———出水氨氮超標(biāo)有哪些有效的應(yīng)急手段可以使用？在污水處理廠硝化系統(tǒng)消失問題，出水氨氮超標(biāo)時，想要快速、有效的去除氨氮，只能通過物理化學(xué)的手段來應(yīng)急了！常用且有效的物化手段目前只有折點(diǎn)加氯及沸石吸附法！市場上的許多氨氮去除劑就是次氯酸鹽，就是就是利用折點(diǎn)加氯的原理！本文具體介紹一下兩種工藝，讓大家能做到遇到問題心中有底！詳細(xì)問題也可以到污托邦社區(qū)溝通！

一、折點(diǎn)加氯除氨氮

折點(diǎn)加氯法是用化合價(jià)+1價(jià)氯的化合物次氯酸鈉（或者次氯酸鈣），把水體中的氨氮氧化為氮?dú)獾募庸すに?。?dāng)然還可以馬上把氯氣進(jìn)入廢水中，運(yùn)用歧化反應(yīng)，生成次氯酸，隨后在將廢水中的NH3-N氧化成N2。

當(dāng)氧化劑添加水里后，水里氨氮會被首要氧化成一氯銨，隨后會被連續(xù)氧化變?yōu)槎劝?、三氯銨，三氯銨不穩(wěn)定，會變?yōu)榈獨(dú)忉尫懦鰜恚@就是折點(diǎn)加氯法的反映基本原理和過程，氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣進(jìn)入量超出該點(diǎn)時，水里的游離氯便會增加。

當(dāng)添加的氧化劑做到足量時，水里的氨氮濃度最低標(biāo)準(zhǔn)（可是并非為零），同時水里余氯成分也是最低標(biāo)準(zhǔn)，超出這一點(diǎn)以后，水里余氯成分就剛開頭上升，因而該點(diǎn)稱之為折點(diǎn)，該狀況下的氯化稱之為折點(diǎn)氯化。但在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用折點(diǎn)加氯法往往存在折點(diǎn)、加氯量不好推斷的狀況。

1、加氯量-余氯曲線

看懂加氯量-余氯曲線，是用好折點(diǎn)加氯法的關(guān)鍵所在。在水的加氯處理中，加氯量與余氯的關(guān)系如下圖所示。曲線的x軸和y軸分別代表加氯量和余氯量，單位為mg/l。其中，水中的加氯量可分為需氯量和余氯兩部分。如圖所示：

需氯量是指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。余氯是指為了抑制水中殘余細(xì)菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。

1）當(dāng)水中無細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)等，需氧量為零，加氯量等于余氯量，如圖中所示的虛線L1，該線與坐標(biāo)軸成45度角。

2）當(dāng)水中含有細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)，但主要不是游離氨時，需氧量OA滿意后就會消失余氯，如圖所示虛線L2，這條線與x軸交角小于45度，其緣由為：

水中有機(jī)物與氯作用的速度有快慢。在測定余氯時，有一部分有機(jī)物尚在連續(xù)與氯作用中。水中余氯有一部分會自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質(zhì)或光線的作用，產(chǎn)生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O2。

3）當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氨和氮化合物，狀況比較簡單。

當(dāng)起始的需氧量OA滿意后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲線AH段），但后者增長得慢一些。超過H點(diǎn)加氯量后，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H點(diǎn)稱為峰點(diǎn)。此后隨著加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B點(diǎn)稱為折點(diǎn)。

a、在曲線OA段，表示水中雜質(zhì)把氯消耗光，余氯量為零，需氯量為b，這時雖然也能殺死一些細(xì)菌，但消毒效果不行靠。

b、在曲線AH段，加氯后，氯與氨發(fā)生反應(yīng)，有余氯存在，所以有肯定消毒效果，但余氯為化合性，其主要成分是一氯氨。氯和氨發(fā)生如下反應(yīng)：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。

此時隨著加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中氨氮漸漸削減，當(dāng)加氯量達(dá)到H點(diǎn)時，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。

c、在曲線HB段，仍舊產(chǎn)生化合性余氯，加氯量連續(xù)增加，會發(fā)生如下反應(yīng)：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。

反應(yīng)結(jié)果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯量反而漸漸削減，最終到達(dá)折點(diǎn)B。

d、在曲線BC段，超過折點(diǎn)B后，已經(jīng)沒有消耗氯的雜質(zhì)了，消失自由性余氯，該段消毒效果最好。

由此可見水中含有氨氮時，加氯量-余氯曲線是一條折線，此時對應(yīng)的加氯法稱為折線加氯法。

2、氨氮含量與加氯量、加氯點(diǎn)的關(guān)系

一般狀況下,當(dāng)pH值在7左右,采納折點(diǎn)加氯時，一氯胺、二氯胺、三氯胺同時存在。其中，產(chǎn)生的化合余氯成分以一氯胺為主，二氯胺和三氯胺少量存在（不影響分析），因此，在實(shí)踐操作中為簡化分析計(jì)算，經(jīng)常將化合余氯看作一氯胺。

假設(shè)水中雜質(zhì)的耗氧量為b（mg/l），即曲線OA段的耗氧量為b（mg/l），水中余氯掌握目標(biāo)值為a（mg/l）。

如水中含無氨氮，采納游離加氯法。當(dāng)加氯點(diǎn)為Y時（如圖所示），所需加氯量y=b+1.35a（mg/l）。

如水中含有c（mg/l）氨氮，采納折點(diǎn)加氯法，加氯量需分狀況爭論：

1）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在AH段的Y1時，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。

需要說明的是，為確保加氯點(diǎn)能被掌握在AH段的Y1點(diǎn)，水中氨的含量必需滿意條件：c不小于0.33a（mg/l）。

2）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在HB段的Y2點(diǎn)時，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。

需要說明的是，加氯點(diǎn)被掌握在HB段的Y2點(diǎn)，在AH段氨與氯氣反應(yīng)，水中的氨全部被消耗掉。

3）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在BC段的Y3點(diǎn)時，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。

綜上所述，加氯量的大小與水中的雜質(zhì)含量、氨氮含量、余氯的掌握目標(biāo)值和所選擇的加氯點(diǎn)有關(guān)。

當(dāng)水中雜質(zhì)含量肯定，余氯的掌握目標(biāo)相同時，水中無氨氮時的加氯量要比有氨氮時的加氯量低，也就是說氨氮會引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點(diǎn)的位置。

假如水中含有氨氮，就采納折點(diǎn)加氯，從余氯-加氯量曲線可知，對應(yīng)同一個余氯值，可能存在三個不同的加氯點(diǎn)，這三個加氯點(diǎn)分別對應(yīng)的加氯量有很大差別。

實(shí)踐表明，在曲線BC段Y3點(diǎn)采納游離氯消毒的加氯量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在AH和HB段Y1、Y2點(diǎn)采納化合氯消毒的加氯量。

通常Y3點(diǎn)的加氯量可達(dá)到Y(jié)1點(diǎn)加氯量的2～3倍，為削減加氯量，折點(diǎn)加氯時的加氯點(diǎn)應(yīng)選擇在加氯量-余氯曲線的AH段，此時的余氯是化合氯。

二、沸石吸附法除氨氮

沸石對氨氮的去除以物理吸附作用與離子交換作用為主，其吸附作用具有“快速吸附，緩慢平衡”的特點(diǎn)。

1、吸附作用

在沸石的組成結(jié)構(gòu)中，[SiO4]和[AlO4]以共角頂?shù)男问铰?lián)成硅鋁氧格架，在格架中形成了很多寬敞的孔穴和孔道（占晶體總體積的50%以上），使得自然?沸石具有比表面積大(通常在440～1030㎡/g)；自然?沸石往往孔徑勻稱，因而可以產(chǎn)生“超孔效應(yīng)”；在沸石表面所具有的強(qiáng)大色散力作用下,沸石孔穴中分布的陽離子和部分架氧所具有的負(fù)電荷相互平衡，使得沸石又具有較強(qiáng)的色散力和靜電力作用；加之沸石所特有的分子結(jié)構(gòu)而形成的較大靜電引力，使沸石具有相當(dāng)大的引力場，由以上四種因素的綜合作用使得沸石具有很強(qiáng)的吸附性，與其他吸附劑相比，沸石具有吸附量大、高選擇性和高效吸附等特點(diǎn)。

2、離子交換作用

離子交換是指沸石晶體內(nèi)部陽離子與廢水中NH4+進(jìn)行交換的化學(xué)過程：在硅(鋁)氧四周體基本單元中，部分氧原子的價(jià)鍵未得到中和，使整個四周體基本單元帶有部分的負(fù)電荷，為達(dá)到電性中和，該四周體基本單元中缺少的正電荷會由四周帶正電的金屬離子陽離子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+）來補(bǔ)償；廢水中的NH4+直徑小于沸石的孔穴通道直徑，通過沸石的吸附作用簡單進(jìn)入孔穴到達(dá)沸石表面,并與沸石晶格中金屬離子陽離子發(fā)生交換并將其置換下來，而且離子交換后的沸石并不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，這使沸石具有離子交換特性。廢水中NH4+與沸石中金屬離子陽離子發(fā)生交換反應(yīng)，使廢水中NH4+削減，從而實(shí)現(xiàn)沸石對氨氮的去除作用。

3、吸附作用影響因素

1）沸石投加量及沸石粒徑對氨氮去除效果的影響

在肯定范圍內(nèi)，沸石用量增加，NH4-N去除率也增加。但并非用量越多去除效果越好，有討論表明：沸石用量在2g/L以上時，去除效果并未明顯增加，另外再增加沸石用量從經(jīng)濟(jì)角度也是不科學(xué)的。楊勝科等討論發(fā)覺：1g沸石就可以將200mL水樣中1mg/LNH4+降至0.2mg/L以下,此時已低于國家飲用水標(biāo)準(zhǔn)，再增加沸石用量，并未顯著地提高NH4+的去除率，相反卻使水質(zhì)產(chǎn)生渾濁，從而影響水體的渾濁度指標(biāo)，并易使比色測定誤差增大，為此針對不同成分的含氨氮水，應(yīng)將沸石用量掌握在肯定的范圍內(nèi)。

2）溫度對氨氮去除效果的影響

沸石對氨氮的去除效果與廢水的溫度有著親密關(guān)系：隨著溫

度上升,沸石對氨氮的吸附力量加強(qiáng),由于溫度的上升,使得NH4+離子動能增加,運(yùn)動頻率也隨之增加,運(yùn)動頻率較高的NH4+離子更簡單深化到沸石空穴中而被交換吸附。

3）pH對氨氮去除效果的影響

沸石對氨氮的去除隨廢水pH值的增加而先增大后減小[7]：當(dāng)溶液偏酸性時，溶液中存在大量的H+，H+的半徑要遠(yuǎn)小NH4+的半徑,比NH4+更簡單與沸石上的金屬陽離子發(fā)生交換，不利于NH4+的交換；當(dāng)溶液偏堿性時，OH-與NH4+發(fā)生中和反應(yīng)，生成NH3，使得水中氨氮以分子形態(tài)存在,NH3不能與沸石進(jìn)行離子交換，僅吸附現(xiàn)象起作用,氨氮去除力量下降。

參考資料：[1]陳春霧.折點(diǎn)加氯及其應(yīng)用[J].城鎮(zhèn)供水,2022(4):3.；[1]王文冬,楊穎顯.沸石對水體中氨氮去除機(jī)理及影響因素討論[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2022,000(028):124-124.

在污水處理廠硝化系統(tǒng)消失問題，出水氨氮超標(biāo)時，想要快速、有效的去除氨氮，只能通過物理化學(xué)的手段來應(yīng)急了！常用且有效的物化手段目前只有折點(diǎn)加氯及沸石吸附法！市場上的許多氨氮去除劑就是次氯酸鹽，就是就是利用折點(diǎn)加氯的原理！本文具體介紹一下兩種工藝，讓大家能做到遇到問題心中有底！詳細(xì)問題也可以到污托邦社區(qū)溝通！

一、折點(diǎn)加氯除氨氮

折點(diǎn)加氯法是用化合價(jià)+1價(jià)氯的化合物次氯酸鈉（或者次氯酸鈣），把水體中的氨氮氧化為氮?dú)獾募庸すに?。?dāng)然還可以馬上把氯氣進(jìn)入廢水中，運(yùn)用歧化反應(yīng)，生成次氯酸，隨后在將廢水中的NH3-N氧化成N2。

當(dāng)氧化劑添加水里后，水里氨氮會被首要氧化成一氯銨，隨后會被連續(xù)氧化變?yōu)槎劝?、三氯銨，三氯銨不穩(wěn)定，會變?yōu)榈獨(dú)忉尫懦鰜?，這就是折點(diǎn)加氯法的反映基本原理和過程，氨的濃度降為零。當(dāng)氯氣進(jìn)入量超出該點(diǎn)時，水里的游離氯便會增加。

當(dāng)添加的氧化劑做到足量時，水里的氨氮濃度最低標(biāo)準(zhǔn)（可是并非為零），同時水里余氯成分也是最低標(biāo)準(zhǔn)，超出這一點(diǎn)以后，水里余氯成分就剛開頭上升，因而該點(diǎn)稱之為折點(diǎn)，該狀況下的氯化稱之為折點(diǎn)氯化。但在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)用折點(diǎn)加氯法往往存在折點(diǎn)、加氯量不好推斷的狀況。

1、加氯量-余氯曲線

看懂加氯量-余氯曲線，是用好折點(diǎn)加氯法的關(guān)鍵所在。在水的加氯處理中，加氯量與余氯的關(guān)系如下圖所示。曲線的x軸和y軸分別代表加氯量和余氯量，單位為mg/l。其中，水中的加氯量可分為需氯量和余氯兩部分。如圖所示：

需氯量是指用于殺死細(xì)菌、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。余氯是指為了抑制水中殘余細(xì)菌的再度繁殖，尚需維持的少量氯。

1）當(dāng)水中無細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)等，需氧量為零，加氯量等于余氯量，如圖中所示的虛線L1，該線與坐標(biāo)軸成45度角。

2）當(dāng)水中含有細(xì)菌、有機(jī)物和還原性物質(zhì)，但主要不是游離氨時，需氧量OA滿意后就會消失余氯，如圖所示虛線L2，這條線與x軸交角小于45度，其緣由為：

水中有機(jī)物與氯作用的速度有快慢。在測定余氯時，有一部分有機(jī)物尚在連續(xù)與氯作用中。水中余氯有一部分會自行分解，如次氯酸由于受水中某些雜質(zhì)或光線的作用，產(chǎn)生如下的催化分解：2HOCl=2HCl+O2。

3）當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氨和氮化合物，狀況比較簡單。

當(dāng)起始的需氧量OA滿意后，加氯量增加，剩余氯也增加（曲線AH段），但后者增長得慢一些。超過H點(diǎn)加氯量后，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，如HB段，H點(diǎn)稱為峰點(diǎn)。此后隨著加氯量的增加，剩余氯又上市，如BC段，B點(diǎn)稱為折點(diǎn)。

a、在曲線OA段，表示水中雜質(zhì)把氯消耗光，余氯量為零，需氯量為b，這時雖然也能殺死一些細(xì)菌，但消毒效果不行靠。

b、在曲線AH段，加氯后，氯與氨發(fā)生反應(yīng)，有余氯存在，所以有肯定消毒效果，但余氯為化合性，其主要成分是一氯氨。氯和氨發(fā)生如下反應(yīng)：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。

此時隨著加氯量的增加，化合氯成比例增加，水中氨氮漸漸削減，當(dāng)加氯量達(dá)到H點(diǎn)時，水中的氨降至零，化合性余氯升至最高。

c、在曲線HB段，仍舊產(chǎn)生化合性余氯，加氯量連續(xù)增加，會發(fā)生如下反應(yīng)：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。

反應(yīng)結(jié)果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯量反而漸漸削減，最終到達(dá)折點(diǎn)B。

d、在曲線BC段，超過折點(diǎn)B后，已經(jīng)沒有消耗氯的雜質(zhì)了，消失自由性余氯，該段消毒效果最好。

由此可見水中含有氨氮時，加氯量-余氯曲線是一條折線，此時對應(yīng)的加氯法稱為折線加氯法。

2、氨氮含量與加氯量、加氯點(diǎn)的關(guān)系

一般狀況下,當(dāng)pH值在7左右,采納折點(diǎn)加氯時，一氯胺、二氯胺、三氯胺同時存在。其中，產(chǎn)生的化合余氯成分以一氯胺為主，二氯胺和三氯胺少量存在（不影響分析），因此，在實(shí)踐操作中為簡化分析計(jì)算，經(jīng)常將化合余氯看作一氯胺。

假設(shè)水中雜質(zhì)的耗氧量為b（mg/l），即曲線OA段的耗氧量為b（mg/l），水中余氯掌握目標(biāo)值為a（mg/l）。

如水中含無氨氮，采納游離加氯法。當(dāng)加氯點(diǎn)為Y時（如圖所示），所需加氯量y=b+1.35a（mg/l）。

如水中含有c（mg/l）氨氮，采納折點(diǎn)加氯法，加氯量需分狀況爭論：

1）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在AH段的Y1時，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。

需要說明的是，為確保加氯點(diǎn)能被掌握在AH段的Y1點(diǎn)，水中氨的含量必需滿意條件：c不小于0.33a（mg/l）。

2）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在HB段的Y2點(diǎn)時，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03c-a)（mg/l）。

需要說明的是，加氯點(diǎn)被掌握在HB段的Y2點(diǎn)，在AH段氨與氯氣反應(yīng)，水中的氨全部被消耗掉。

3）當(dāng)加氯點(diǎn)被掌握在BC段的Y3點(diǎn)時，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。

綜上所述，加氯量的大小與水中的雜質(zhì)含量、氨氮含量、余氯的掌握目標(biāo)值和所選擇的加氯點(diǎn)有關(guān)。

當(dāng)水中雜質(zhì)含量肯定，余氯的掌握目標(biāo)相同時，水中無氨氮時的加氯量要比有氨氮時的加氯量低，也就是說氨氮會引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點(diǎn)的位置。

假如水中含有氨氮，就采納折點(diǎn)加氯，從余氯-加氯量曲線可知，對應(yīng)同一個余氯值，可能存在三個不同的加氯點(diǎn)，這三個加氯點(diǎn)分別對應(yīng)的加氯量有很大差別。

實(shí)踐表明，在曲線BC段Y3點(diǎn)采納游離氯消毒的加氯量，要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在AH和HB段Y1、Y2點(diǎn)采納化合氯消毒的加氯量。

通常Y3點(diǎn)的加氯量可達(dá)到Y(jié)1點(diǎn)加氯量的2～3倍，為削減加氯量，折點(diǎn)加氯時的加氯點(diǎn)應(yīng)選擇在加氯量-余氯曲線的AH段，此時的余氯是化合氯。

二、沸石吸附法除氨氮

沸石對氨氮的去除以物理吸附作用與離子交換作用為主，其吸附作用具有“快速吸附，緩慢平衡”的特點(diǎn)。

1、吸附作用

在沸石的組成結(jié)構(gòu)中，[SiO4]和[AlO4]以共角頂?shù)男问铰?lián)成硅鋁氧格架，在格架中形成了很多寬敞的孔穴和孔道（占晶體總體積的50%以上），使得自然?沸石具有比表面積大(通常在440～1030㎡/g)；自然?沸石往往孔徑勻稱，因而可以產(chǎn)生“超孔效應(yīng)”；在沸石表面所具有的強(qiáng)大色散力作用下,沸石孔穴中分布的陽離子和部分架氧所具有的負(fù)電荷相互平衡，使得沸石又具有較強(qiáng)的色散力和靜電力作用；加之沸石所特有的分子結(jié)構(gòu)而形成的較大靜電引力，使沸石具有相當(dāng)大的引力場，由以上四種因素的綜合作用使得沸石具有很強(qiáng)的吸附性，與其他吸附劑相比，沸石具有吸附量大、高選擇性和高效吸附等特點(diǎn)。

2、離子交換作用

離子交換是指沸石晶體內(nèi)部陽離子與廢水中NH4+進(jìn)行交換的化學(xué)過程：在硅(鋁)氧四周體基本單元中，部分氧原子的價(jià)鍵未得到中和，使整個四周體基本單元帶有部分的負(fù)電荷，為達(dá)到電性中和，該四周體基本單元中缺少的正電荷會由四周帶正電的金屬離子陽離子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+）來補(bǔ)償；廢水中的NH4+直徑小于沸石的孔穴通道直徑，通過沸石的吸附作用簡單進(jìn)入孔穴到達(dá)沸石表面,并與沸石晶格中金屬離子陽離子發(fā)生交換并將其置換下來，而且離子交換后的沸石并不發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，這使沸石具有離子交換特性。廢水中NH4+與沸石中金屬離子陽離子發(fā)生交換反應(yīng)，使廢水中NH4+削減，從