氧，這對水體質(zhì)量的改善和保證十分不利,會造成水的透明度降低，使得陽光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的過飽和狀態(tài)，水下生物得不到充足的陽光而影響了生存和繁殖。溶解氧的過飽和以及水中溶解氧減少，都對水生動物有害，造成魚類大量死亡，在近海海域引發(fā)赤潮。據(jù)報道, 2009年中國沿海共發(fā)生赤潮68次，累計面積14102平方公里，造成直接經(jīng)濟損失0.65億元，累計面積較2008年增加364平方公里[2]。氨氮污水對環(huán)境的影響已引起環(huán)保領(lǐng)域和全球范圍的重視,目前, 國內(nèi)外對氨氮污水的研究主要集中在開發(fā)新的脫氨氮處理技術(shù), 以達到更好處理氨氮的目的和環(huán)保的要求。1995年德國要求85%污水處理廠外排污水達到國家三級標(biāo)準(zhǔn)。1999 年, 在此標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上還要求, 污水廠出水每2h 取樣的混合水樣至少有80%滿足無機氮≤5mg/L[3]; 我國1988 年實施的地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3838-88 規(guī)定了硝酸鹽、亞硝酸鹽、非離子氨和凱氏氮的標(biāo)準(zhǔn)。時隔11 年, 在GHZB1-1999 增加了氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn), 在GB3838-2002 中增加了總氮控制。各地的環(huán)保部門要求相關(guān)行業(yè)必須馬上上馬脫氮設(shè)施, 否則關(guān)閉工廠或增加排污費的征收。從以上情況可知氨氮處理的重要性, 目前國內(nèi)外有很多處理氨氮的方法, 為了避免重復(fù)建設(shè)和使用不成熟的技術(shù), 分析當(dāng)前的技術(shù)進展具有重要的現(xiàn)實意義。

1.2廢水中氮的來源

氨氮存在于許多工業(yè)廢水中，鋼鐵、煉油、化肥、無機化工、鐵合金、玻璃制造、肉類加工和飼料生產(chǎn)等工業(yè)均排放高濃度的氨氮廢水 。某些工業(yè)自身會產(chǎn)生氨氮污染物 ,如鋼鐵工業(yè) ( 副產(chǎn)品焦炭、錳鐵生產(chǎn)、高爐 ) 以及肉類加工業(yè)等，而另一些工業(yè)將高爐氨用作化學(xué)原料 ,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃 。此外,皮革、孵化、動物排泄物等新鮮廢水中氨氮初始含量并不高 ,但由于廢水中有機氮的脫氨基反應(yīng),在廢水存積過程中氨氮濃度會迅速增加，不同類的工業(yè)廢水中氨氮濃度千變?nèi)f化 ,即使同類工業(yè)不同工廠的廢水中其濃度也各不相同。總的來說，人類活動造成的氮的來源主要有以下幾方面: （1）未經(jīng)處理的工業(yè)和生活污水直接排入河道和水體：

這類污水的氨氮含量高，排入江河湖泊，造成藻類過度生長的危害最大。城市污水、農(nóng)業(yè)污水，食品等工業(yè)的廢水中含有大量的氮、磷和有機物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年施入農(nóng)田的數(shù)千萬噸氮肥中約有一半經(jīng)河流進入海洋。美國沿海城市每年僅通過糞便排入沿海的氮近十萬噸。

（2） 污水處理場出水：

采用常規(guī)工藝的污水處理廠，有機物被氧化分解產(chǎn)生了氨氮，除了構(gòu)成微生物細胞組分外，剩余部分隨出水排入河道，這是城市污水雖經(jīng)過二級常規(guī)處理但河道仍然出現(xiàn)富營養(yǎng)化和黑臭的重要原因之一。

（3）面源性的農(nóng)業(yè)污染物，包括廢料、農(nóng)藥和動物糞便等。