大冶有色金属集团控股有限公司冶炼厂污水处理站建于1989年，设计废水大处理量为30000m3/d，负责厂区冶炼废水处理。随着冶炼厂环保治理工作的加强，废水处理量降低至约3000m3/d，排放废水各项指标均满足GB25467—2010《铜、镍、钴工业污染物排放标准》排放限值。随着冶炼厂矿源选择的不确定性及深度脱硫、环境集烟系统的投产运行，矿源中的氨氮转移至废水中。废水中氨氮以NH4+或NH3存在，会造成冶炼厂外排废水COD瞬时超标。技术人员采用不同工艺及药剂，以控制冶炼厂外排水氨氮指标。
氨氮是衡量水体污染程度的重要指标，在水中以游离氨(NH3)和铵根离子(NH4+)形式存在，可导致水富营养化，是水体中的主要耗氧污染物。废水水质不同，氨氮污染物的去除工艺也不同。目前，国内外氨氮污染物的去除方法主要有物理法、化学法和生物法。物理法主要通过膜过滤、离子交换等方式去除废水中的污染因子。该方法氨氮污染物去除率高，适应废水的深度处理。化学法通过加入废水处理药剂，达到去除废水污染因子的目的。生物法主要采用活性细菌的消化、分解等方式去除废水中的氨氮等污染物，该法适用于生活水的处理。
1、废水特点
污水处理站主要处理厂区重金属废水及初期雨水，主要污染物以重金属为主。废水排放量及主要成分见表1。
废水氨氮污染物主要来源于冶炼生产矿源。生产波动时，废水氨氮指标波动较大，影响外排废水达标排放。冶炼外排废水异常时，污酸原液中氨氮质量浓度高约为1200mg/L，低约648mg/L，平均值为924mg/L。污水处理站进口总氨氮质量浓度高为36mg/L，低为28mg/L，平均值为30mg/L。
2、原有污水处理工艺流程
污水处理站原采用生物制剂法处理厂区重金属废水，通过生物制剂与重金属的配合水解、沉降分离，实现外排水重金属离子的稳定达标。原工艺流程见图1。该工艺不具备去除氨氮的能力，难以使外排废水氨氮稳定达标。
3、试验研究
异常状态下，污水处理站氨氮浓度较低，平均质量浓度为30mg/L。文献资料表明，传统的吹脱，低浓度氨氮难以实现外排水氨氮的达标。吸附法、生化法、膜处理方法或处置成本较高，或难以适应重金属废水。技术人员决定采用折点氯化法去除废水中的氨氮。采用实验室小试+工业化试生产模式对新工艺进行研究。首先通过实验室小试确定工艺可行性，摸索工艺指标及控制参数，选择佳药剂，组合工艺;后开展现场应用及试验，比较使用结果。确保外排废水氨氮指标达标率，降低应急处置成本。