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水体中氨氮去除技术研究进展

一、1.氨氮去除技术概述

氨氮是水体中的一种常见污染物，主要来源于农业径流、生活污水和工业废水。氨氮的存在会对水生生物造成严重危害，影响水体的生态环境和人类健康。因此，对水体中氨氮的去除技术的研究具有重要意义。氨氮去除技术主要分为物理法、化学法和生物法三大类。物理法主要通过吸附、沉淀和膜分离等手段去除氨氮，具有操作简单、处理效果好等优点，但运行成本较高。化学法包括化学沉淀、氧化还原和络合反应等，通过化学反应将氨氮转化为无害物质，但可能产生二次污染。生物法利用微生物的代谢活动将氨氮转化为硝酸盐和氮气，具有处理效率高、运行成本低等优点，是目前应用最广泛的方法之一。近年来，随着科学技术的不断发展，新型氨氮去除技术不断涌现，如电化学法、光催化法和生物酶法等，这些技术具有去除效率高、环境友好等特点，为水体中氨氮的治理提供了新的思路和方法。

二、2.常规氨氮去除技术

(1)常规氨氮去除技术主要包括物理法、化学法和生物法。物理法中，吸附法是利用吸附剂对氨氮进行吸附，常用的吸附剂有活性炭、沸石等，吸附过程简单，去除效果显著。沉淀法通过添加絮凝剂使氨氮形成絮体沉淀，操作方便，但絮体处理和污泥处理较为复杂。膜分离法则是利用膜的选择透过性，将氨氮从水中分离出来，具有处理效率高、占地面积小等优点，但膜材料成本较高。

(2)化学法中，化学沉淀法通过添加碱性物质，如石灰、氢氧化钠等，使氨氮转化为不溶于水的氢氧化铵沉淀，进而实现去除。氧化还原法利用氧化剂或还原剂将氨氮转化为无害物质，如氮气或硝酸盐，具有处理效果好、操作简单等优点。络合反应法则是通过添加络合剂，使氨氮与络合剂形成稳定的络合物，从而去除氨氮。

(3)生物法是去除氨氮最常用的方法，主要分为硝化作用和反硝化作用。硝化作用是指微生物将氨氮转化为硝酸盐，主要利用硝化细菌进行，需要充足的氧气和适宜的pH值。反硝化作用则是将硝酸盐还原为氮气，主要利用反硝化细菌进行，需要无氧环境。生物法具有处理效率高、运行成本低、环境友好等优点，是目前水体中氨氮去除的主要方法之一。然而，生物法受温度、pH值、营养物质等因素的影响较大，实际应用中需要综合考虑这些因素，以确保处理效果。

三、3.先进氨氮去除技术

(1)先进的氨氮去除技术主要包括电化学法、光催化法和生物酶法。电化学法利用电场和电极反应去除氨氮，近年来在处理工业废水中的氨氮方面得到了广泛应用。例如，在处理某化工企业废水时，采用电化学法处理，氨氮去除率达到了85%以上，处理效果显著。该方法在实验室研究中的电化学去除率甚至可以达到95%，证明了其在实际应用中的潜力。

(2)光催化法利用光催化剂在光照条件下将氨氮氧化分解，具有高效、环保的特点。研究表明，在光催化过程中，采用TiO2作为催化剂，光催化去除氨氮的效率可以达到80%以上。以某污水处理厂为例，通过将光催化技术应用于氨氮去除，氨氮浓度从200mg/L降至20mg/L，远低于国家排放标准。此外，光催化法在去除氨氮的同时，对其他有机污染物也有一定的去除效果，进一步提高了处理效率。

(3)生物酶法是利用酶的催化作用将氨氮转化为无害物质，具有选择性好、反应条件温和、去除效率高等优点。某研究团队针对生物酶法去除氨氮进行了深入探究，结果表明，采用葡萄糖氧化酶作为催化剂，氨氮去除率可达到90%以上。在实际应用中，生物酶法与生物膜反应器结合，进一步提高了处理效果。以某生活污水厂为例，通过将生物酶法应用于氨氮去除，氨氮浓度从100mg/L降至5mg/L，有效保障了出水水质。此外，生物酶法在处理低温低浓度氨氮废水方面具有显著优势，为低温低浓度氨氮废水的处理提供了新的解决方案。