总氮处理原理的实际应用

一、总氮处理相关概念

  总氮处理包括氨氮处理、硝氮处理及有机氮处理，三者可以分别处理，也可以统一进行处理，在实际生产中，由于工业废水的复杂性，不同行业的废水往往有很大差别，例如：纺织行业使用大量颜料，造成废水中硝氮含量巨大；电镀行业使用氨水做缓冲剂，造成废水中氨氮偏高，而农药行业，利用大量有机物进行合成，使废水中含有大量有机氮。由此可知，对不同行业的不同废水不能一概而论，而要有针对性的对症去除。

二、总氮去除的两种思路

1.不同形态分别处理

1.1氨氮的去除方法

  （1）生物法

  硝化反应：氨首先在亚硝化菌的作用下转化为亚硝酸氮，在硝化菌的作用下，进一步转化为硝酸氮。

  （2）氨吹脱法

  水中的氨氮，多以氨离子和游离氨的状态存在，两者保持平衡，平衡关系为：

NH3+H2O→NH4++OH-

这一关系受pH的影响，当pH等于7时，氨氮多以NH4+的形式存在，而当pH为11时，则可促使氨从水中逸出。

  （2）阳离子交换树脂法

  沸石（天然离子交换树脂）成本低，对NH4+具有选择吸附能力，脱氮率可达90%-97%。

  （3）折点加氯法

  将Cl2（氯气）或Na（ClO）（次氯酸钠）加入水中，把污水中NH4+-N氧化为N2氮气的化学脱氮工艺。

2 NH4++3HOCl→N2+5H++3Cl-+3H2O

1.2有机氮的去除方法

（1）生物降解法

  氨化反应：有机氮化合物，在氨化菌的作用下，分解、转化为氨态氮。

（2）高级氧化法

  包括紫外氧化、臭氧氧化等，成本较高。

（3）物理吸附法

  有机氮的吸附效果主要取决于溶解性物质的分子结构和吸附材料的表面负荷。在实际应用中，大部分有机氮不能被吸附，因此效果欠佳。

1.3硝态氮的去除方法

（1）生物法

  反硝化作用：硝酸氮和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮的过程。应用较为广泛。

（2）离子交换法

  是指硝酸根离子与树脂上的氯离子或碳酸氢根离子发生交换从而被树脂吸附的过程，存在的问题是常规强碱性阴离子交换树脂对硫酸根的选择能力最强。当废水中硫酸根浓度较高时，树脂将优先选择吸附硫酸根，而针对硝酸根离子的专用树脂仍在开发研究。

（3）化学法

  由于硝酸根的大多数盐类均为易容物质，因此常规化学沉淀法并不可行，而化学还原法包括电化学还原法及活泼金属还原法，成本较高，且工艺并不成熟。

2.统一处理

1.1传统工艺--活性污泥法

  传统活性污泥法包括一级物化处理和二级生化处理，构筑物包括格栅、沉砂池、初淀池、生化池、二沉池、絮凝池、沉淀池、消毒池等。整体工艺成熟但繁琐冗杂，需较多的基建设备，占地面积庞大，且对氮的脱除效率较低。

1.2新兴工艺--湛清HDN工艺

  新兴湛清HDN工艺为传统工艺的升级工艺，从脱氮效率到占地面积，再从操作维护到后续处理均进行了改革及突破。HDN工艺实现了对传统脱氮效率的20倍提升，即：2.0kgN/m3.d，而占地面积仅需6m2，无需设置二沉池等配套装置，污泥产量大幅减少，同时实现了自动控制，节省了人力成本，并使运行成本可以控制在1元/吨水以下，在总氮排放标准迅速提高的一年内解决了很多老厂改造及园区新建工程的工艺缺陷，在多种废水处理中实现了应用。