氨氮作為污水中的重要的污染物質，尤其隨著我國環(huán)保標準的不斷提高和人們對生活環(huán)境在質量的不斷提高，污水中含氮有機污染物質的去除已成為治污中的一項重要工作，那么我們來看看污水中的氨氮。

對于氨氮廢水處理是目前污水處理中的一個重要難題，其難點在于：氮在自然界主要以三種形式存在，即氮、無機氮和有機氮，三種形式不斷循環(huán)轉換，處于動態(tài)平衡中，難以以單一的方式加以去除。所以我們深入淺出的討論一下，氨氮該怎么去除。

1、氨氮的概念

氨氮指：污水中的氨氮(NH3-N)是指游離氨(或稱非離子氨NH3)和離子氨(NH4+)形式存在的氮，兩者取決于pH和水溫，偏高時游離氨(NH3)比例較高，反之。

2、種類：污水中的含氮污染物質主要包括有機氮、氨氮、總氮、凱氏氮、硝態(tài)氮五種含氮化合物。

①有機氮：主要指蛋白質和尿素。

②氨氮(NH3-N)：有機氮化合物的分解。

③總氮(TN)：一切含氮化合物以N計量的總稱。

④凱氏氮(TKN)：總氮中的有機氮和NH3-N，不包含NO2-N和NO3-N。

⑤硝態(tài)氮(NOX-N)：指NO2-N和NO3-N。

3、污水中含氮污染物質去除的原理

對于氨氮的去除常常采用化學、吹脫、生物脫氮三種方法，因此在實際工程中對于污水中含氮量<300mg/L的污水采用生物脫氮的方法，所以我們從生物脫氮的過程和反映環(huán)境方面進行分析。

(1)生物脫氮的過程(原理)

污水的生物脫氮是70年代美國和南非等國的水處理專家們在對化學、催化和生物處理方法研究的基礎上，提出的一種經(jīng)濟有效的處理技術。污水生物脫氮有同化脫氮與異化脫氮。同化脫氮是指微生物的合成代謝利用水體中的氮素合成自身物質，從而將水體中的氮轉化為細胞成分而使之從廢水中分離。通常我們所說的污水生物脫氮是指異化脫氮。

污水生物脫氮利用自然界氮素循環(huán)的原理，在水處理構筑物中營造出適宜于不同微生物種群生長的環(huán)境，通過人工措施，提高生物硝化反硝化速率，達到污水中氮素去除的目的，其過程一般分三個過程階段：氨化過程、硝化過程、反硝化過程。

①氨化過程：污水中的含氮有機物，在生物處理過程中被好氧或厭氧異養(yǎng)型微生物氧化分解為氨氮的過程，實際上也就是把污水中的高分子含氮有機物轉化成氨氮的反應。

以氨基酸為例，反應式為：

一般在生物處理系統(tǒng)內，氨化作用還是較完全地發(fā)生。

② 硝化過程：

污水中的氨氮在硝化菌(好氧自養(yǎng)型微生物)的作用下被轉化為NO2-和NO3-的過程。該過程包括兩個基本反應步驟：一步是在亞硝酸菌(亞硝酸菌有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和亞硝酸球菌屬等)作用下將氨氮轉化成亞硝酸鹽的反應;一步是在硝酸菌(硝酸桿菌屬、硝酸螺菌屬和硝酸球菌屬等)作用下將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。

亞硝酸球菌屬

③反硝化過程：污水中的NO2-和NO3-在缺氧條件下在反硝化菌(兼性異養(yǎng)型細菌)的作用下被還原為N2的過程。其反應在缺氧條件下進行，反硝化菌利用各種有機基質作為電子供體，以硝態(tài)氮為電子受體而進行缺氧呼吸，從NO3-還原為N2的過程經(jīng)歷了4步連續(xù)的反應。

值得說明的是在早期傳統(tǒng)的工藝，由于沒有設計脫氮工藝，會檢測出氨氮的倒掛現(xiàn)象，往往出現(xiàn)出水的氨氮比進水大氨氮還要高的情況。

4、生物脫氮的環(huán)境

①有機碳源

硝化菌是自養(yǎng)型細菌，如果污水中的碳源-BOD濃度過高，就會使增殖速度較高的異養(yǎng)型細菌迅速繁殖，從而使自養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢而不能成為優(yōu)占種屬，嚴重影響硝化反應的進行。因此應保持污水廠的低有機負荷，也就是高濃度的進水一定要對應高濃度的污泥濃度，在生物反應池內保持一個低的有機負荷從而有利于硝化菌的生長繁殖，達到處理氨氮的效果。

②污泥齡

污泥齡是保證微生物在污水處理系統(tǒng)中的停留時間，即系統(tǒng)的污泥齡應大于硝化菌的最小世代時間，實際運行中，一般應取系統(tǒng)的污泥齡為硝化菌最小世代時間的2倍以上，往往控制在6d以上，一般10-15d。根據(jù)理論分析可知，脫氮工藝的泥齡主要由硝化菌的世代期控制，因此系統(tǒng)的泥齡應根據(jù)硝化菌確定。

較長的泥齡可增加硝化能力，但對反硝化不利，隨著泥齡的增加，系統(tǒng)的AUR(比氨氮消耗速率)增加，但NUR(比硝酸鹽利用速率)和OUR(比耗氧速率)均下降。因此，若系統(tǒng)為保證硝化而采用較長的泥齡，則可能會降低有機物降解速率和反硝化速率，實際運行中往往通過增加廢水停留時間來保證系統(tǒng)中COD及TN的去除率。

③溶解氧

硝化反應的微生物均是嚴格好氧菌，因此硝化反應過程要求有足夠的溶解氧。大量試驗表明，當DO含量低于0.5mg/L時，將嚴重抑制硝化作用。在進行硝化反應的曝氣池中，DO濃度應不低于1mg/L，通?？刂圃?~4mg/L。

DO的存在對反硝化過程有很大影響,當缺氧區(qū)中的DO含量過高時，氧將會與硝酸鹽競爭電子供體，并能抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。一般而言，對活性污泥系統(tǒng)，反硝化過程中混合液的溶解氧濃度應控制在0.5mg/L以下，才能保持正常的反硝化速度;而對于生物膜來說，由于生物膜中氧的傳遞阻力較大，因而可允許較高的DO濃度。有關研究表明，當DO<2mg/L，氨氮有可能完全硝化，但需要過長的污泥齡，因此，反應池內的硝化反應的溶解氧濃度≥2mg/L。

④溫度

溫度不但影響硝化菌的比增長速率，而且影響硝化菌的活性。硝化反應的適宜溫度范圍是20~30℃。在10~30℃的范圍內，溫度的每升高10℃硝化的反應速率加快一倍。但達到30℃時增加幅度減少。當溫度低于5℃時，硝化細菌的生命活動幾乎停止。

⑤pH值

硝化菌對pH值的變化非常敏感，最佳pH值范圍內為7.5~8.5，當 pH值低于7時，硝化速率明顯降低，低于6和高于9.6時,硝化反應將停止進行。因此，應根據(jù)原廢水中的堿度情況適當調整廢水的pH，并應保持廢水中一定的剩余堿度(一般為100mg/L[CaCO3])。

⑥有機物及C/N比

硝化過程中，由于亞硝酸鹽和硝化菌均為自養(yǎng)菌，增殖速度慢，因此當廢水中存在有機物時，將使增殖速度高的異養(yǎng)細菌迅速增殖，從而使硝化菌不能成為優(yōu)占種屬。從碳化和硝化需氧曲線可以看出，在碳化階段前期，硝化作用被抑制。只有在碳化即將完成時，才能觀察到明顯的硝化作用。因此，硝化階段系統(tǒng)中有機物含量不宜過高，BOD5值應控制在15~20mg/L。

由于反硝化菌是異養(yǎng)細菌，因此反硝化過程需有一定的碳源作為電子供體。根據(jù)反硝化階段碳源的來源可將反硝化分為兩類：外源脫氮和內源脫氮。由于內源脫氮的速率低，因此目前常采用外源脫氮。外加碳源的供給有兩種方式：一種是另外投加碳源，一種是利用原廢水中的有機碳(前置反硝化工藝等)。廢水處理中，一般采用C/N比來衡量反硝化的碳源需求，太高或太低都會影響反硝化速率。通常，當廢水的BOD5與TKN之比為5~8時，可認為廢水的碳源是足夠的。

⑦回流比

污泥回流和混合液回流是使該工藝獲得脫氮效果的先決條件，回流比的大小直接影響脫氮效果的好壞。

⑧有害物質

對硝化反應產(chǎn)生抑制作用的有害物質主要有重金屬，高濃度的NH4+-N、NOX-N絡合陽離子和某些有機物。一般情況下，有毒物質主要抑制亞硝酸菌的生長，個別物質主要抑制硝酸菌的生長。

來源:碧諾環(huán)保 

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