總氮處理原理的實際應用

一、總氮處理相關概念

  總氮處理包括氨氮處理、硝氮處理及有機氮處理，三者可以分別處理，也可以統(tǒng)一進行處理，在實際生產(chǎn)中，由于工業(yè)廢水的復雜性，不同行業(yè)的廢水往往有很大差別，例如：紡織行業(yè)使用大量顏料，造成廢水中硝氮含量巨大；電鍍行業(yè)使用氨水做緩沖劑，造成廢水中氨氮偏高，而農(nóng)產(chǎn)品制藥行業(yè)，利用大量有機物進行合成，使廢水中含有大量有機氮。由此可知，對不同行業(yè)的不同廢水不能一概而論，而要有針對性的對癥去除。

二、總氮去除的兩種思路

1.不同形態(tài)分別處理

1.1氨氮的去除方法

  （1）生物法

  硝化反應：氨首先在亞硝化菌的作用下轉化為亞硝酸氮，在硝化菌的作用下，進一步轉化為硝酸氮。

  （2）氨吹脫法

  水中的氨氮，多以氨離子和游離氨的狀態(tài)存在，兩者保持平衡，平衡關系為：

NH³+H₂O→NH₄⁺+OH^-

這一關系受pH的影響，當pH等于7時，氨氮多以NH₄⁺的形式存在，而當pH為11時，則可促使氨從水中逸出。

  （2）陽離子交換樹脂法

  沸石（天然離子交換樹脂）成本低，對NH₄⁺具有選擇吸附能力，脫氮率可達90%-97%。

  （3）折點加氯法

  將Cl₂或Na（ClO）（次氯酸鈉）加入水中，把污水中NH₄⁺-N氧化為N₂氮氣的化學脫氮工藝。

2 NH₄⁺+3HOCl→N₂+5H⁺+3Cl^-+3H₂O

1.2有機氮的去除方法

（1）生物降解法

  氨化反應：有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨態(tài)氮。

（2）氧化法

  包括紫外氧化、臭氧氧化等，成本較高。

（3）物理吸附法

  有機氮的吸附效果主要取決于溶解性物質的分子結構和吸附材料的表面負荷。在實際應用中，大部分有機氮不能被吸附，因此效果欠佳。

1.3硝態(tài)氮的去除方法

（1）生物法

  反硝化作用：硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態(tài)氮的過程。應用較為廣泛。

（2）離子交換法

  是指硝酸根離子與樹脂上的氯離子或碳酸氫根離子發(fā)生交換從而被樹脂吸附的過程，存在的問題是常規(guī)強堿性陰離子交換樹脂對硫酸根的選擇能力zui強。當廢水中硫酸根濃度較高時，樹脂將優(yōu)先選擇吸附硫酸根，而針對硝酸根離子的樹脂仍在開發(fā)研究。

（3）化學法

  由于硝酸根的大多數(shù)鹽類均為易容物質，因此常規(guī)化學沉淀法并不可行，而化學還原法包括電化學還原法及活潑金屬還原法，成本較高，且工藝并不成熟。

2.統(tǒng)一處理

1.1傳統(tǒng)工藝--活性污泥法

  傳統(tǒng)活性污泥法包括一級物化處理和二級生化處理，構筑物包括格柵、沉砂池、初淀池、生化池、二沉池、絮凝池、沉淀池、消毒池等。整體工藝成熟但繁瑣冗雜，需較多的基建設備，占地面積龐大，且對氮的脫除效率較低。

1.2新興工藝--湛清HDN工藝

  新興湛清HDN工藝為傳統(tǒng)工藝的升級工藝，從脫氮效率到占地面積，再從操作維護到后續(xù)處理均進行了改革及突破。HDN工藝實現(xiàn)了對傳統(tǒng)脫氮效率的20倍提升，即：2.0kgN/m^3.d，而占地面積僅需6m²，無需設置二沉池等配套裝置，污泥產(chǎn)量大幅減少，同時實現(xiàn)了自動控制，節(jié)省了人力成本，并使運行成本可以控制在1元/噸水以下，在總氮排放標準迅速提高的一年內(nèi)解決了很多老廠改造及園區(qū)新建工程的工藝缺陷，在多種廢水處理中實現(xiàn)了應用。