01現(xiàn)狀概述

在水處理中有關氮素經(jīng)常提到的幾個術語包含：總氮(TN)、凱氏氮(TKN)、有機氮、無機氮、氨氮，他們之間的關系如下：

總氮(TN)=有機氮+無機氮=凱氏氮(TKN)+NOx-N;

無機氮=氨氮(NH3-N,NH4-N)+硝態(tài)氮(NO3--N)+亞硝態(tài)氮(NO2-N);

凱氏氮(TKN)=有機氮+氨氮(NH3-N,NH4-N)。



     污水排放規(guī)范中的總氮指標在短短半年內被推上風口浪尖，許多區(qū)域及廠區(qū)成為環(huán)保督察組監(jiān)督的對象，而在2018年，這一趨勢還會愈演愈烈，更多的區(qū)域將被歸入監(jiān)管規(guī)模，在這樣急迫的局勢下，對氮的處理技能依然以傳統(tǒng)活性污泥法應用廣泛，無法的是，傳統(tǒng)活性污泥法對氮的脫除功率已經(jīng)不能滿足排放需求，因此許多企業(yè)面臨著提標改造的新局面。


02基本原理


在廢水脫氮技能中廣泛使用生物法進行處理，生物脫氮是依托水體中微生物的生理代謝效果將不同形態(tài)的氮轉化為氮氣的過程，流程為：

廢水中難降解的有機氮通過水解氨化效果，分解為氨氮(NH3--N,NH4-N)，氨氮在亞硝化效果及硝化效果下，轉化為硝態(tài)氮(NOX-N)，繼而在反硝化效果下轉化為氮氣。


03技能分析


        目前處理總氮的辦法中生化法備受喜愛，原因包含起源較早、技能成熟、本錢較低，在我國幾十年的污水處理中，生化法一向占有著主體位置，但工藝上的不足也跟著排放規(guī)范的進步逐漸閃現(xiàn)而出，特別對氮磷的去除效果僅依托供給微生物的自然生理需求以得到必定程度的減少，在污水中氮磷濃度較高時，依托傳統(tǒng)污泥法往往達不到預想的成果。

當然，在活性污泥法的實踐應用中也呈現(xiàn)了許多變形工藝，包含膜生物反應器、生物濾池技能及生物轉盤等，但一方面本錢較高，另一方面，技能的不成熟使大多數(shù)企業(yè)不肯簡單嘗試，因此很少有這樣的案例作為模范，也很少有企業(yè)樂意共同嘗試尋求技能的實踐改進，使這些技能很難獲得突破性發(fā)展。

04實踐應用

在實踐出產(chǎn)中，依據(jù)不同水質需求應對生化脫氮的不同環(huán)節(jié)進行強化，例如農(nóng)藥出產(chǎn)廠區(qū)發(fā)生的廢水一般含有很多有機氮，因此需規(guī)模較大的水解工藝，將難降解的有機氮轉化為簡單被轉化的小分子有機氮，從而轉化為氨氮。


再如，部分電鍍廠需很多氨水作為緩沖劑，因此廢水中含有很多氨氮，在這樣的情況下，如不對氨氮進行單獨處理，會形成生化出水氨氮仍然超標，目前較好的辦法有吹脫法和折點加氯法;也有部分職業(yè)廢水中硝酸鹽較多，而對硝態(tài)氮的去除辦法中只要生化法較為成熟，但存在的制約性為現(xiàn)有生化技能的脫氮功率較低，當面臨高濃度硝態(tài)氮是需增建較大規(guī)模的厭氧池，基建本錢較高且占地面積較大，使整體投資本錢大大升高，并較難完成。

05完成生化占地大幅縮減的總氮處理辦法

如上圖所示，生物法的的壞處是占地面積較大，根本原因是生物法的處理功率低，以對氮的去除效果而言，一方面脫氮才能僅為0.1kgN/m3，另一方面，完成這一脫氮功率的停留時刻少則12h，多則30d。兩者綜合之下，污水以貯存方法長時刻停留在污水站，形成廢水堆積，使池體容積在設計時不只要容納實踐出產(chǎn)水量，還要設計足夠盈余，以便應對緊急狀況。因此，縮減生化池容積的改進方向歸根結底是進步脫氮負荷。(脫氮負荷是指單位時刻、單位體積內，微生物能夠耗費的氮素質量，單位是kgN/m3·d)

生化法進步脫氮負荷能夠從以下幾方面下手：
1.菌種選擇與馴化：常規(guī)反硝化菌活性弱，耐受力差，簡單在工業(yè)廢水的沖擊下逝世，對微生物進行長期馴化，物競天擇可使菌群進步耐受力，延伸生理周期，活性的增強可提高微生物的代謝與繁殖才能，使微生物的可接受脫氮量隨之升高。

2.反應器結構：在傳統(tǒng)生化中，反硝化環(huán)節(jié)完成后發(fā)生的氮氣不溶于水，而堆積的污泥制約著氮氣的排出，氮氣的滯留又會占有微生物富集的空間，影響微生物的富集，如此惡性循環(huán)，使反應死區(qū)越來越多，污泥的可利用里越來越低。改進反應器結構，進步氮氣排放速率，可使反應器功率更高。

3.微生物富集模式：傳統(tǒng)活性污泥法中菌體吸附在污泥之上，隨污泥懸浮在水體之中，當污水進入池體時，懸浮污泥易被打散隨水流排出池體，一方面影響出水水質，另一方面減少了污泥有用利用率，目前的改進方法包含生物接觸氧化、生物移動床及生物固定床等。


氨的氧化是氮循環(huán)中重要的一個環(huán)節(jié)，首要可分為好氧氨氧化和厭氧氨氧化。承當氨氧化的微生物依據(jù)是否以氧氣作為電子受體可分為兩大類，其間好氧氨氧化微生物首要有氨氧化細菌AOB，氨氧化古菌AOA，全程硝化菌Comammox，厭氧氨氧化微生物首要有厭氧氨氧化細菌AnAOB，他們廣泛分布在自然界及人工系統(tǒng)中，包含河流、湖泊、海洋、土壤以及污水處理系統(tǒng)中，關于氮循環(huán)起到了非常重要的效果。作為人工強化系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)具有去除有機物、脫氮除磷的功用，起到保護水環(huán)境，避免水體惡臭及富營養(yǎng)化等重要效果。

氨氧化微生物在污水處理系統(tǒng)中廣泛存在，并起到氨氮去除的首要效果。氨氧化微生物執(zhí)行的好氧氨氧化過程也是硝化效果的一步，關于污水脫氮至關重要，能夠通過硝化反硝化、短程硝化反硝化、短程硝化-反硝化除磷等工藝途徑完成脫氮。

厭氧氨氧化脫氮途徑依據(jù)亞硝的來歷不同首要分為短程硝化耦合厭氧氨氧化、短程反硝化-厭氧氨氧化兩種途徑。厭氧氨氧化已經(jīng)被成功應用于高氨氮廢水脫氮，一起在市政污水廠中也被檢測到厭氧氨氧化菌存在較高豐度，是污水處理碳中和、能量中和具遠景的完成技能。