總氮處理原理的實際應(yīng)用

一、總氮處理相關(guān)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(fù)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(yīng)：氨首先在亞硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮，在硝化菌的作用下，進一步轉(zhuǎn)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(guān)系為：

NH³+H₂O→NH₄⁺+OH^-

這一關(guān)系受pH的影響，當(dāng)pH等于7時，氨氮多以NH₄⁺的形式存在，而當(dāng)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(xué)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(yīng)：有機氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、轉(zhuǎn)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(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和吸附材料的表面負荷。在實際應(yīng)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(yīng)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(dāng)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(xué)法

  由于硝酸根的大多數(shù)鹽類均為易容物質(zhì)，因此常規(guī)化學(xué)沉淀法并不可行，而化學(xué)還原法包括電化學(xué)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(gòu)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(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用。