总氮,简称为TN,水中的总氮含量是衡量水质的重要污水处理指标之一。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量,包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮,以每升水含氮毫克数计算,常被用来表示水体受营养物质污染的程度。
1.污水中总氮的构成
总氮主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮组成,其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团,比如有机胺类等。硝态氮在自然界中比较稳定,且含量较高,比如机械化学等工业使用大量与硝酸盐相关的原材料作为氧化剂,同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸盐,因为硝态氮十分稳定,且极易溶解于水,因此污染十分严重,极易扩散。
2.污水总氮超标的原因
①污泥负荷与污泥龄
由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能获得高效而稳定的反硝化。因而,脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷,并采用高污泥龄。
②内、外回流比
生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些,这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去,二沉池中NO3--N浓度不高。相对来说,二沉池由于反硝化导致污泥上浮的危险性已很小。另一方面,反硝化系统污泥沉速较快,在保证要求回流污泥浓度的前提下,可以降低回流比,以便延长污水在曝气池内的停留时间。
③反硝化速率
反硝化速率系指单位活性污泥每天反硝化的硝酸盐量。
④缺氧区溶解氧
对反硝化来说,希望DO尽量低,最好是零,这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化,提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看,要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下,还是有困难的,因此也就影响了生物反硝化的过程,进而影响出水总氮指标。
⑤BOD5/TKN
因为反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的,所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物,才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后,进厂BOD5低于设计值,而氮、磷等指标则相当于或高于设计值,使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求,也导致了出水总氮超标的情况时有发生。
⑥pH
反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感,在pH为6~9的范围内,均能进行正常的生理代谢,但生物反硝化的最佳pH范围为6.5~8.0。
⑦温度
反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感,但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高,反硝化速率越高,在30~35℃时,反硝化速率增至最大。当低于15℃时,反硝化速率将明显降低,至5℃时,反硝化将趋于停止。因此,在冬季要保证脱氮效果,就必须增大SRT,提高污泥浓度或增加投运池数。
3.污水总氮超标的解决办法
①氨氮的去除
利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮,其原理是通过生物促进硝化菌Micro Boost-N和生物促进总氮去除菌Micro Boost-Den的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐,然后再进行反硝化,将硝酸盐转化为氮气。
②有机氮的去除
生物法,氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化;
化学法,通过氧化使氮化合物直接从有机氮、氨氮直接转化为氮气;
③硝态氮的去除
硝态氮主要是指硝酸根离子,目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移,无法真正去除总氮,浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。在生物脱氮中,主要是指硝酸根离子通过总氮去除菌降解转化为氮气的过程。
水体中的氮元素由于是造成富营养化的元凶,进入水体中的氮主要有无机氮和有机氮之分。无机氮包括氨态氮(简称氨氮)和硝态氮。氨氮包括游离氨态氮NH3-N和铵盐态氮NH4+-N;硝态氮包括硝酸盐氮NO3--N和亚硝酸盐氮NO2--N。目前,国标针对水质中氮的分析主要分总氮、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、凯氏氮5个指标。...
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