高浓度氨氮废水处理
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一般对高浓度氨氮废水的处理，依照工艺原理，国内常用的处理方法有以下几种：
a、生化法：这是一种传统的处理方法，其原理是利用细菌微生物对污染物进行氧化分解。由于氨氮是一种不可能通过生化降解的物质，因而传统的生化法对氨氮几乎没有去除效果。
b、A/O法：包括A/O、A2/O、A2/O2等方法，是一种改进的生化法。通过硝化和反硝化的过程使污水中的氨氮降解。此法在国内少数企业有成功运用，但此法基建投资大、运行成本高、运行操作条件苛刻，并且对进水水质要求高（如NH3-N指标要求在200mg/L以下，COD指标要求在600mg/L以下），运用范围狭窄。其致命的硬伤是对于高浓度氨氮废水的处理必需要借助耗资巨大的污水预处理设施（如蒸氨或吹脱设备）才能达到。
c、物化法：包括吹脱法、离子交换法、折点氯化法、湿式氧化法、化学沉淀法、膜过滤法以及高湿蒸发法等。这些方法或由于处理效率低、或处理量小或处理成本高等原因而没有得到有效的推广运用。
d、新物化法：是通过在设备中添加化学药剂，经过物理与化学相结合的共同作用，使污水中的固定铵絮凝沉降，挥发氨被吹脱的技术。但在直接处理剩余氮水（NH3-N≥800mg/l）时无能为力。
目前国内外生产实践中处理高浓度氨氮废水比较通行的做法是：先将高浓度氨氮废水通过汽提或吹脱将废水中的氨氮降到200mg/L以下（如无法降到300mg/L以下，则需用清水进行稀释），然后用A/O法或化学沉淀法（磷酸铵镁盐法）进行后续处理。出水NH3-N在操作管理十分良好的前提下，一般可以达到三级排放标准。
但是上述工艺有几个致命缺陷：
1）无论是“蒸氨（汽提）或吹脱+A/O”还是“蒸氨（汽提）或吹脱+化学沉淀”，都离不开高投资、高运行成本的预处理工艺。“蒸氨”一次性投资太大，“吹脱”动力消耗太大。
2）续接A/O法不仅投资高，而且占地面积大，对预处理出水的要求苛刻（如NH3-N必须小于200mg/l，汽提或吹脱法对超过2000mg/l以上的高浓度氨氮废水根本达不到这个要求，只能用成倍的清水稀释后再处理）。
3）续接化学沉淀法虽然投资和占地面积都比A/O法小，但药剂的消耗量太大，N：P：Mg之比都在1：1.1～1.2，处理药剂成本太高，而且出水也无法达到一级或二级排放标准。
催化氧化法脱氮
处理高浓度氨氮废水的原理，必须先从氨氮的性质和特性讲起。所谓氨氮（NH3-N）即氨态氮，是以氨的形态存在于水中的氮。氨氮（NH3-N）都是以铵盐（NH4+）和游离氨（NH3）两种形态存在，其比例高低取决于废水的pH值。当pH值高（碱性）时，游离氨（NH3）的比例高；pH值低（酸性）时，铵盐（NH4+）的比例 高，铵盐和游离氨的比例随着废水pH值的变化而变化。人们正是利用氨氮的这一特性，不断寻求去除氨氮的新途径。
要去降高浓度氨氮废水中的氨氮（NH3-N），必须开辟新的思路，开发新的工艺和技术。高浓度和超高浓度氨氮废水处理技术是从NH3-N的另外一种形态（气态）开始研究的，要解决的关键技术问题有两个：（1）如何将不能强化絮凝的固态氮（铵盐）限度地转换成气态氨（游离氨）；（2）如何限度地做到气液分离把气态氨从废水中去除掉，并且不造成第二次污染（大气污染）。我们在研发高浓度焦化氨氮废水处理时采用了传统的吹脱法的基本原理，即通过调整提高废水的pH值，使固定铵转化成游离氨，然后用空气将游离氨吹脱。但传统的吹脱法多只能将70%左右的铵盐转化成游离氨，同时传统的吹脱法的气水比高达3000以上，能耗大、成本高，也让业主无法接受。即使用上超声波、超重力等 技术去除氨氮也只能达到90%，其主要原因是在不同温度范围内，氨在水中有相应的平衡溶解度。在20℃时1体积的水可溶解约700体积的氨，可见氨是一种亲水性物质，溶解在水中的氨和水分子之间存在一种氢键的相互作用，这增加了分子间的结活力，所以这部分溶解范围的氨很难用传统的吹脱法去除，除非继续升高吹脱温度，破坏氢键。或者使其变为疏水性物质，在水中的溶解度变得很小。
在此基础上我们经过多年艰苦研究，在研究中我们发现，氨分子呈三角锥形，氮原子以sp3杂化轨道与氢原子的s轨道形成δ键。氮的电负性比氢的大，N-H键的电子对偏向氮，整个氨分子具有极性。在氨分子中，氮原子除了形成三个N-H共价建外，还有一对孤对电子,氨的加合作用是通过这对孤对电子发生的。
根据以上特性，我们经过千百次艰辛试验，取得了新的突破的技术突破是独创开发出了一种高效复合解氨剂，它含有大量的O、H、OH、CH、CH2等原子和离子活性基团，在催化作用下我们正是巧妙地利用了氨分子中孤对电子的特点,使其变为疏水性物质，破坏了水分子与氨分子之间的结合力，使氨分子摆脱水分子的作用，以游离氨的形式存在，从而容易从水中释放出来，在水中的溶解度变得很小,可以轻而易举地将氨氮废水中的铵盐限度的转化成游离氨；剩下是如何限度地做到气液分离把气态氨从废水中去除掉，同时限度地减少氨和其他混合气体中氨的分压，加快游离氨从氨氮废水中释出的解吸过程和解吸的传递速率，使转化的游离氨能够快速充分地与废水分离，实现氨回收。在气液传质理论指导下, 我们又开发了高效的气液传质设备---超重力脱氨分离机气液分离器，用超重力脱氨分离机气液分离器代替传统的化工分离塔，由原来的表面分离变为动态的液膜---气膜分离，提高分离系数50-100倍，彻底解决了高浓度含氨氮废水处理难题。
高效复合解氨剂还具有较强氧化还原作用，它可以在设备（如反应器或脱氮装置）物理作用的配合下，将游离氨和其他含氮物质（如喹啉、丫啶、咔唑、吲哚、吡啶以及氰化物、硫氰化物、硝酸盐等）以及有机胺，一起先转化成NH3、NH2、NH、NO、NO2。它反应过程和终结果与A/O法基本相同，只是采取手段不同罢了。A/O法是通过细菌微生物（亚硝酸菌、硝酸菌）完成这一过程，为生物脱氮；而我们则是通过化学物质（解氨剂）完成了这一过程，是化学脱氮。二者脱氮机理完全不同。
经过脱氮之后的废水，NH3-N指标可以降到排放标准以下。
回收氨水的效益分析
从高浓度氨氮废水中脱出来的氨气通过吸收塔吸收后，可回收18%以上浓度的氨水，有一定的经济效益，废水中氨氮浓度越高，效益越明显。18%浓度的氨水单价为600元/t（市售价800元/t）。如果脱氮率按95%计（实际能达到99%），氨的回收率按85%计（实际能达到90%以上），那么处理不同氨氮浓度的废水，所产生的经济效益如图所示。
图 不同氨氮浓度的经济效益
按上述设定的数据进行计算，每处理1吨氨氮浓度1000mg/L的废水可获2.2元的经济效益，氨氮浓度每增加1倍，效益也增加1倍。若处理1吨氨氮浓度5000mg/L的废水可获11.0元的经济效益。
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