一、认识总氮(TN)
总氮(TN)是水质检测的一项基础指标,是用来评估水体氮污染和自净情况的重要参数,主要以氨氮、有机氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮4种形式存在。
氨氮是指水中以游离氨(NH3)或铵离子(NH4+)形式存在的无机氮化合物。
有机氮是指植物、土壤和肥料中与碳结合的含氮物质的总称,比如蛋白质、氨基酸、酰胺、尿素等。
硝酸盐氮是指水中以硝酸盐形式存在的无机氮化合物。
亚硝酸盐氮是指水中以亚硝酸盐形式存在的无机氮化合物。
二、常见的脱氮方法
①空气吹脱法
主要用于污水中高浓度氨氮的预处理,其原理是使水作为不连续相与空气接触,利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除。
②物理蒸馏法
也是用于污水中高浓度氨氮的预处理,在非酸性条件下,游离氮从废水中化成气相被吹出,氨氮被去除的目的。
③离子交换法
利用不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子(NH4+)发生交换反应,从而将废水中的NH4+牢固地吸附在离子交换剂表面,达到脱除氨氮的目的。
④化学药剂法(氨氮去除剂JN-1)
是目前降解氨氮非常快捷有效的方法,它专门去除废水中氨氮的化学药剂,具有反应速度快、适应范围广、无需改变处理工艺等特点,很适用于中、低浓度的氨氮废水。
⑤传统生物脱氮法
通过硝化、反硝化以及同化作用来完成,工艺成熟,脱氮效果较好。
三、传统生物脱氮工艺
①A/O生物脱氮工艺
由缺氧池、好氧池、沉淀池组成,废水首先进入缺氧池在氨化菌作用下将有机氮转化为氨氮,氨氮在好氧池中利用硝化菌转化为硝态氮,再经过反硝化转化为氮气。
②A2/O生物脱氮除磷工艺
由厌氧池、缺氧池、好氧池串联组成,厌氧池主要事氨氮浓度下降,缺氧池中硝态氮还原为氮气释放到空气中,同时完成有机物的去除、反硝化脱氮、除磷。
③新型高效脱氮工艺
HDN高效脱氮工艺是一种新型废水生物脱氮工艺,在技术上突破传统工艺的框架,采用生物滤池原理,控制在硝酸盐反硝化阶段,高效反硝化菌是反应控制的关键,提升总氮去除效率。
④氧化沟法工艺
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成,进出水简单、安全、可靠;流态介于完全混合和推流之间,形式多样;工艺简单,可以不设初沉池和二沉池,节省造价;曝气池内有相对独立的缺氧区与好氧区,可达到脱氮、除磷效果。
四、生物脱氮原理
生物脱氮过程主要由好氧硝化-缺氧反硝化两部分组成,进水中蛋白质等有机氮经过氨化细菌的脱氨作用转化为氨氮,随后氨氮在好氧条件下由自养型的亚硝化细菌和硝化细菌逐渐氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮(好氧硝化)。
硝酸盐氮在缺氧条件下由异养型的反硝化细菌还原为亚硝酸盐氮,并继续还原为一氧化氮、一氧化二氮及氮气等气体离开系统完成脱氮(缺氧反硝化)。
五、氨氮达标,总氮超标怎样处理?
上边我们了解了生物多氮主要是由好氧硝化和缺氧反硝化2大部分组成,所以氨氮达标情况下,主要考虑的是:反硝化的原因导致总氮不达标。
我们可以通过调整一下参数使总氮也能够达标,以下是氨氮达标,总氮超标的几个可能性原因以及对应的解决方法:
①缺乏碳源
在硝化反硝化过程中,理论上去除TN所需的CN比为2.86,但在实际运行中,CN(COD:TN)比一般控制在4~6,而总氮降解不下,很多时候碳源不足原因之一。
解决办法:根据实际情况,通过加入碳源,尽可能的将CN比控制在4~6之间。
②内回流R太小
AO工艺是反硝化硝化工艺的全称,A工艺的脱氮效率与内回流比成正比!根据脱氮效率公式,内回流比R越大,脱氮效率越高。部分污水处理厂内回流泵部分损坏或选型过小,脱氮效率低。
解决方法:提高内回流比r在200~400%(部分脱硝工艺采用内外回流相结合,同时内外回流比也应控制在这个范围内,既能保证污泥回流,又能保证硝化液回流,保证脱氮效率)。
③脱氮池的环境破坏
反硝化池的DO大于0.5,破坏了缺氧环境,使兼性异养菌优先利用氧气进行代谢。硝态氮不能被去除,导致总氮的增加。反硝化池缺氧环境被破坏,原因是氨氮超标,因为硝化菌不能形成优势菌,但曝气池足够大,没有问题。
解决方法:如果内部回流流量过大,导致溶解氧过多,降低内回流比或在内回流处降低曝气量;其他问题导致溶解氧高,如进水口与水面距离太大,导致氧合下降,降低高差。
④含n杂环有机氮
有些含氮有机物,普通的生化无法破环,导致无法脱除,这种情况比较少见,主要是某一类废水上,这种情况下主要是工艺选型问题,没有考虑有机氮氨化(有机氮转化成氨氮)的过程。
解决办法:增加水解酸化的预处理;水解酸化无法破环的,增加高级氧化预处理。