废水总氮的去除介绍！

01现状概述

在水处理中有关氮素经常提到的几个术语包含：总氮(TN)、凯氏氮(TKN)、有机氮、无机氮、氨氮，他们之间的关系如下：

总氮(TN)=有机氮+无机氮=凯氏氮(TKN)+NOx-N;

无机氮=氨氮(NH3-N,NH4-N)+硝态氮(NO3--N)+亚硝态氮(NO2-N);

凯氏氮(TKN)=有机氮+氨氮(NH3-N,NH4-N)。



     污水排放规范中的总氮指标在短短半年内被推上风口浪尖，许多区域及厂区成为环保督察组监督的对象，而在2018年，这一趋势还会愈演愈烈，更多的区域将被归入监管规模，在这样急迫的局势下，对氮的处理技能依然以传统活性污泥法应用广泛，无法的是，传统活性污泥法对氮的脱除功率已经不能满足排放需求，因此许多企业面临着提标改造的新局面。


02基本原理


在废水脱氮技能中广泛使用生物法进行处理，生物脱氮是依托水体中微生物的生理代谢效果将不同形态的氮转化为氮气的过程，流程为：

废水中难降解的有机氮通过水解氨化效果，分解为氨氮(NH3--N,NH4-N)，氨氮在亚硝化效果及硝化效果下，转化为硝态氮(NOX-N)，继而在反硝化效果下转化为氮气。


03技能分析


        目前处理总氮的办法中生化法备受喜爱，原因包含起源较早、技能成熟、本钱较低，在我国几十年的污水处理中，生化法一向占有着主体位置，但工艺上的不足也跟着排放规范的进步逐渐闪现而出，特别对氮磷的去除效果仅依托供给微生物的自然生理需求以得到必定程度的减少，在污水中氮磷浓度较高时，依托传统污泥法往往达不到预想的成果。

当然，在活性污泥法的实践应用中也呈现了许多变形工艺，包含膜生物反应器、生物滤池技能及生物转盘等，但一方面本钱较高，另一方面，技能的不成熟使大多数企业不肯简单尝试，因此很少有这样的案例作为模范，也很少有企业乐意共同尝试寻求技能的实践改进，使这些技能很难获得突破性发展。

04实践应用

在实践出产中，依据不同水质需求应对生化脱氮的不同环节进行强化，例如农药出产厂区发生的废水一般含有很多有机氮，因此需规模较大的水解工艺，将难降解的有机氮转化为简单被转化的小分子有机氮，从而转化为氨氮。


再如，部分电镀厂需很多氨水作为缓冲剂，因此废水中含有很多氨氮，在这样的情况下，如不对氨氮进行单独处理，会形成生化出水氨氮仍然超标，目前较好的办法有吹脱法和折点加氯法;也有部分职业废水中硝酸盐较多，而对硝态氮的去除办法中只要生化法较为成熟，但存在的制约性为现有生化技能的脱氮功率较低，当面临高浓度硝态氮是需增建较大规模的厌氧池，基建本钱较高且占地面积较大，使整体投资本钱大大升高，并较难完成。

05完成生化占地大幅缩减的总氮处理办法

如上图所示，生物法的的坏处是占地面积较大，根本原因是生物法的处理功率低，以对氮的去除效果而言，一方面脱氮才能仅为0.1kgN/m3，另一方面，完成这一脱氮功率的停留时刻少则12h，多则30d。两者综合之下，污水以贮存方法长时刻停留在污水站，形成废水堆积，使池体容积在设计时不只要容纳实践出产水量，还要设计足够盈余，以便应对紧急状况。因此，缩减生化池容积的改进方向归根结底是进步脱氮负荷。(脱氮负荷是指单位时刻、单位体积内，微生物能够耗费的氮素质量，单位是kgN/m3·d)

生化法进步脱氮负荷能够从以下几方面下手：
1.菌种选择与驯化：常规反硝化菌活性弱，耐受力差，简单在工业废水的冲击下逝世，对微生物进行长期驯化，物竞天择可使菌群进步耐受力，延伸生理周期，活性的增强可提高微生物的代谢与繁殖才能，使微生物的可接受脱氮量随之升高。

2.反应器结构：在传统生化中，反硝化环节完成后发生的氮气不溶于水，而堆积的污泥制约着氮气的排出，氮气的滞留又会占有微生物富集的空间，影响微生物的富集，如此恶性循环，使反应死区越来越多，污泥的可利用里越来越低。改进反应器结构，进步氮气排放速率，可使反应器功率更高。

3.微生物富集模式：传统活性污泥法中菌体吸附在污泥之上，随污泥悬浮在水体之中，当污水进入池体时，悬浮污泥易被打散随水流排出池体，一方面影响出水水质，另一方面减少了污泥有用利用率，目前的改进方法包含生物接触氧化、生物移动床及生物固定床等。


氨的氧化是氮循环中重要的一个环节，首要可分为好氧氨氧化和厌氧氨氧化。承当氨氧化的微生物依据是否以氧气作为电子受体可分为两大类，其间好氧氨氧化微生物首要有氨氧化细菌AOB，氨氧化古菌AOA，全程硝化菌Comammox，厌氧氨氧化微生物首要有厌氧氨氧化细菌AnAOB，他们广泛分布在自然界及人工系统中，包含河流、湖泊、海洋、土壤以及污水处理系统中，关于氮循环起到了非常重要的效果。作为人工强化系统，污水处理系统具有去除有机物、脱氮除磷的功用，起到保护水环境，避免水体恶臭及富营养化等重要效果。

氨氧化微生物在污水处理系统中广泛存在，并起到氨氮去除的首要效果。氨氧化微生物执行的好氧氨氧化过程也是硝化效果的一步，关于污水脱氮至关重要，能够通过硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-反硝化除磷等工艺途径完成脱氮。

厌氧氨氧化脱氮途径依据亚硝的来历不同首要分为短程硝化耦合厌氧氨氧化、短程反硝化-厌氧氨氧化两种途径。厌氧氨氧化已经被成功应用于高氨氮废水脱氮，一起在市政污水厂中也被检测到厌氧氨氧化菌存在较高丰度，是污水处理碳中和、能量中和具远景的完成技能。