本书总结高氨氮废水的来源、特征及危害，阐述高氨氮抑制及毒性机理，归纳当前高氨氮废水处理现状、处理工艺及其优缺点，提出高氨氮资源化回收概念，介绍新型氨氮回收技术及原理，展望氨氮未来应用方向，为高氨氮废水资源能源化处理提供技术参考。

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1、国际水协（IWA）中国青年委员会常务委员，2020- 2、国际水协（IWA）水污染控制湿地系统管理委员会委员，2020-

目录
第1章 氨氮产生及危害 1
1.1 氨氮产生 1
1.2 氨氮废水来源 2
1.2.1 城市生活污水 3
1.2.2 工业废水 4
1.2.3 畜禽养殖废水 4
1.2.4 垃圾填埋场渗滤液 4
1.3 氨氮的危害 5
1.3.1 水体富营养化 5
1.3.2 危害水生生物 6
1.3.3 影响饮用水水质 6
1.3.4 污染土壤 7
1.4 研究目的及意义 8
参考文献 9
第2章 高氨氮毒性及消减 10
2.1 氨氮对水生生物产生的毒性及其机理 10
2.2 氨氮对厌氧微生物的毒性及机理 11
2.2.1 氨氮抑制厌氧发酵过程机理 11
2.2.2 影响氨氮对微生物毒性的重要因素 11
2.3 氨抑制效应的消减 13
2.3.1 氨吹脱 13
2.3.2 微生物固定化 13
2.3.3 微生物菌群驯化 14
参考文献 14
第3章 吹脱技术处理高氨氮废水 16
3.1 吹脱工艺原理 16
3.2 铵氨转化的化学平衡 17
3.2.1 酸碱平衡 18
3.2.2 气体交换平衡 19
3.3 影响氨吹脱的主要因素 20
3.3.1 温度 20
3.3.2 pH 20
3.3.3 气水比 21
3.4 吹脱技术的应用 21
3.4.1 吹脱技术去除厌氧消化液中的氨 21
3.4.2 吹脱法回收尿液中的氨 23
3.5 吹脱法去除或回收废水中氨存在的问题 25
3.5.1 结垢问题 25
3.5.2 污泥产生 25
3.5.3 氨气释放 25
3.6 吹脱工艺的改进 26
3.6.1 氨吹脱反应器的改进 26
3.6.2 膜接触器 28
3.6.3 膜蒸馏 28
3.6.4 离子交换循环吹脱 29
3.6.5 微波辐射脱氨 29
3.7 不同氨吹脱工艺比较 30
参考文献 31
第4章 离子交换处理高氨氮废水 34
4.1 离子交换平衡 34
4.2 离子交换的选择性 36
4.3 离子交换树脂再生 38
4.3.1 化学再生 38
4.3.2 生物再生 38
4.3.3 热再生 39
4.4 离子交换剂 39
4.4.1 沸石中的离子交换 39
4.4.2 聚合物离子交换剂 42
4.5 离子交换剂在氨氮处理方面的应用 45
参考文献 46
第5章 化学法处理高氨氮废水 47
5.1 化学沉淀法 47
5.1.1 鸟粪石沉淀过程的化学基础 47
5.1.2 鸟粪石沉淀的影响因素 48
5.1.3 化学沉淀法的应用 51
5.2 折点氯化法 52
5.3 光催化氧化氨 53
5.3.1 机理 53
5.3.2 半导体材料催化剂 53
5.3.3 光催化工艺及应用 55
参考文献 57
第6章 藻菌体系处理高氨氮废水 59
6.1 微藻体系 59
6.1.1 微藻氮源和氨的利用过程 60
6.1.2 铵/氨平衡及其对微藻的影响 61
6.1.3 微藻在氨氮废水处理领域的应用 61
6.2 藻菌体系 63
6.2.1 藻菌体系处理氨氮废水的机理 63
6.2.2 藻菌体系处理氨氮废水的影响因素 64
6.3 藻菌体系处理氨氮废水的挑战 66
参考文献 66
第7章 膜分离技术处理高氨氮废水 69
7.1 膜材料 69
7.1.1 聚四氟乙烯 69
7.1.2 聚丙烯中空纤维膜 72
7.2 膜蒸馏 74
7.2.1 真空膜蒸馏 75
7.2.2 吹扫气膜蒸馏 76
7.2.3 直接接触膜蒸馏 77
7.3 反渗透 81
7.3.1 反渗透原理 82
7.3.2 反渗透膜种类 82
7.3.3 半透膜的性能 83
7.3.4 反渗透膜分离技术及应用 83
7.4 电去离子技术 85
7.4.1 电去离子模块配置 85
7.4.2 离子排出和流动电去离子机制 85
7.4.3 电去离子技术应用于氨去除 86
7.4.4 电去离子与其他技术的耦合 86
7.5 电渗析 87
7.5.1 电渗析原理 87
7.5.2 电渗析模块 87
参考文献 89
第8章 生物电化学系统回收氨氮技术 92
8.1 废水中TAN的生物电化学回收机理 93
8.1.1 从阳极室转移到阴极室 94
8.1.2 转化为NH3 95
8.1.3 NH3提取与回收 95
8.2 生物电化学系统回收氨氮构型 96
8.2.1 微生物燃料电池 96
8.2.2 微生物电解池 96
8.2.3 微生物脱盐池 98
8.3 挑战和前景 98
8.3.1 电流密度 98
8.3.2 提高电流密度面临的挑战 100
8.3.3 废水氨浓度的重要性 100
8.3.4 氨回收的BES放大 101
参考文献 102
第9章 氨作为氢气替代燃料 105
9.1 引言 105
9.2 直接氨燃料电池工作原理及反应动力学 106
9.2.1 工作原理 106
9.2.2 氨分解的热力学和动力学 107
9.3 直接氨燃料电池电极材料 108
9.4 直接氨燃料电池类型 113
9.4.1 氧离子导电电解质固体氧化物氨燃料电池 113
9.4.2 质子传导电解质固体氧化物氨燃料电池 114
9.4.3 质子膜氨燃料电池 115
9.4.4 碱性氨燃料电池 115
9.5 氨燃料的应用 116
9.5.1 氨燃料在非锅炉设备中的应用研究 116
9.5.2 氨燃料在燃煤锅炉中的应用 118
9.5.3 氨作为未来汽车燃料 121
9.5.4 氨作为船舶运输燃料 122
9.6 氨能源化应用面临的挑战 122
参考文献 123
第10章 氨氮回收市场潜力、应用及面临的挑战 129
10.1 氨氮资源化回收市场现状 129
10.2 氨氮回收的经济分析 130
10.3 氨氮废水资源化回收面临的挑战 131
10.4 氨氮回收前景及未来发展趋势 134
参考文献 138