硝酸盐影响人类健康
硝酸盐
亚硝酸盐
(NO3-N)
(NO2-N)
高铁血红蛋白症 胃癌等
血红蛋白(Fe2+) + O2 氧和血红蛋白(Fe2+)
(红色，具有输氧能力)
血红蛋白(Fe2+) + NO2- 高铁血红蛋白(Fe3+)
(褐色，丧失输氧能力)
亚硝酸盐能与胺或酰胺反应生成亚硝胺或亚硝酰氨， 后两者都有致癌作用。
空气吹脱法(ammonia stripping)
空气吹脱法工艺流程图：
氨和尾气
CaO或NaOH
进水
pH调节池
沉淀池
排泥
空气
吹 脱 塔
出水
气提法
氨水蒸馏工艺流程图——以焦化废水为例：
生化
NH3-N 250mg/L
冷却
调节池
30~35℃
冷却 103℃氨气
106℃
换热
蒸氨供料槽
NH3-N 4000mg/L
14gN 64gO2 每氧化1gNH4-N为NO3-N，共需要氧4.57g
水体中氮素的来源与危害
氨氮对水生生物有毒
N3H H 2O N 4 H OH
游离氨 Free Ammonium
游离氨>1mg/L
kb
NH4 OH NH3
25℃时，氨的离解常数为1.8它方法
吹脱(气提)法
基本原理： 将水中的游离氨转移到气体(空气或蒸汽)中去。
影响氨气从水中向气体中转移的因素： (1) 水气界面处的表面张力； (2) 水和气体中氨的浓度差。
氨吹脱工艺的三个条件： (1)提高pH，一般用NaOH; (2) 在吹脱塔中反复形成水滴，减小表面张力，增大接触面
积。 (3) 气体循环，增大浓度差；
水华 赤潮
1998年渤海湾赤潮
2004年6月 浙江近海
2009年中国近海赤潮情况
海洋赤潮发生的原因
20世纪末中国海洋水质
水体中氮素的来源与危害
4. 氮素污染的危害 增加了给水处理的成本； 例如：加氯消毒 8～10gCl2/gNH3-N 引起水体缺氧；
N H 4 + + 2 O 2 → N O - 3 + 2 H + + H 2 O + 能 量
pH和温度的升高将
增强氨氮的毒性？
% Un i o H 3n i z(0 e .01 9 d 0 2 01 N 7.98 0 2 2 p 9)H 1 10 T
FA(%)
100
90
80
10
70
15
60 50 40
20 25
30
30
20
35
10
0
6
7
8
9 10 11 12
pH
水体中氮素的来源与危害
地表径流，养鱼投饵 降尘，降雨等
水体中氮素的来源与危害
2. 氨氮废水的工业来源
有机氮废水的工业来源及其浓度
来源 粪肥 糖厂
有机氮浓度 （mg/L）
来源
有机氮浓度 （mg/L）
400~1000 纺织废水
8
制药废水
500
180
锅炉渣洗水 10~260
水体中氮素的来源与危害
2. 氨氮废水的工业来源
氨氮废水的工业来源及其浓度
pH
pH=8.5-9
NaOH 30%
蒸氨塔
113℃蒸汽
空气吹脱(气提)法
低浓度氨氮废水：室温下空气吹脱； 高浓度氨氮废水：蒸汽吹脱。
重要的工艺参数：
(1)pH=10.5-11.5;
水体中氮素的来源与危害
污染源
点源 (Point sources)
通过排放口 集中排放污染物
非点源，面源 (Non-point sources)
主要通过 径流过程
点源污染
非点源污染，面源污染
(Point source pollution) (Non-point source pollution)
城市污水 工业废水等
水体中氮素的来源与危害
3. 氮在水体中的存在形态
蛋白质 (C, O, N, H, N=15~18%)
多肽
H
有机氮 氨基酸
R C COOH NH2
尿素[CO(NH2)2]
其他(硝基、胺及铵类化合物)
无机氮
氨氮(NH3-N, NH4+-N) 亚硝态氮(NO2- -N)
硝态氮(NO3--N)
水体中氮素的来源与危害
水污染控制中经常提到的几个术语
总氮 (TN)
有机氮 无机氮
氨氮(NH3-N, NH4+-N) 硝态氮(NO3--N) 亚硝态氮(NO2- -N)
凯氏氮 (TKN) = 有机氮 + 氨氮
TN = TKN + NOx-N
水体中氮素的来源与危害
4. 氮素污染的危害 造成水体的富营养化(eutrophication)现象； 水生植物 和 藻类 异常增殖
污水脱氮工艺介绍（全）
内容提要
1. 水体中氮素的来源与危害 2. 氮素污染控制 3. 生物脱氮原理 4. 生物脱氮技术 5. 生物脱氮新工艺
水体中氮素的来源与危害
1. 水体中氮素的来源
大 气 降 水 降 尘
非 市 区 径 流
生 物 固 氮
城 市 污 水
浸 滤 液
大
地
气
表
沉
径
降
流
自然来源
人类活动
水体
氨氮浓度(mg/L)
200 ~ 940 130 600 110 2800
600 ~ 1400 110 ~ 380 80 ~ 160
水体中氮素的来源与危害
2. 氨氮废水的工业来源
氨氮废水的工业来源及其浓度
来
源
胶合板废水
味精废水
制药废水
羊毛加工废水
脂肪提炼厂
肉类加工厂
畜禽废水
氨氮浓度(mg/L) 400~450 1000 90 160 125 50~80 200~4000
氨氮的浓度及其相应的毒理作用
氨氮浓度 >1mg/L >3mg/L
NO3-_ N>10mg/L NH3-N=50mg/L
NH4+-N>400mg/L
毒理作用
水生生物血液结合氧 的能力降低
1~4日内克致金鱼、 鳊鱼死亡
会引起婴儿高铁血红 蛋白症
为未驯化甲烷菌活性 的50%IC值
严重抑制亚硝酸菌的 生长繁殖
资料来源 乌锡康等 乌锡康等 孔繁翔等 Koster等
氮素污染控制
大 气 降 水 降 尘
非 市 区 径 流
生 物 固 氮
自然来源
城 市 污 水
浸 滤 液
大
地
气
表
沉
径
降
流
人类活动
水体
修建污水厂 面源污染控制技术
氮素污染控制
1. 废水脱氮技术
物化法 生物法
吹脱(气提)法 折点加氯法 离子交换法 磷酸氨镁沉淀法
来源
焦炉废水: 稀氨水 氨蒸馏出水
煤的气化废水: 焦碳 无烟煤 褐煤
氨氮浓度（mg/L)
4000 ~ 5000 50 ~ 200
1000 1000 2500
水体中氮素的来源与危害
2. 氨氮废水的工业来源
氨氮废水的工业来源及其浓度
来源 化肥废水:
氨和尿素生产 氨-硝酸废水 混合化肥 铁-锰高炉废水 发电厂清洗水 炼油废水 酒厂废水 制革废水