污水系统总氮去除方法

宁杏芳

国投广东生物能源有限公司广东湛江524013

摘要：介绍了废水中总氮构成的成分，简单说明每种成分的来源、变化状态以及各自的特点。罗列了总氮去除的主要方法，如厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺脱氮效果很好，达到了很高的标准；序列间歇式活性污泥法主要采用了有序和间歇性的方式去除总氮；氧化沟工艺的特点在于采用了连续的反应池，让液体在这一系列的反应池里面不断地循环。生物脱氮主要包含了同化、硝化和反硝化三个过程。

关键词：污水系统；总氮；脱氮

随着我国经济的高速发展，各地成立的工厂越来越多。在发展经济的同时也要注重环境的保护，这些工厂在生产的排污阶段，有些不够重视，有些使用不到先进的技术，这就导致污水排放造成环境的破坏，主要是影响了当地的生态以及水资源的污染。因此，去除污水中总氮的任务是艰巨的，国家对此也有相应的指标，只有达到了规定的标准才能排放。由此，去除污水中的总氮是各大工厂的重要任务，需要重视起来。本文就是要探讨去除总氮的方法，为工厂污水排放提供技术方案。

1废水中的总氮构成

总氮其实是由多种成分组成，主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮以及氮氧化合物构成。氨氮的来源有氨水或者氯化铵等，是一种无机物；而有机氮则是一种有机物，来源于有机胺类等；硝态氮在多个行业都有着广泛的应用，主要是因为其自身的特点，在自然界中硝态氮的稳定性很好，并且有很多，工业上常常使用于硝态氮相关的材料作为一种氧化剂，硝态氮污染水主要是因为特别容易与水相溶，既然溶于水就很难去除，也就造成了严重的水污染，并且特别容易向四周扩散出去。而氮氧化合物的存在是相对比较少的，包含了一些有毒气体，比如一氧化氮等，并且氮氧化合物是非常不稳定的。

2总氮去除的主要方法

2.1A2/O工艺

A2/O工艺是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。上个世纪美国的专家将厌氧-好氧改进为现在的厌氧-缺氧-好氧技术，下面详细介绍下各个阶段的技术方法及工作流程。在好氧阶段，首先流入的氨氮会有机化成有机氨氮，在这个阶段使用生物的硝化反应，将其转化成为硝酸盐；而在缺氧阶段，使用反硝化反应里面含有的反硝化细菌能够将硝酸盐转化成氮气，而氮气是一种气体能够挥发的，最终氮气挥发到大气中，自然界就达到了脱氮的要求。

分析案例证明该方法的实用性。无锡某村的污水处理厂采用了A2/O工艺，通过分析自身的环境因素，以及该厂的实际情况，最终选择了多模式运行的方式，其处理结果检测后达到了一级A标准的水质。说明该方案能够在实际中应用，在应用的过程中要结合自身的特点，不能生搬硬套，理论与实际相结合才能将该方法的效果达到最大化。

2.2氧化沟工艺

上个世纪50年代，荷兰的研究所研发出来了氧化沟污水处理工艺，该方法也称为氧化渠或者循环曝气池，该方法是通过改变活性污泥法得到的方案。其特点就是有着一连串的反应池，这些连续的反应池作为生化反应器，液体能够在这连续的反应池中不断地流动，并且能够不断地循环起来。氧化沟通过一种控制装置能够给与液体一种水平的速度，这种动力能够使混合液体持续不断的循环流动。

平顶山污水处理厂在开始建设时还没有采用该方法，而是采用传统的Carrousel型氧化沟法，在运行的过程中发现，这种方法在缺氧的阶段很难形成，从而导致TN的去除率很低，达不到预期效果。针对这一问题，对该工程进行改造和优化，在进水的源头采取了可生化性的操作，结合自身的问题和特点改造管网等，最终水质发生了明显的变化，达到了预期的效果，有效的去除了污水中的总氮。

2.3SBR工艺

SBR是序列间歇式活性污泥法的简称。和传统方法不同的是，该方法采用了多个SBR反应器，让这些SBR反应器并联起来，采用一种间歇的方式来运行。而这也是该方法的一种特点，SBR主要就是将有序和间歇两者相结合，实现有序间歇的运行方式。而每一个SBR反应器都包含了5个阶段，分别是进水期，反应期，沉淀期，排水排泥期，闲置期。

3生物脱氮去除过程

3.1同化过程

同化过程的作用是把消化后的营养重新组合，形成有机物和贮存能量的过程。因微生物净生长量所需要的氮量不多，加上生物细胞的内源衰减等原因，同化过程去除的氮量仅占污水中总氮的2%-3%，随着微生物的代谢最终将这部分氮转化成污泥排放。生物脱氮主要在硝化过程和反硝化过程进行。

3.2硝化过程

异养微生物在氨化作用下产生氨，氨在硝化细菌和亚硝化细菌的作用下生成亚硝酸，最后再氧化为硝酸，整个过程就是硝化过程。在硝化作用下，由1克氨氮到生成硝酸盐氮的过程中就要消耗掉4.57g的氧气；并且伴随着氢离子的释放，和水中的碱发生酸碱中和反应。理论上硝化过程能够成功发生，而在实际硝化的过程中，由于受到各种因素的影响以及条件的限制，实现硝化作用的过程中很难相互转换。

1）pH值。每种反应在不同的条件下产生的效果是不同的。硝化作用依赖于PH值的范围，在PH值为8.0～8.4时，硝化反应发生的速度最快。而在硝化过程中，污水中的碱度一直在不断地消耗，就会导致PH值得降低。当PH值达到一定值时就会影响到硝化作用了，所以要保证硝化过程中PH数值的大小。在实际生产中，常在硝化过程中投放石灰来确保PH保持在最佳范围内。

2）温度。在生化处理的过程中，温度的变化对其有着很大的影响。温度高的时候，亚硝酸盐菌活性高，就导致硝化反应非常快；温度低时，活性就会迅速下降，硝化反应几乎停止；最适宜发生反应的温度就是水温为35℃的时候，活性最强。

3）污泥停留时间。硝化菌的世代慢，增值速度很小，硝化菌在各种污水处理系统中虽有存在，但数量不多；加之自养型硝化菌世代时间长。生长速度慢，因此硝化菌数量及硝化速率是生物脱氮处理的关键制约因素。除给予适宜的环境条件外，应注意增加污泥龄，即污泥停留时间。

3.3反硝化过程

反硝化作用即硝酸还原作用。土壤中存在许多化能异养型反硝化细菌，在通气不良，缺少氧气的条件下，可利用硝酸中的氧，使葡萄糖氧化成二氧化碳和水并释放能量。

影响反硝化过程的因素也比较多，主要影响要素为pH值、温度、溶解氧、有机碳源等几点。

1）pH值。反硝化过程和硝化过程一样，对水的酸碱性要求也比较高，当pH值在7.0～8.0范围内时反硝化过程最易进行。

2）温度。温度对反硝化作用影响比较大，这一过程受温度的影响比污水生物处理工艺的其它阶段要大一些。反硝化过程最适宜的温度为2O～40℃。北方冬季气温过低，污水反硝化过程很难进行，污水氨氮排放浓度较高，这是当前制约北方污水处理的主要难题。冬季，应采取多组处理系统运行，以降低污水处理系统负荷，增加污泥停留时间。促进反硝化作用过程进行来降低污水中氨氮浓度。

3）溶解氧。当污水中氧含量大时，反硝化作用过程降低，氧抑制反硝化作用的进行。反硝化过程在厌氧段、缺氧段进行，活性污泥法将溶解氧控制在0.5mg/L，生物膜法将溶解氧控制在1mg/L或以下。

4总结

污水排放是国家近年来一直重视的一件事情，是保护生态环境保护绿色家园的重要环节。现如今的工厂污水排放总是因为技术不当导致排放时打不到规定的要求，因为本文分析了去总氮的方法。面对不同的方法，不同工厂应根据自身的环境因素，实地考察，结合自身工厂的特点应用恰当的方法，以保证效果最大化，污水排放达到国家的排放指标。

参考文献：

[1]张羽，孙力平，钟远.天津市某污水处理厂脱氮效率的评价[J].环境工程学报，2016，10（4）.

[2]陈广.南方某污水处理厂工艺优化方案研究[D].河北工程大学，2011.