1.1氮元素污染现状

我国水资源十分匮乏，人均占有的水资源仅为2048m3[1]，只有世界平均水平的30%，是世界上13个严重缺水的国家之一。而且随着经济的发展和人们生活水平的提高，污染物质大量排放至江河湖泊，导致我们的水污染情况也相当严峻。特别是氮素的污染日益严重，富营养化问题突出。我国的多个湖泊水库如武汉东湖、杭州西湖、南京玄武湖、济南大明湖、抚顺的大伙房水库，都曾受到富营养作用的影响。太湖的富营养化就是一个典型的例子。据报道，洞庭湖、鄱阳湖的富营养化问题也日渐突出。对氮素的去除就日益引起了人们的关注。

1.2氮元素的危害

氮素对水环境的主要危害包括如下几个方面:

(1)氮素大量排放入水体中，刺激地表水中植物和藻类的过度生长繁殖，造成水体的富营养化，降低水体的透明度；同时藻类的大量滋生繁殖易堵塞滤池，使其不能正常运行，使水处理的难度变大。

(2)水体的硝化作用以及藻类新陈代谢大量消耗水体中的溶氧，使水体出现缺氧或厌氧状态，不利于江河湖泊的改善和保障。

(3)当水体中的分子态氨（NH3)和亚硝酸盐氮（NO2--N）的含量分别达到一定值，通过侵袭生物粘膜而对水中生物产生毒害作用；当婴儿吸入硝酸盐氮（NO3--N）和亚硝酸盐氮（NO2--N）时，由于体内可消除毒害作用的还原酶系发育不完全，这些物质有可能转化为亚硝胺，而亚硝胺是致癌、转突变和致畸物质，对婴儿的健康构成威胁[2-5]。

1.3氮素污染的治理方法

氨氮是水体中氮污染的主体方面，废水脱氮的主要技术大体上有物理方法、化学方法和生物方法三大类。

1.3.1 物理法

常用的物理方法主要包括吸附法、空气吹脱法、膜过滤法等。吸附法主要采用具有较强吸附能力的固体介质对水体中的氨态氮（NH4+-N）进行去除；空气吹脱法主要是利用水体中游离氨(NH3)和离子氨(NH4+)的化学平衡，通过控制适宜的pH以及温度而达到去除目的；膜过滤法用来处理微污染水体比较安全可靠，王娟等[6]考察了一种新型复合纳滤膜用于去除总氮（TN），Koyuncu D[7]等应用反渗透膜去除地表水中NH4+-N，均取得了较好的结果。

1.3.2化学法

化学法有离子交换、氨吹脱、折点氯化、焚烧、催化裂解、电渗析、电化学处理等技术。根据国内外工程实例及资料介绍和环境工作者所研究的重点，目前处理氨氮废水比较实用的化学方法主要有折点加氯法、选择性离子交换法及化学沉淀法等。折点加氯法就是投加氯气（C12），将NH4十—N转化为氮气（N2）的化学过程，反应速度快，当投加量不当时易引起二次污染；选择性离子交换法[8]是指选用对离子氨(NH4+)有很强选择性的沸石作为交换树脂，通过固体颗粒和液体界面上发生的离子交换来达到去除氨氮的目的。

1.3.3生物法

污水生物处理过程是指利用微生物的新陈代谢把污水中存在的各种溶解态或胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害化物质[9]。目前废水的脱氮处理大多采用生物法，生物处理方法被公认为是一种经济、有效和最有发展前途的方法。随着废水生物脱氮技术几十年的发展，在理论认识和工程实践上，都取得了很大的进步。而近年来国内外氨氮生物脱除技术主要是发展它的新概念和新工艺，筛选培育能降解高氨氮的废水和具有一些特殊功能的菌株等。废水的生物脱氮技术具有投资及运转成本低，操作简单且相对其他方法无二次污染，废水达标排放可靠性强等优点，因此成为脱氮的最佳处理方式之一[10]。