文 献 综 述

前言

硫酸铵大部分作为农业肥料使用，适合各种作物和土壤。除此以外，硫酸铵还可以用于医药、纺织、皮革等多方面。而硫酸铵废水是常见的工业废水之一，如果将其直接排放，不仅会对环境造成严重的危害，而且造成了硫酸铵资源的大量浪费^[1]。

硫酸铵废水作为一种工业废水，常来自于高硫煤燃烧、热电厂的氨法脱硫和制造硫酸的尾气回收^[2]；在酶制剂生产、赖氨酸生产、硫代酯类抗氧剂生产和氨气洗涤系统中，也常得到硫酸铵溶液。硫酸铵废水是高浓度的氨氮废水，而氨氮是引起富营养化的重要因素^[3]，如果不将其进行预处理，将会有大量的氨氮进入水体。在湖泊、海湾等相对封闭的水体中^[4]容易引起藻类及其他微生物的过度繁殖，导致溶解氧下降甚至鱼类的死亡，给水产养殖业造成巨大经济损失，所以硫酸铵废水必须经过预处理才能排放到公共工业废水处理系统。据统计，我国废水中氨氮的排放量于2003年已达到了130万吨左右，其中工业氨氮排放40.4万吨，生活氨氮排放89.3万吨。因此，十分迫切研究并开发出处理该类废水经济有效的方法^[5]。

1.脱氮方法的比较

近几十年来，全球在硫酸铵废水的处理技术方面，取得了很大进步。目前，常用的废水氨氮去除技术有生物法、吹脱法和化学沉淀法。

生物脱氮包括三个过程：氨化阶段、硝化阶段和反硝化阶段。氨化阶段，在氨化菌的作用下，水中的有机氮转化为氨态氮；硝化阶段，在好氧条件下，通过硝化菌和亚硝化菌将氨态氮转化为NO₃^--N；反硝化阶段，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在缺氧的条件下通过反硝化菌转化为N₂^[6]。生物脱氮技术的优点是成本低，操作管理简单方便，不造成二次污染，但是存在反应速度慢、污泥驯化时间长、占地广等缺点，并且不适用于高浓度氨氮废水的处理。因为高浓度的氨氮会抑制微生物活性，导致出水水质难以达标排放。而且，如果进行硝化或反硝化脱氮仅靠生物处理，就要改变碱度并增大碳源的加入量使处理成本偏高。

空气吹脱法是指在碱性条件下，废水和大量的空气进行接触，使水体中的氨氮转化为游离氮，并被吹出，从而达到去除废水中氨氮的目的。该方法也叫氨解吸法，其解吸速度与气液比、温度有关。该法不仅适用于高氨氮废水的预处理，而且具有操作灵活、脱氮率高和占地面积小等优点^[7]。但该法处理成本偏高，需要不断地鼓气、加碱，出水也需加酸调节pH^[8]。此外，还存在易结垢（因处理过程中用石灰调节pH值），能耗大，溢出的氨气还会对环境造成二次污染等问题，而且在隆冬季节具有较低的吹脱率。

化学沉淀法是将沉淀剂（可溶性的镁盐和磷酸盐）加入废水中，与NH₄ 反应生成 MgNH₄PO₄#183;6H₂O 沉淀，从而可以分离氨氮与水^[9]。该法不仅操作管理方便、工艺稳定性好、投资省、能耗低、工艺流程短、不受水中其他化合物如氰和有机化合物的干扰、操作为常温常压、适用于各种浓度氨氮废水中氨氮的处理，尤其对高浓度氨氮废水具有较好的处理效果，而且可回收废水中的氨氮不造成二次污染等优点越来越受到人们的重视。此外，如果废水中的磷酸根含量较高时，只需投加镁盐，磷酸盐投加少量或不投加也可达到脱氮除磷的效果。

2.磷酸铵镁沉淀法原理