1污水中氨氮污染的现状和来源

1.1污水中氨氮污染现状

随着世界经济发展和城市化的进程, 对水的需求量不断增大, 随之而来的是污水的排放量日益增多,水体中氨氮量的剧增引起了国内外社会各界的广泛关注。据统计, 2003 年, 全国污水排放总量为460.0 亿吨, 工业废水排放量为212.4 亿吨, 氨氮的排放量为40.4 万吨; 城镇生活污水的排放量为247.6 亿吨, 其中氨氮的排放量为89.3 万吨 [1]。氨氮的大量排放不仅造成了水环境污染和水体富营养化及水体发生赤潮等现象, 而且在工业废水处理和回用工程中造成用水设备中微生物繁殖, 形成生物垢, 堵塞管道和用水设备, 影响热交换。大量含有氨氮的污水排入江河、湖泊, 造成自然水体的富营养化, 同时给生活和工业用水的处理带来较大的困难。水体中含有大量的氨氮, 使水体产生富营养化效应, 刺激并加速水生植物的生长, 如海藻、水草的大量生长繁殖, 导致水体生态平衡失调。在水中硝化细菌的作用下氨氮氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，完全氧化l mg 氨氮约需4.6 mg 溶解氧，这对水体质量的改善和保证十分不利,会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态，水下生物得不到充足的阳光而影响了生存和繁殖。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧减少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡，在近海海域引发赤潮。据报道, 2009年中国沿海共发生赤潮68次，累计面积14102平方公里，造成直接经济损失0.65亿元，累计面积较2008年增加364平方公里[2]。氨氮污水对环境的影响已引起环保领域和全球范围的重视,目前, 国内外对氨氮污水的研究主要集中在开发新的脱氨氮处理技术, 以达到更好处理氨氮的目的和环保的要求。1995年德国要求85%污水处理厂外排污水达到国家三级标准。1999 年, 在此标准基础上还要求, 污水厂出水每2h 取样的混合水样至少有80%满足无机氮≤5mg/L[3]; 我国1988 年实施的地面水环境质量标准GB3838-88 规定了硝酸盐、亚硝酸盐、非离子氨和凯氏氮的标准。时隔11 年, 在GHZB1-1999 增加了氨氮的排放标准, 在GB3838-2002 中增加了总氮控制。各地的环保部门要求相关行业必须马上上马脱氮设施, 否则关闭工厂或增加排污费的征收。从以上情况可知氨氮处理的重要性, 目前国内外有很多处理氨氮的方法, 为了避免重复建设和使用不成熟的技术, 分析当前的技术进展具有重要的现实意义。

1.2废水中氮的来源

氨氮存在于许多工业废水中，钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等工业均排放高浓度的氨氮废水 。某些工业自身会产生氨氮污染物 ,如钢铁工业 ( 副产品焦炭、锰铁生产、高炉 ) 以及肉类加工业等，而另一些工业将高炉氨用作化学原料 ,如用氨等配成消光液以制造磨砂玻璃 。此外,皮革、孵化、动物排泄物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高 ,但由于废水中有机氮的脱氨基反应,在废水存积过程中氨氮浓度会迅速增加，不同类的工业废水中氨氮浓度千变万化 ,即使同类工业不同工厂的废水中其浓度也各不相同。总的来说，人类活动造成的氮的来源主要有以下几方面: （1）未经处理的工业和生活污水直接排入河道和水体：

这类污水的氨氮含量高，排入江河湖泊，造成藻类过度生长的危害最大。城市污水、农业污水，食品等工业的废水中含有大量的氮、磷和有机物质。据统计，全世界每年施入农田的数千万吨氮肥中约有一半经河流进入海洋。美国沿海城市每年仅通过粪便排入沿海的氮近十万吨。

（2） 污水处理场出水：

采用常规工艺的污水处理厂，有机物被氧化分解产生了氨氮，除了构成微生物细胞组分外，剩余部分随出水排入河道，这是城市污水虽经过二级常规处理但河道仍然出现富营养化和黑臭的重要原因之一。

（3）面源性的农业污染物，包括废料、农药和动物粪便等。