一、廢水中總氮的構成 廢水中總氮主要由氨氮、有機氮、硝態氮、亞硝態氮組成,其中氨氮主要來自于氨水以及諸如氯化銨等無機物。有機氮主要來自于一些有機物中的含氮基團,比如有機胺類等。硝態氮在自然界中比較穩定,且含量較高,比如機械化學等工業使用大量與硝酸鹽相關的原材料作為氧化劑,同時很多污水通過前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸鹽,因為硝態氮十分穩定,且極易溶解于水,因此污染十分嚴重,極易擴散。 二、導致出水總氮超標的原因涉及許多方面,主要有: 1、污泥負荷與污泥齡? 由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而,脫氮系統也必須采用低負荷或超低負荷,并采用高污泥齡。 2、內、外回流比? 生物反硝化系統外回流比較單純生物硝化系統要小些,這主要是入流污水中氮絕大部分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。相對來說,二沉池由于反硝化導致污泥上浮的危險性已很小。另一方面,反硝化系統污泥沉速較快,在保證要求回流污泥濃度的前提下,可以降低回流比,以便延長污水在曝氣池內的停留時間。 運行良好的污水處理廠,外回流比可控制在50%以下。而內回流比一般控制在300~500%之間。 3、反硝化速率? 反硝化速率系指單位活性污泥每天反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。 4、缺氧區溶解氧? 對反硝化來說,希望DO盡量低,最好是零,這樣反硝化細菌可以“全力”進行反硝化,提高脫氮效率。但從污水處理廠的實際運營情況來看,要把缺氧區的DO控制在0.5mg/L以下,還是有困難的,因此也就影響了生物反硝化的過程,進而影響出水總氮指標。 5、BOD5/TKN? 因為反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的,所以進入缺氧區的污水中必須有充足的有機物,才能保證反硝化的順利進行。由于目前許多污水處理廠配套管網建設滯后,進廠BOD5低于設計值,而氮、磷等指標則相當于或高于設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求,也導致了出水總氮超標的情況時有發生。 6、pH? 反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感,在pH為6~9的范圍內,均能進行正常的生理代謝,但生物反硝化的最佳pH范圍為6.5~8.0。 7、溫度? 反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那么敏感,但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增至最大。當低于15℃時,反硝化速率將明顯降低,至5℃時,反硝化將趨于停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須增大SRT,提高污泥濃度或增加投運池數。 三、污水總氮超標的解決辦法: 1、氨氮的去除 利用微生物硝化和反硝化去除廢水中的氨氮,其原理是通過生物促進硝化菌MicroBoost- N和生物促進總氮去除菌Micro Boost-Den的聯合作用,將水中氨氮轉化為氮氣以達到脫氮目的。首先通過硝化細菌和亞硝化細菌將氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽,然后再進行反硝化,將硝酸鹽轉化為氮氣。其反應原理如下: 2NH3+3O2→HNO2+H2O+能量(亞硝化作用) 2HNO2+O2→ 2HNO3+能量(硝化作用) HNO3+CH3OH→N2 + CO2+H2O+能量(反硝化作用) 2、有機氮的去除 生物法,氮化合物在生物作用下可實現向氮氣的轉化: 化學法,通過氧化使氮化合物直接從有機氮、氨氮直接轉化為氮氣: 生物法成本較低,效果穩定,但工藝復雜,操作困難,且占地面積較大,運行時間較長;化學法省去中間轉化步驟,更快速直接,但成本較高,折點加氯法控制難度大,效果不穩定。 3、硝態氮的去除 硝態氮主要是指硝酸根離子,目前有采用離子交換、膜滲透、吸附以及生物脫氮的方法。其中離子交換法、膜滲透法以及吸附法都只是硝酸根離子的濃縮與轉移,無法真正去除總氮,濃縮以后的硝酸根廢液需要進一步處理。 在生物脫氮中,主要是指硝酸根離子通過總氮去除菌降解轉化為氮氣的過程。
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