在水处理工程中，去除氨氮是一项至关重要的任务。氨氮是水中常见的污染物之一，主要来源于生活污水、工业废水和农业径流等。高浓度的氨氮不仅会对水生生态系统造成严重危害，还可能通过硝化作用转化为亚硝酸盐，对人体健康构成威胁。因此，研究和应用高效的氨氮去除技术对于保障水质安全具有重要意义。

首先，需要了解氨氮的存在形式及其对环境的影响。在水体中，氨氮主要包括游离氨（NH₃）和铵离子（NH₄⁺）两种形态。其中，游离氨具有较强的毒性，尤其在碱性条件下比例较高，容易对鱼类和其他水生生物造成毒害。此外，氨氮在有氧条件下会被硝化细菌氧化为硝酸盐或亚硝酸盐，进一步影响水质。

在实际水处理过程中，常用的氨氮去除方法包括物理化学法和生物处理法两大类。物理化学法主要包括吹脱法、折点加氯法、离子交换法以及化学沉淀法等。其中，吹脱法适用于高浓度氨氮废水的预处理，其原理是在碱性条件下将液态氨转化为气态氨，通过空气或蒸汽将其从废水中分离出来。该方法操作简单、效率较高，但能耗较大，且可能带来二次污染问题。折点加氯法则是一种利用氯气或次氯酸盐与氨氮发生反应生成氮气的方法，适用于低浓度氨氮的深度处理，但成本相对较高。离子交换法则是利用天然或合成的沸石材料吸附水中的铵离子，适用于小规模或分散式处理系统，但吸附剂易饱和，需定期再生。

除了物理化学方法外，生物处理法因其经济高效、环境友好等特点，在氨氮去除领域得到了广泛应用。传统生物脱氮工艺主要包括硝化-反硝化过程。硝化过程是指在好氧条件下，由亚硝酸菌和硝酸菌将氨氮逐步氧化为硝酸盐；而反硝化过程则是在缺氧条件下，反硝化菌利用有机碳源作为电子供体，将硝酸盐还原为氮气释放到大气中，从而实现脱氮的目的。这一过程广泛应用于城市污水处理厂的二级处理中。

近年来，随着对脱氮效率要求的提高，一些新型生物脱氮技术逐渐发展起来，例如短程硝化-厌氧氨氧化（PN/A）工艺。该工艺通过控制溶解氧条件，使硝化过程停留在亚硝酸盐阶段，再利用厌氧氨氧化菌将亚硝酸盐与剩余的氨氮直接转化为氮气，显著降低了能耗和碳源需求，成为高氨氮废水处理领域的研究热点。

此外，膜分离技术如反渗透（RO）和纳滤（NF）也被用于去除水中的氨氮。这些技术能够有效截留溶解性无机离子，但设备投资和运行成本较高，通常用于饮用水深度处理或回用水系统中。

在选择具体的氨氮去除工艺时，应综合考虑进水水质、处理规模、排放标准以及经济可行性等因素。例如，对于高浓度氨氮废水（如垃圾渗滤液、养殖废水等），常采用物化预处理结合生物处理的方式；而对于城市污水处理厂，则更倾向于采用优化的生物脱氮工艺以实现稳定达标。

同时，为了提升氨氮去除效果，还需注意以下几个方面：一是合理调控pH值和温度，以促进硝化菌和反硝化菌的活性；二是保证充足的碳源供给，特别是在反硝化过程中，碳氮比应维持在适当范围内；三是控制溶解氧水平，避免过高的DO抑制反硝化过程；四是加强运行管理，及时调整工艺参数，确保系统稳定运行。

总之，氨氮去除是水处理工程中的关键技术环节。随着环保法规日益严格和技术不断进步，未来氨氮处理将朝着节能高效、智能化和资源回收的方向发展。通过科学设计和合理运行，各类氨氮去除技术将在保障水环境质量方面发挥更加重要的作用。