氨氮去除剂是一类用于降低水中氨氮(NH₃-N)浓度的化学药剂,广泛应用于污水处理、工业废水处理、水产养殖等领域。以下从原理、分类、应用场景及注意事项等方面进行详细说明:
一、核心作用原理
化学沉淀法
通过投加含镁(Mg²⁺)、磷(PO₄³⁻)的药剂(如氯化镁、磷酸钠),与氨氮反应生成难溶性的 磷酸铵镁沉淀(MgNH₄PO₄・6H₂O,简称 MAP),从而去除氨氮。
反应式:Mg²⁺ + NH₄⁺ + PO₄³⁻ → MgNH₄PO₄↓
条件:需调节 pH 至 9~11,控制 Mg:N:P 比例( 1.2:1:1.1)。
氧化分解法
利用强氧化剂(如次氯酸钠、双氧水、过硫酸钾等)将氨氮氧化为氮气(N₂)或硝酸盐(NO₃⁻)。
折点加氯法:投加过量次氯酸钠,在 pH 7.5~8.5 时,氨氮被氧化为 N₂,反应式:2NH₄⁺ + 3ClO⁻ → N₂↑ + 3Cl⁻ + 3H₂O + 2H⁺。
催化氧化法:通过催化剂(如过渡金属)强化氧化剂反应,提高氨氮去除效率。
微生物降解法
投加含硝化细菌的微生物菌剂,通过硝化作用将氨氮转化为亚硝酸盐(NO₂⁻)和硝酸盐(NO₃⁻),适用于低浓度氨氮的长期处理。
条件:需充足溶解氧(DO≥2mg/L)、适宜温度(20~30℃)和 pH(7.5~8.5)。
离子交换法
利用离子交换树脂(如沸石、膨润土)吸附水中 NH₄⁺,通过交换树脂上的 Na⁺、H⁺等离子去除氨氮。树脂饱和后可通过盐溶液再生重复使用。
二、主要分类及代表药剂
类型 | 代表药剂 | 特点 | 适用场景 |
---|---|---|---|
化学沉淀剂 | 氯化镁、磷酸钠、氢氧化钙 | 见效快,去除率高(可达 90% 以上),但易产生沉淀污泥,需后续固液分离。 | 高浓度氨氮废水(>500mg/L)应急处理 |
氧化剂 | 次氯酸钠、双氧水、过硫酸钾 | 反应迅速,可处理中低浓度氨氮(50~500mg/L),产生氯离子或硫酸盐残留。 | 市政污水、工业废水深度处理 |
微生物菌剂 | 硝化细菌、复合菌种 | 环保无残留,适合长期稳定处理低浓度氨氮(<50mg/L),但起效较慢(3~7 天)。 | 水产养殖、景观水、生化池提标 |
离子交换剂 | 沸石、树脂、膨润土 | 可选择性吸附氨氮,适用于特定水质(如硬度低的水),树脂需定期再生。 | 饮用水预处理、低浓度氨氮深度去除 |
三、典型应用场景
工业废水处理
煤化工、化肥、制药废水:氨氮浓度高(1000~5000mg/L),优先采用 化学沉淀法 快速降低氨氮,再结合生化处理或氧化法深度处理。
电镀、线路板废水:氨氮常与重金属共存,需先调节 pH 去除重金属,再投加氧化剂(如次氯酸钠)去除氨氮。
市政污水处理
生化池出水氨氮超标(如<50mg/L)时,投加 次氯酸钠 或 复合氧化剂 进行应急处理,或投加微生物菌剂提升硝化系统效率。
水产养殖与景观水
氨氮过高(>0.2mg/L)会危害水生生物,优先使用 微生物菌剂 或 沸石吸附剂,避免化学药剂对生态的影响。
垃圾渗滤液
氨氮浓度波动大(500~3000mg/L),常采用 “化学沉淀 + 生化处理 + 臭氧氧化” 组合工艺,确保达标排放。
四、使用注意事项
水质检测与调试
投加前需检测原水氨氮浓度、pH、重金属等指标,通过小试确定更好药剂种类和投加量(如化学沉淀剂需控制 Mg:N:P 比例)。
pH 值精准调节
化学沉淀法需将 pH 调至 9~11,反应后需回调 pH 至中性;折点加氯法更好 pH 为 7.5~8.5,避免酸性条件下生成有毒氯胺(NH₂Cl)。
反应时间与搅拌
化学沉淀和氧化反应需充分搅拌(10~30 分钟),确保药剂与氨氮均匀接触;微生物菌剂需持续曝气 24 小时以上以激活菌种。
二次污染控制
化学沉淀法会产生含磷、镁的污泥,需定期排泥;氧化剂引入氯离子(Cl⁻)或硫酸根(SO₄²⁻),需控制投加量避免超标。
安全与储存
次氯酸钠等强氧化剂具有腐蚀性,需佩戴防护装备,储存于阴凉避光处;微生物菌剂需冷藏保存,避免高温灭活。
五、选择建议
高浓度氨氮(>500mg/L):优先化学沉淀法快速降浓,搭配氧化剂或生化处理实现达标。
中低浓度氨氮(50~500mg/L):根据水质选择氧化法(如次氯酸钠,适合应急)或微生物法(适合长期稳定)。
超低浓度氨氮(<50mg/L):推荐离子交换法(如沸石)或微生物菌剂,确保深度去除且无残留。
实际应用中,建议结合工艺成本、处理规模及排放标准,选择单一药剂或组合工艺,以实现高效、经济的氨氮去除效果。