氨氮和總氮對水生態(tài)影響不同。氨氮對水生生物毒性大,高 pH 或高溫度下毒性更強,會造成急性危害,排入水體后受環(huán)境影響轉(zhuǎn)化或逸散,高濃度直排破壞生態(tài)。
總氮里的硝酸鹽毒性低,但易引發(fā)長期富營養(yǎng)化問題。早期法規(guī)只關(guān)注氨氮,后來隨著對富營養(yǎng)化認識加深,加上總氮指標(biāo),形成雙重控制體系。
監(jiān)測時,總氮反映氮污染總量,氨氮揭示毒性風(fēng)險和處理效率,兩者結(jié)合能全面評估污水處理效果與環(huán)境影響。
氮元素的來源、危害以及去除技術(shù),在上一篇《TN(總氮)深度解說》咱們也詳細說了,今天就簡單提及一下,剛刷到的小伙伴可以點擊跳轉(zhuǎn)進去看看。
氮主要源于:生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)面源污染。
氮過量危害多:水體富營養(yǎng)化、水質(zhì)惡化、威脅人類健康、污水處理系統(tǒng)失衡。
去除的技術(shù)路徑:生物法(通過硝化和反硝化過程來實現(xiàn)脫氮)。常見的生物處理工藝有 AO、AAO、SBR 、氧化溝及其改良工藝等。物理化學(xué)法,主要包括折點加氯法、吹脫法、離子交換法等。
氨氮的去除原理
在好氧條件下,亞硝酸菌首先將氨氮轉(zhuǎn)化(氧化)為亞硝酸鹽氮,接著硝酸菌再將亞硝酸鹽氮進一步轉(zhuǎn)化(氧化)為硝酸鹽氮,這個過程被稱為硝化作用。那氨氮就檢測不到了,相當(dāng)于去除了,只剩下硝酸鹽氮待處理。
注:咱平時聽到的硝化菌就是亞硝酸菌+硝酸菌的統(tǒng)稱
轉(zhuǎn)化過程:有機氮→氨氮→亞硝酸鹽氮→硝酸鹽氮→氮氣(能不能理解總氮怎么去除了?)
補充小知識
硝化過程:氨氮→亞硝酸鹽氮→硝酸鹽氮(在好氧池里進行)
反硝化過程:硝酸鹽氮→氮氣(在缺氧池里進行)
氨氮的測定
氨氮的測定方式比較多種,其主流有兩種,HJ 536-2009《水楊酸分光光度法》HJ 535-2009《納氏試劑分光光度法》,氣相分子吸收光譜法,設(shè)備昂貴,初期投資大,蒸餾-中和滴定法,操作繁瑣,或適合高濃度復(fù)雜的工業(yè)廢水。
水楊酸分光光度法
優(yōu)點:操作簡便、靈敏度較高、顯色穩(wěn)定,適用于清潔水樣和低濃度氨氮測定。
缺點:對含有高濃度干擾物質(zhì)的水樣需預(yù)處理,且反應(yīng)時間較長。
原理:在堿性介質(zhì)中,氨與水楊酸鹽和次氯酸離子反應(yīng)生成藍色化合物,在一定波長下,其吸光度與氨氮含量成正比,通過分光光度計測定吸光度來計算氨氮濃度。
納氏試劑分光光度法
優(yōu)點:操作簡單快速、靈敏度較高、顯色靈敏,適用于多種水樣。
缺點:納氏試劑有毒,對環(huán)境有污染,且水樣中干擾物質(zhì)多,需嚴(yán)格預(yù)處理。
原理:以游離態(tài)的氨或銨離子等形式存在的氨氮與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物,該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比,于波長 420nm 處測量吸光度,從而確定氨氮的含量。
氨氮異常的影響因素
工藝運行參數(shù)方面
溫度:溫度對微生物活性影響顯著。硝化細菌最適生長溫度一般在 15℃-30℃,低于15℃時硝化反應(yīng)速率明顯下降,溫度低于 4℃微生物代謝停滯,氨氮難以有效轉(zhuǎn)化。
溶解氧:硝化是好氧過程,好氧區(qū)的溶解氧應(yīng)控制在 2-4mg/L,不小于2,但是咱基本1.5-2也能在正常的硝化水平,只是這個區(qū)間不好調(diào)控。溶解氧不足會抑制硝化細菌活性,使氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的過程受阻,造成出水氨氮升高。
pH 值:pH 值既影響氨氮存在形式又影響微生物活性。硝化反應(yīng)適宜的 pH 值范圍一般在 7.2-8.0,pH 值低于 6 或高于 9 時,硝化細菌活性嚴(yán)重受影響,氨氮去除效率降低。
污泥齡:污泥齡指活性污泥在處理系統(tǒng)中的平均停留時間。污泥齡過短,硝化細菌無法充分繁殖生長,氨氮去除能力不足。過長則污泥老化,微生物活性下降,都可能使出水氨氮異常。
水力停留時間:水力停留時間是指污水在處理系統(tǒng)中停留的時間。若水力停留時間過短,污水中的氨氮沒有足夠時間與微生物充分接觸反應(yīng),氨氮無法被完全去除。而水力停留時間過長,可能會使微生物處于過度曝氣等不利環(huán)境,影響微生物活性和處理效果。
水質(zhì)特性方面
進水氨氮濃度:如果進水氨氮濃度過高,超過了處理系統(tǒng)的設(shè)計負荷,微生物無法在短時間內(nèi)將其完全轉(zhuǎn)化,就會導(dǎo)致出水氨氮異常。
有毒有害物質(zhì):進水中如果含有重金屬離子等有毒有害物質(zhì),會對微生物產(chǎn)生抑制或毒害作用,破壞微生物的細胞結(jié)構(gòu)和生理功能,使微生物的活性降低甚至死亡,導(dǎo)致氨氮去除效果惡化。
污泥異常:污泥膨脹會使活性污泥的沉降性能變差,污泥流失嚴(yán)重,導(dǎo)致處理系統(tǒng)中的微生物數(shù)量減少,氨氮去除效果受到影響。
設(shè)備與操作方面
曝氣設(shè)備故障:如果曝氣設(shè)備出現(xiàn)故障,如曝氣頭堵塞、曝氣不均勻等,會導(dǎo)致溶解氧分布不均,局部缺氧或氧含量過高,影響微生物的正常代謝和氨氮的去除效果。
回流系統(tǒng)問題:回流比不合理或回流系統(tǒng)故障,會導(dǎo)致微生物和底物的分布不均勻,影響氨氮的去除。
操作管理不當(dāng):操作人員沒有按照操作規(guī)程進行操作,如排泥不及時、加藥劑量不準(zhǔn)確等,也可能導(dǎo)致出水氨氮異常。