甲胺，是氨的烴基衍生物，是一種重要的脂肪胺。在催化條件下將甲醇和液氨等原料通過脫氨、萃取、脫水、分離后分別得到不同結(jié)構(gòu)的甲胺產(chǎn)品: 一甲胺(MMA) 、二甲胺(DMA) 和三甲胺(TMA) 。甲胺主要用于生產(chǎn)溶劑(DMF、DME) 、表面活性劑、殺蟲劑、水處理劑、離子交換樹脂等，是最基本的化工原料之一，隨著我國化工工業(yè)的飛速發(fā)展，甲胺的需求量正在不斷增加，是全國需求量最大的有機胺。目前，我國有很多的化工企業(yè)都在生產(chǎn)甲胺試劑，并且有很多化工企業(yè)都在排放高濃度的甲胺廢水，甲胺的生產(chǎn)廢水污染物濃度高、毒性大、氨氮含量高、可生化性差，一般很難進行生物處理[1]。因此對甲胺廢水處理方法的研究對保護環(huán)境、實現(xiàn)生態(tài)自然的可持續(xù)發(fā)展有著非常重要的意義。

1 甲胺廢水中污染物的危害

甲胺廢水中存在的主要的污染物是氨氮和甲醇，其它還有一些混甲胺等有機物。氨氮和甲醇都屬于有毒物質(zhì)，對生態(tài)環(huán)境及人類和動植物的健康會產(chǎn)生巨大的危害。

氨氮是水體環(huán)境中氮的主要存在形態(tài)[2]，在水體中它以非離子氨(NH3) 和離子氨(NH4+) 兩種形式存在，二者處于一個平衡狀態(tài)并且隨著水體pH 值的變化可以相互轉(zhuǎn)化。含有氨氮的廢水如果隨意排放，會對環(huán)境、人體和水生生物等造成極大的危害。

據(jù)國內(nèi)外專家研究分析得出: 氮磷元素是造成水體富營養(yǎng)化主要原因。水體富營養(yǎng)化(eutrophication) 是指在人類活動的影響下，氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊、水庫和海灣等封閉或半封閉性的緩流水體，引起藻類(主要為藍(lán)藻、綠藻) 及其他浮游生物異常迅速的繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在淡水水體中出現(xiàn)稱之為“水華”，在海水中出現(xiàn)稱之為“赤潮”[3]。

水體富營養(yǎng)化會造成很多危害: 一是會使水質(zhì)惡化，發(fā)黑發(fā)臭。二是會加速湖泊的衰退甚至滅亡，使其向沼澤化發(fā)展。三是會使底層堆積的有機物在厭氧的條件下分解成有害氣體還有一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素都會對水中的動植物構(gòu)成威脅，引起魚蝦等水生生物的大量死亡。四是某些藻類的毒素會通過食物鏈影響到人類的身體健康甚至中毒，陳慧中等[4]研究發(fā)現(xiàn)一些藻類的蛋白質(zhì)毒素，可富集在水產(chǎn)生物體內(nèi)，并通過食物鏈?zhǔn)谷酥卸�。其中藍(lán)藻門的藻類毒性最強，污染范圍廣且最嚴(yán)重，產(chǎn)生的毒素危害魚和家畜。

出現(xiàn)富營養(yǎng)化污染的水體是很難恢復(fù)的，有的甚至無法恢復(fù)。例如，美國的伊利湖是典型的富營養(yǎng)化湖泊，據(jù)科學(xué)家估計其要恢復(fù)到正常狀態(tài)至少需要一百年的時間。水體的富營養(yǎng)化不僅會對環(huán)境造成巨大的危害，同時也會給社會和經(jīng)濟造成巨大的損失。

2 甲胺廢水中氨氮污染物的處理方法

處理含氨氮工業(yè)廢水的方法有很多，主要有物理化學(xué)法和生物法。

2．1 物理化學(xué)法

(1) 折點氯化法

折點氯化是將廢水中通入氯氣達(dá)到某一點，水中游離氯的含量在該點較低而氨的濃度降為零，當(dāng)氯氣通入量超過這個點時，水中的游離氯就會增多，為除去殘余的氯，在排放前一般用SO2和活性炭進行反氯化。這種方法處理效果穩(wěn)定，投資較少，不必受水溫影響，但運行費用很高，而且副產(chǎn)物氯胺和氯代有機物可能會造成二次污染，并且只適用于處理低濃度氨氮廢水。宋衛(wèi)鋒等[5]采用這種法處理高氨氮的含鈷廢水，進行了實驗室試驗及工程實踐，結(jié)果表明出水可達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)。

(2) 離子交換吸附法

離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發(fā)生的離子交換過程[6]。離子交換法常采用無機離子交換劑沸石作為交換樹脂，沸石具有對非離子氨強烈的吸附作用以及與離子氨的離子交換作用。該方法適于處理中低濃度的氨氮廢水，除氨氮效率高[7]，而且還能有效去除濁度和部分有機物[8]。這種方法工藝簡單，投資少且易再生，是一種安全、高效、經(jīng)濟的除氨氮方法，但只適于處理低濃度的氨氮廢水。王國平等[9]用離子交換吸附法工藝處理氯化銨蒸發(fā)冷凝液中的氨氮，其結(jié)果表明，吸附氨氮率高達(dá)99．1%，為生產(chǎn)碳酸鉀企業(yè)治理氨氮污染提供了新的思路。

(3) 吹脫法

吹脫法是使水作為不連續(xù)相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉(zhuǎn)移至氣相而去除[10]。這種方法的處理效果穩(wěn)定、流程簡單、去除效率較高，但占地面積較大、不適合冬天使用。吹脫法適用于高濃度氨氮廢水的處理。孫華等[11]推導(dǎo)出了曝氣吹脫氨氮的數(shù)學(xué)模型，為吹脫實驗及工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

(4) 電滲析法

電滲析是一種膜法分離技術(shù)，它利用施加在陰陽膜對之間的電壓去除水溶液中溶解的固體[12]。這種方法對水質(zhì)的要求比較高，能耗高且投資大，因此主要應(yīng)用于純水制備，在處理工業(yè)廢水方面的應(yīng)用比較少。楊小奕等[13]采用該法處理廢水，氨氮的去除率可達(dá)85%以上。

(5) 催化濕式氧化法

催化濕式氧化法是20 世紀(jì)80 年代國際上發(fā)展起來的一種治理廢水的新技術(shù)。在一定溫度、壓力和催化劑作用下，經(jīng)空氣氧化，使廢水中的氨氮分別氧化分解成N2，達(dá)到凈化的目的[14]。該法適用于處理高濃度有機廢水，具有凈化效率高，流程簡單，占地面積小和運行費用較低等特點，僅為常規(guī)方法的60% 左右[15]，不足之處是催化劑易流失、對設(shè)備易造成腐蝕。

(6) 化學(xué)沉淀法

氨氮化學(xué)沉淀法[16]是通過向廢水中投加鎂鹽和磷酸鹽，使之與廢水中的氨氮發(fā)生反應(yīng)，與NH4+反應(yīng)生成MgNH4PO4·6H2O 沉淀，從而降低水中溶解性污染物濃度的方法，沉淀物磷酸銨鎂[17]俗稱鳥糞石是一種高效的緩釋肥料，可以回收利用，但肥料的價錢不能補償磷酸的價格[18]。該方法去除率高，但產(chǎn)生的污泥容易造成二次污染。

2．2 生物法

生物法是利用微生物經(jīng)過硝化－反硝化過程將有廢水中機氮和氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為N2。生物法是目前應(yīng)用最廣泛并且最有研究前景的一種處理氨氮廢水方法，適用于處理含有有機物的低濃度氨氮廢水。該方法處理效果穩(wěn)定，氮去除率較高，二次污染小，但易受溫度和有毒物質(zhì)的影響，因此管理較復(fù)雜且基礎(chǔ)投資較大。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3 結(jié)語

去除甲胺廢水中氨氮的方法有很多，但只有少數(shù)的幾種方法能真正的應(yīng)用于實際生產(chǎn)中含氨氮甲胺廢水的處理。如何選擇恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒�，對于具有某一類特征的廢水來說，主要取決于以下因素: 廢水的性質(zhì)、要求達(dá)到的處理效果以及經(jīng)濟性。此外，廢水經(jīng)過處理后是否能產(chǎn)生二次污染以及如何處置的問題，也都應(yīng)該在考慮的范圍之內(nèi)。

在今后的研究中，首先，是研究如何使用更高效、快捷的方法來處理含氨氮的甲胺工業(yè)廢水; 其次，是研究比較通用的氨氮廢水處理方法; 最后，是研究設(shè)備簡單，操作方便的氨氮廢水的處理方法。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對廢水處理方法研究的進一步深入，一定能夠研究更為理想的含氨氮甲胺廢水的處理方法。