一、氨氮

氨氮（NH₃-N）指水中以游离氨（NH₃）和铵离子（NH₄⁺）形式存在的氮。它是水环境中氮循环的重要一环，主要来源是生物代谢和化学过程。

1、应用领域与来源

氨氮在农业、工业、生活等多个领域普遍存在：

农业：化肥施用、畜禽养殖排放（占总排放量50%以上）

工业：化肥生产、焦化、制药、食品加工、纺织印染等工业废水

生活：生活污水中含氮有机物分解（每人每日约产生10克氨氮）

自然：水体中生物残骸分解、沉积物释放

2、氨氮的两面性

有益方面：

水生植物的营养来源

水产养殖中适度的氨氮是微生物循环的一部分

危害方面：

消耗水体溶解氧：氨氮氧化过程大量消耗水中氧气（1mg氨氮完全氧化需消耗4.57mg氧）

水体富营养化：促进藻类暴发性繁殖，引发“水华”、“赤潮”

毒性效应：游离氨对水生生物有直接毒害（鱼类急性中毒浓度为0.2-2.0mg/L）

影响供水安全：增加水处理难度，与消毒剂生成有害

副产物腐蚀管网系统：硝化过程产生酸性物质腐蚀供水管道

3、氨氮控制标准

随着环保意识增强，各国对氨氮排放标准不断提高，中国现行主要标准如下：

（1）地表水环境质量标准：Ⅰ类水≤0.15mg/L，Ⅱ类水≤0.5mg/L

（2）城镇污水处理厂排放标准：一级A标准≤5(8)mg/L（括号内为水温≤12℃）

（3）工业行业排放标准：多数行业要求≤10-15mg/L，敏感区域更严格

（4）饮用水卫生标准：≤0.5mg/L

全球范围内，欧盟、美国、日本等发达国家和地区的氨氮控制标准更为严格，推动着处理技术的不断创新。

二、传统除氨氮技术对比

（1）生物法

1. 硝化-反硝化工艺

这是生物脱氮的经典路径，分为两个核心阶段：

硝化过程（好氧条件）：

亚硝化：氨氮（NH₄⁺）在氨氧化菌（AOB）作用下转化为亚硝酸盐（NO₂⁻）

硝化：亚硝酸盐在硝化菌（NOB）作用下进一步转化为硝酸盐（NO₃⁻）

关键要求：

充足氧气、适宜温度（20-30℃最佳）、pH 7.0-8.5、足够的碱度

反硝化过程（缺氧条件）：

硝酸盐（NO₃⁻）在反硝化菌作用下，被还原为氮气（N₂）释放到大气中

优点：

处理成本低、无二次污染、技术较为成熟

缺点：

占地面积大、对温度敏感（低温下效率骤降）、启动慢、对毒性物质敏感、污泥产量大

（二）物理化学法

1. 吹脱法

原理：

通过调节pH至10.5-11.5，将铵离子（NH₄⁺）转化为游离氨（NH₃），再利用空气将其从水中吹出。

常见形式：

填料塔吹脱：效率较高，应用广

曝气吹脱：设备简单，但效率较低

优点：

适用于高浓度氨氮废水（＞1000 mg/L）、工艺简单

缺点：

· 能耗高（需大量空气和加碱）

· 产生二次污染（吹出的氨需用酸吸收处理，否则造成大气污染）

· 低温下效率显著下降

· 易结垢堵塞填料

2. 折点加氯法

原理：

向水中投加过量氯气或次氯酸钠，将氨氮直接氧化为氮气。

化学反应：

NH₄⁺ + 1.5HClO → 0.5N₂↑ + 1.5H₂O + 2.5H⁺ + 1.5Cl⁻

关键控制：

需精确控制投加量至“折点”，过量会产生有毒氯胺或余氯。

优点：

反应迅速、去除彻底、设备占地小

缺点：

· 运行成本极高（药剂费用高）

· 产生酸性废水需回调pH

· 可能生成致癌副产物

· 仅适用于低浓度氨氮的深度处理（如饮用水）

（三）化学沉淀法

原理：

投加镁盐（如MgCl₂）和磷酸盐（如Na₂HPO₄），与水中的氨氮生成磷酸铵镁（MgNH₄PO₄·6H₂O，俗称鸟粪石）沉淀。

反应式：

Mg²⁺+NH₄⁺ + PO₄³⁻ + 6H₂O → MgNH₄PO₄·6H₂O↓

优点：

· 可同时去除氨氮和磷

· 产物鸟粪石可作为缓释肥料回收利用

· 对高浓度氨氮废水有效

缺点：

· 药剂成本昂贵

· 出水残余磷酸盐可能造成二次污染

· 沉淀物分离、处置需额外工序

· 最佳pH范围窄（约9.0-10.5）

（四）沸石吸附法

原理：

利用沸石的硅铝酸盐骨架结构，其孔道和空穴可选择性地吸附铵离子。

优点：

· 材料成本较低、天然无毒

· 对氨氮有一定选择性

· 可再生（用NaCl或NaOH溶液）

缺点：

· 吸附容量有限（通常低于树脂）

· 受水中钾、钙等竞争离子影响大

· 强度较低，易磨损粉化

· 再生效率随使用次数下降

三、云顶国际4008am除氨氮树脂应用

1、主要官能团

（1）强酸性阳离子交换基团（-SO₃⁻）：

R-SO₃H  +  NH₄⁺   ↔   R-SO₃NH₄  +  H⁺ 

R-SO₃Na  +  NH₄⁺   ↔   R-SO₃NH₄  +  Na⁺

对铵离子（NH₄⁺）有良好亲和力

（2）弱酸性基团（-COOH）：

-COOH + NH₃ → -COO⁻NH₄⁺

选择性更高，适用于特定pH范围

（3）特殊螯合基团：

如冠醚、羧酸类基团，对铵离子有特异性识别能力

（4）天然沸石改性基团：

成本较低，适用于中低浓度氨氮去除

2、云顶国际4008am除氨氮树脂的独特优势

（1）高交换容量：达2.0-3.0meq/mL，是沸石的10倍以上

（2）优异选择性：对NH₄⁺/Na⁺选择性系数达10-100

（3）宽适用范围：温度适应范围广，pH在3-10范围内保持高效

（4）深度处理：可将氨氮从10mg/L降至0.1mg/L以下

（5）快速启动：投用即生效，无需生物法长达数周的培养期

（6）再生简便：使用盐酸或硫酸溶液再生，操作简单，废液量少

（7）使用寿命长：正常使用可达3-5年，运行成本可控

3、云顶国际4008am除氨氮树脂应用领域

（1）饮用水处理：确保出水氨氮＜0.5 mg/L，保障饮水安全

（2）市政污水处理：深度处理环节，稳定达标排放

（3）工业废水：电子、化工、制药、食品加工等行业

（4）水产养殖：维持水体低氨氮水平，提高养殖密度

（5）景观水体：控制富营养化，保持水体清澈

4、除氨氮树脂使用注意事项

（1）预处理：悬浮物、有机物需先去除，防止树脂污染

（2）pH调节：多数树脂在pH 6-8范围内效率最高

（3） 再生优化：根据使用情况优化再生剂浓度和用量

（4）监测维护：定期检测出水水质和树脂性能