食品加工行業是國民經濟的重要組成部分，但其生產過程中產生的廢水含有高濃度的有機物和氮素污染物，尤其是總氮（TN）含量較高。總氮包括無機氮（如氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮）和有機氮（如蛋白質、氨基酸等），若未經有效處理直接排放，會導致水體富營養化，破壞生態環境，甚至威脅人類健康。因此，研究高效、經濟的食品加工廢水總氮處理技術具有重要意義。

食品加工廢水總氮的來源及危害：

食品加工廢水中的總氮主要來源于原料（如肉類、乳制品、豆制品等）中的蛋白質、氨基酸等含氮有機物，以及加工過程中使用的含氮添加劑（如硝酸鹽、亞硝酸鹽等）。這些含氮污染物在水體中經過微生物作用，可能轉化為氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，造成以下環境問題：

1、水體富營養化：氮素是藻類生長的重要營養元素，過量氮會導致藻類爆發性增殖，消耗水體溶解氧，破壞水生生態系統

2、毒性影響：氨氮對魚類等水生生物具有毒性，而亞硝酸鹽和硝酸鹽可能通過食物鏈影響人類健康，如誘發高鐵血紅蛋白癥（藍嬰病）甚至致癌

3、增加污水處理難度：高氮廢水會抑制傳統生物處理工藝的微生物活性，降低污水處理效率

氨氮去除設備工藝原理：廢水中的氮一般以有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮等4種形態存在，生活污水中氮的存在形式是以有機氮和氨氮為主的，其中有機氮大約占到40％~50％，氨氮占50％~60％，一般情況下，生活污水中的亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮含量很低，不超過氨氮總量的1％。

脫氮方法：

傳統脫氮工藝可區分為生物脫氮和物理化學方法脫氮。在生物脫氮系統中，不但要去除有機物，還要將污水中的有機氮和氨氮通過硝化—反硝化過程轉化為氮氣，終從污水中去除。物理化學脫氮方法不包括有機氮轉化為氨氮和氨氮氧化為硝酸鹽的過程，通常只能去除氨氮。對于城市污水而言，一般來說生物脫氮的可行性和經濟性要優于其他脫氮工藝。但在某些特殊情況下，采用物理化學方法脫氮更適用。

1、傳統生物脫氮

傳統生物脫氮技術是通過氨化、硝化、反硝化以及同化作用來完成。傳統生物脫氮的工藝成熟，脫氮效果較好。但存在工藝流程長、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺點。

2、氨吹脫

包括蒸汽吹脫法和空氣吹脫法，其機理是將廢水調至堿性，然后在吹脫塔中通入空氣或蒸汽,經過氣液接觸將廢水中的游離氨吹脫出來。此法工藝簡單，效果穩定，適用性強，投資較低。但能耗大，有二次污染。

3、離子交換

離子交換法實際上是利用不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其它同性離子(NH4+)發生交換反應，從而將廢水中的NH4+牢固地吸附在離子交換劑表面，達到脫除氨氮的目的。雖然離子交換法去除廢水中的氨氮取得了一定的效果，但樹脂用量大、再生難,，導致運行費用高，有二次污染。

4、膜過濾

利用膜的選擇透過性進行氨氮脫除的一種方法。這種方法操作方便，氨氮回收率高，無二次污染，但投資成本太大，而且對廢水的水質要求太高，尤其是鹽度等。

5、折點加氯法

折點加氯法是投加過量的氯或次氯酸鈉，使廢水中的氨氮氧化成氮氣的化學脫氮工藝。該方法的處理效率可達到90% ~100%，處理效果穩定，不受水溫影響。但運行費用高，副產物氯胺和氯代有機物會造成二次污染。

總氮處理技術的發展趨勢：

1、高效生物脫氮技術：如基因工程菌、耐低溫脫氮菌的開發

2、智能化控制：利用物聯網、AI優化工藝運行參數

3、資源回收：從廢水中回收氮、磷等資源

4、低碳節能工藝：如厭氧氨氧化、光催化脫氮等綠色技術

食品加工廢水總氮處理是水污染控制的重要環節。目前，生物法仍是主流技術，而化學法、物理化學法則適用于特定場景。未來，隨著環保要求的提高，高效、低碳、脫氮技術將成為發展趨勢。