總氮的組成、總氮去除工藝以及總氮去除設備

在我國社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，隨著工業(yè)的高速發(fā)展，工業(yè)水資源的過度使用以及工業(yè)廢水的不易處理使得工業(yè)廢水污染問題日漸嚴重，已經(jīng)威脅人類的健康和安全。我國將總氮總磷作為工業(yè)廢水處理效果的重要考核指標，目前總氮超標廢水處理主要是用活性污泥法以及生物脫氮法，生物脫氮的工作原理是經(jīng)過好氧硝化以及缺氧的反硝化，將污水中的氮元素轉化成無害的氮氣排放出去。

一、總氮的分類

1、總氮

總氮（TN）是硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、氨氮與有機氮的總稱，是反映水體富營養(yǎng)化的主要指標，對于氮的排放標準不同的地區(qū)也是不盡相同的，而目前總氮超標也是我國環(huán)保的主抓方向。水體中的氮主要來自生物體的代謝和腐敗以及工業(yè)廢水、生活污水的排放、氮肥的流失等。

2、氨氮

氨氮是指水中以游離氨(NH3)和銨離子(NH4+)形式存在的氮。水中的氨氮可以在一定條件下轉化成亞硝酸鹽，如果人體長期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質(zhì)結合形成亞硝胺，這是一種強致癌物質(zhì)，對人體健康極為不利。氨氮廢水的處理方法有空氣吹脫、離子交換、活性炭吸附、生物硝化以及反硝化等。

3、有機氮

有機氮是含有氮元素的有機物的統(tǒng)稱，有機氮它是屬于有機物；有機氮主要是以蛋白質(zhì)形式存在，還有尿素、胞壁酸、脂肪胺、有機堿以及尿酸等會議中心氨基和不含氨基的化合物，有些有機氮，如果膠、季胺化合物等，很難生物降解。有機氮的產(chǎn)生大部分來自于化工合成，生產(chǎn)中使用的添加劑等；對于有機氮沒有單獨指標要求，歸屬于總氮要求；通過生化降解有機氮可以轉化為氨氮，通過化學氧化也可以變?yōu)榘钡?/span>

4、硝酸鹽氮

   硝酸鹽氮的來源是原料中使用硝酸或者硝酸鹽，以及生化降解氨氮后也可以得到。硝酸鹽氮只能通過微生物的辦法，微生物反硝化降解為氮氣。

5、亞硝態(tài)氮

亞硝態(tài)氮是由亞硝酸根構成，亞硝酸鹽它的狀態(tài)很不穩(wěn)定，當亞硝態(tài)氮溶液氧化后將會成為硝酸鹽；亞硝態(tài)氮的產(chǎn)生是因為原料中使用了亞硝酸鹽；在生化降解氨氮后有一部分也是可以得到以及氮氧化合物溶解于水；對于亞硝態(tài)氮的解決方法就是利用微生物反硝化，將亞硝態(tài)氮降解為氮氣釋放出去。

二、主要工藝

1、活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法在去除有機污染物的同時，因為同化作用可以去除污水中部分營養(yǎng)性氮、磷物質(zhì)，一般情況下總氮去除率約10%-20%，總磷去除率約5%-20%，進水有機物濃度較高時，通過同化作用去除的氮、磷量會更高一些。

（1）A^2/O法

在厭氧/好氧脫氮系統(tǒng)、缺氧、好氧除磷系統(tǒng)的基礎上，將兩個系統(tǒng)結合，生成厭氧-缺氧-好氧的系統(tǒng)，簡稱A^2/O系統(tǒng)，達到同時去除COD、氨氮和磷的目的。

在設計A^2/O系統(tǒng)時，一般情況下，厭氧-缺氧-好氧三個池的體積比控制在1：1：3-1：2：4。缺氧/厭氧池回流比（污泥）為0.3-1.0，好氧池/缺氧池回流比（硝化混合液）為1.0-5.0。泥齡在10d以下，COD/TN>8，BOD₅/TP>10,TN負荷在0.02-0.1kg/[kg/d]之間。BOD₅、總氮、總磷的去除率分別達94.3%、91.1%、91.6%。

（2）Bardenpho工藝

Bardenpho工藝是兩個A/O工藝基礎上的的串聯(lián)，Bardenpho工藝流程由缺氧-好氧-缺氧-好氧四段組成，首段利用原水中的有機物作為碳源和好氧池中回流的含有硝態(tài)氮的混合液進行反硝化反應。經(jīng)首段處理，脫氮已在部分完成。為進一步提高脫氧效率，廢水進入第二段反硝化反應器，利用內(nèi)源呼吸碳源進行反硝化。然后的曝氣池用于凈化殘留的有機物，吹脫污水中的氮氣，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池發(fā)生污泥上浮現(xiàn)象。

       （3）氧化溝工藝

氧化溝也稱氧化渠或循環(huán)曝氣池，傳統(tǒng)氧化溝的脫氮除磷傳統(tǒng)氧化溝的脫氮，主要是利用溝內(nèi)溶解氧分布的不均勻性，通過合理的設計，使溝中產(chǎn)生交替循環(huán)的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，從而達到脫氮的目的。

（4）SBR

SBR是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術。它的主要特征是在運行上的有序和間歇操作，SBR工藝在我國也受到了專家們的重視，得到應用，除了城市潛水處理外，還用于處理啤酒、食品生產(chǎn)、肉類加工以及制藥等工業(yè)廢水，效果良好。SBR尤其適用于間歇排放和流量變化較大的場合，目前在國內(nèi)有廣泛的應用。

2、生物膜法

       生物膜法是一大類生物處理的統(tǒng)稱，包括生物濾池、生物轉盤、曝氣生物濾池、生物接觸氧化池以及生物流化床等工藝形式，這個工藝的相同點在于都是微生物附著生長在濾料或填料表面上而形成的生物膜。污水與生物膜接觸后，污染物被微生物吸附轉化，污水得到凈化。

（1）生物濾池

生物濾池是生物膜法處理污水的傳統(tǒng)工藝，常見的生物濾池都是由濾床及池體、布水設備和排水系統(tǒng)等組成。

普通的生物濾池的優(yōu)點為是處理效果好，BOD5去除率可達90%以上，出水可下降到25mg/L，硝酸鹽含量在10mg/L左右，出水水質(zhì)穩(wěn)定。但是占地面積大，易于堵塞，影響環(huán)境衛(wèi)生。

（2）生物轉盤法

與生物濾池相比，生物轉盤不會發(fā)生堵塞現(xiàn)象，凈化效果好，能耗低，但是占地面積較大，有氣味產(chǎn)生，對環(huán)境有一定影響。

（3）生物接觸氧化法

        生物接觸氧化法又稱浸沒式曝氣生物濾池，是在生物小池的基礎上發(fā)展演變而來的。

生物接觸氧化池內(nèi)設置填料，填料淹沒在潛水中，填料上長滿生物膜，污水與生物膜接觸過程中，水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉化為新的生物膜。

三、總氮去除設備

    蘇州湛清環(huán)?？萍加邢薰咀灾餮邪l(fā)的HDN-FT高效脫氮設備是經(jīng)過特殊結構設計的撬裝式反硝化設備，專業(yè)為各類工業(yè)廢水處理研發(fā)，可解決電鍍、印染、食品、化工、線路板、醫(yī)藥等行業(yè)生化二沉池出水總氮超標問題以及鋼鐵、玻璃、光伏等行業(yè)大量使用硝酸后的廢水總氮超標問題，可適應工業(yè)廢水高鹽分、高毒性、高硝氮、波動大的水質(zhì)特點。

對于工業(yè)廢水中的總氮超標問題更具有專業(yè)性、針對性，該設備專業(yè)定制填料，通過填料改性，使其能夠附著大量的微生物量。一般來說，傳統(tǒng)的反硝化系統(tǒng)能夠富集大概3g/L微生物量，該系統(tǒng)至少可以富集30g/L使得微生物能夠大量附著，單位體積的微生物的數(shù)量大幅度提升。同時微生物在填料表面形成多層微生物膜，能夠使得微生物更耐環(huán)境的波動。另外系統(tǒng)構建了排氣通道，促使生成的氮氣快速從內(nèi)部排出，減少了反應器死區(qū)及無效空間，在更大程度上，增加了系統(tǒng)的有效空間，傳質(zhì)效率也是更大幅度的提升。

HDN-FT高效脫氮設備

       HDN-FT高效脫氮設備對總磷也有一定的去除效果，水中的總磷分為不溶性磷和離子態(tài)的磷，不溶性磷往往是尾水中較多的狀態(tài)，設備對不溶性磷有顯著的去除效果。

       對于離子態(tài)的磷，微生物可以吸收其中的少量正磷酸根用于生長，而對次亞磷和有機磷無去除效果，反沖洗排泥時會將微生物體內(nèi)的磷排出設備。之前我們在山東的一個現(xiàn)場，進水總磷 0.5mg/L，可以降低至 0.3mg/L。