总氮的组成、总氮去除工艺以及总氮去除设备

在我国社会经济迅速发展的今天，随着工业的高速发展，工业水资源的过度使用以及工业废水的不易处理使得工业废水污染问题日渐严重，已经威胁人类的健康和安全。我国将总氮总磷作为工业废水处理效果的重要考核指标，目前总氮超标废水处理主要是用活性污泥法以及生物脱氮法，生物脱氮的工作原理是经过好氧硝化以及缺氧的反硝化，将污水中的氮元素转化成无害的氮气排放出去。

一、总氮的分类

1、总氮

总氮（TN）是硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮与有机氮的总称，是反映水体富营养化的主要指标，对于氮的排放标准不同的地区也是不尽相同的，而目前总氮超标也是我国环保的主抓方向。水体中的氮主要来自生物体的代谢和腐败以及工业废水、生活污水的排放、氮肥的流失等。

2、氨氮

氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。水中的氨氮可以在一定条件下转化成亚硝酸盐，如果人体长期饮用，水中的亚硝酸盐将和蛋白质结合形成亚硝胺，这是一种强致癌物质，对人体健康极为不利。氨氮废水的处理方法有空气吹脱、离子交换、活性炭吸附、生物硝化以及反硝化等。

3、有机氮

有机氮是含有氮元素的有机物的统称，有机氮它是属于有机物；有机氮主要是以蛋白质形式存在，还有尿素、胞壁酸、脂肪胺、有机碱以及尿酸等会议中心氨基和不含氨基的化合物，有些有机氮，如果胶、季胺化合物等，很难生物降解。有机氮的产生大部分来自于化工合成，生产中使用的添加剂等；对于有机氮没有单独指标要求，归属于总氮要求；通过生化降解有机氮可以转化为氨氮，通过化学氧化也可以变为氨氮。

4、硝酸盐氮

   硝酸盐氮的来源是原料中使用硝酸或者硝酸盐，以及生化降解氨氮后也可以得到。硝酸盐氮只能通过微生物的办法，微生物反硝化降解为氮气。

5、亚硝态氮

亚硝态氮是由亚硝酸根构成，亚硝酸盐它的状态很不稳定，当亚硝态氮溶液氧化后将会成为硝酸盐；亚硝态氮的产生是因为原料中使用了亚硝酸盐；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；对于亚硝态氮的解决方法就是利用微生物反硝化，将亚硝态氮降解为氮气释放出去。

二、主要工艺

1、活性污泥法

传统活性污泥法在去除有机污染物的同时，因为同化作用可以去除污水中部分营养性氮、磷物质，一般情况下总氮去除率约10%-20%，总磷去除率约5%-20%，进水有机物浓度较高时，通过同化作用去除的氮、磷量会更高一些。

（1）A^2/O法

在厌氧/好氧脱氮系统、缺氧、好氧除磷系统的基础上，将两个系统结合，生成厌氧-缺氧-好氧的系统，简称A^2/O系统，达到同时去除COD、氨氮和磷的目的。

在设计A^2/O系统时，一般情况下，厌氧-缺氧-好氧三个池的体积比控制在1：1：3-1：2：4。缺氧/厌氧池回流比（污泥）为0.3-1.0，好氧池/缺氧池回流比（硝化混合液）为1.0-5.0。泥龄在10d以下，COD/TN>8，BOD₅/TP>10,TN负荷在0.02-0.1kg/[kg/d]之间。BOD₅、总氮、总磷的去除率分别达94.3%、91.1%、91.6%。

（2）Bardenpho工艺

Bardenpho工艺是两个A/O工艺基础上的的串联，Bardenpho工艺流程由缺氧-好氧-缺氧-好氧四段组成，首段利用原水中的有机物作为碳源和好氧池中回流的含有硝态氮的混合液进行反硝化反应。经首段处理，脱氮已在部分完成。为进一步提高脱氧效率，废水进入第二段反硝化反应器，利用内源呼吸碳源进行反硝化。然后的曝气池用于净化残留的有机物，吹脱污水中的氮气，提高污泥的沉降性能，防止在二沉池发生污泥上浮现象。

       （3）氧化沟工艺

氧化沟也称氧化渠或循环曝气池，传统氧化沟的脱氮除磷传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。

（4）SBR

SBR是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR工艺在我国也受到了专家们的重视，得到应用，除了城市潜水处理外，还用于处理啤酒、食品生产、肉类加工以及制药等工业废水，效果良好。SBR尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合，目前在国内有广泛的应用。

2、生物膜法

       生物膜法是一大类生物处理的统称，包括生物滤池、生物转盘、曝气生物滤池、生物接触氧化池以及生物流化床等工艺形式，这个工艺的相同点在于都是微生物附着生长在滤料或填料表面上而形成的生物膜。污水与生物膜接触后，污染物被微生物吸附转化，污水得到净化。

（1）生物滤池

生物滤池是生物膜法处理污水的传统工艺，常见的生物滤池都是由滤床及池体、布水设备和排水系统等组成。

普通的生物滤池的优点为是处理效果好，BOD5去除率可达90%以上，出水可下降到25mg/L，硝酸盐含量在10mg/L左右，出水水质稳定。但是占地面积大，易于堵塞，影响环境卫生。

（2）生物转盘法

与生物滤池相比，生物转盘不会发生堵塞现象，净化效果好，能耗低，但是占地面积较大，有气味产生，对环境有一定影响。

（3）生物接触氧化法

        生物接触氧化法又称浸没式曝气生物滤池，是在生物小池的基础上发展演变而来的。

生物接触氧化池内设置填料，填料淹没在潜水中，填料上长满生物膜，污水与生物膜接触过程中，水中的有机物被微生物吸附、氧化分解和转化为新的生物膜。

三、总氮去除设备

    苏州湛清环保科技有限公司自主研发的HDN-FT高效脱氮设备是经过特殊结构设计的撬装式反硝化设备，专业为各类工业废水处理研发，可解决电镀、印染、食品、化工、线路板、医药等行业生化二沉池出水总氮超标问题以及钢铁、玻璃、光伏等行业大量使用硝酸后的废水总氮超标问题，可适应工业废水高盐分、高毒性、高硝氮、波动大的水质特点。

对于工业废水中的总氮超标问题更具有专业性、针对性，该设备专业定制填料，通过填料改性，使其能够附着大量的微生物量。一般来说，传统的反硝化系统能够富集大概3g/L微生物量，该系统至少可以富集30g/L使得微生物能够大量附着，单位体积的微生物的数量大幅度提升。同时微生物在填料表面形成多层微生物膜，能够使得微生物更耐环境的波动。另外系统构建了排气通道，促使生成的氮气快速从内部排出，减少了反应器死区及无效空间，在更大程度上，增加了系统的有效空间，传质效率也是更大幅度的提升。

HDN-FT高效脱氮设备

       HDN-FT高效脱氮设备对总磷也有一定的去除效果，水中的总磷分为不溶性磷和离子态的磷，不溶性磷往往是尾水中较多的状态，设备对不溶性磷有显著的去除效果。

       对于离子态的磷，微生物可以吸收其中的少量正磷酸根用于生长，而对次亚磷和有机磷无去除效果，反冲洗排泥时会将微生物体内的磷排出设备。之前我们在山东的一个现场，进水总磷 0.5mg/L，可以降低至 0.3mg/L。