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“氨氮超标”成为水处理行业重要问题,为什么污水处理厂容易氨氮超标?

2022/5/5

当今工农业的迅速发展带来了一定的负面效应,制药、化工、食品等产业都有大量的氨氮废水产生,因此氨氮废水的处理技术是环保工作者面临的又一大难题。

氨氮是什么?

概念:氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮。

来源:含氮物质进入水环境的途径主要包括自然过程和人类活动两个方面。含氮物质进入水环境的自然来源和过程主要包括降水降尘、非市区径流和生物固氮等。人类的活动也是水环境中氮的重要来源,主要包括未处理或处理过的城市生活和工业废水 、各种浸滤液和地表径流等。

人工合成的化学肥料是水体中氮营养元素的主要来源,大量未被农作物利用的氮化合物绝大部分被农田排水和地表径流带入地下水和地表水中。随着石油、化工、食品和制药等工业的发展,以及人民生活水平的不断提高,城市生活污水和垃圾渗滤液中氨氮的含量急剧上升。

近年来,随着经济的发展,越来越多含氮污染物的任意排放给环境造成了极大的危害。氮在废水中以有机态氮、氨态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)以及亚硝态氮(NO2--N)等多种形式存在,而氨态氮是最主要的存在形式之一。废水中的氨氮是指以游离氨和离子铵形式存在的氮,主要来源于生活污水中含氮有机物的分解,焦化、合成氨等工业废水,以及农田排水等。氨氮污染源多,排放量大,并且排放的浓度变化大。

氨氮超标有哪些原因?

1、没有控制好水力停留时间

2、供气量不足,或硝化菌不够

3、工艺设计的设施规模过小,处理负荷太小

4、营养成分比例达不到设计标准,需要外加营养投加系统

5、曝气系统设计不符合规范

6、硝化反应没有控制好PH值、温度、溶解氧、C/N比等条件

氨氮超标会造成哪些有害影响?

(1)由于NH4+-N的氧化,会造成水体中溶解氧浓度降低,导致水体发黑发臭,水质下降,对水生动植物的生存造成影响。在有利的环境条件下,废水中所含的有机氮将会转化成NH4+-N,NH4+-N是还原力最强的无机氮形态,会进一步转化成NO2--N和NO3--N。根据生化反应计量关系,1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧气3.43 g,氧化成NO3--N耗氧4.57g。

(2)水中氮素含量太多会导致水体富营养化,进而造成一系列的严重后果。由于氮的存在,致使光合微生物(大多数为藻类)的数量增加,即水体发生富营养化现象,结果造成:堵塞滤池,造成滤池运转周期缩短,从而增加了水处理的费用;妨碍水上运动;藻类代谢的最终产物可产生引起有色度和味道的化合物;由于蓝-绿藻类产生的毒素,家畜损伤,鱼类死亡;由于藻类的腐烂,使水体中出现氧亏现象。

氨氮超标怎么办?有哪些处理方法?

① 传统生物脱氮法

传统生物脱氮技术是通过氨化、硝化、反硝化以及同化作用来完成。传统生物脱氮的工艺成熟,脱氮效果较好。但存在工艺流程长、占地多、常需外加碳源、能耗大、成本高等缺点。

② 氨吹脱法

包括蒸汽吹脱法和空气吹脱法〔2~4〕,其机理是将废水调至碱性,然后在吹脱塔中通入空气或蒸汽,经过气液接触将废水中的游离氨吹脱出来。此法工艺简单,效果稳定,适用性强,投资较低。但能耗大,有二次污染。

③ 离子交换法

离子交换法实际上是利用不溶性离子化合物(离子交换剂)上的可交换离子与溶液中的其它同性离子(NH4+)发生交换反应,从而将废水中的NH4+牢固地吸附在离子交换剂表面,达到脱除氨氮的目的。虽然离子交换法去除废水中的氨氮取得了一定的效果,但树脂用量大、再生难,,导致运行费用高,有二次污染。

④ 折点氯化法

折点氯化法是投加过量的氯或次氯酸钠,使废水中的氨氮氧化成氮气的化学脱氮工艺。该方法的处理效率可达到90% ~100%,处理效果稳定,不受水温影响。但运行费用高,副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。

⑤ 氧化法

使用强氧化剂(氨氮去除剂)是目前降解氨氮非常快捷有效的方法。因药剂具有强氧化性,所以只能投加到出水末端。该方法对现场工艺要求低(只需搅拌或曝气即可),特别适用于氨氮相对较低的废水。“④折点氯化法”亦属于氧化法。

为什么污水处理厂的氨氮容易超标?

污水处理过程中导致氨氮超标的原因有很多:比如内回流或外回流控制不当、CN比过高、氨氮负荷冲击、PH太低、DO太低、温度太低、污泥浓度过低、进水有有毒物质进入等等。

今天我们主要说说有毒物质引起的硝化系统崩溃,导致的出水氨氮超标的问题。

有研究表明在正常生化系统下,取生化系统好氧池污泥,加入50ppm季铵盐时,污泥对氨氮降解能力完全消失,而COD的去除效率为从80%降低到了65%;在加入25ppm季铵盐的条件下,氨氮去除率从90%降低到了30%,但对COD的去除的影响几乎没有。因此,当系统中进入低浓度的季铵盐时,就会表现出脱氮能力的损失,但生化系统的整体变化不是很明显。

季铵盐:季铵盐又称四级铵盐,通常用于农业杀菌剂、公共场所杀菌消毒、循环水杀菌灭藻剂、水产养殖杀菌消毒剂、医疗杀菌消毒剂、畜禽舍消毒剂、赤潮杀灭剂、蓝藻杀灭剂等杀菌消毒领域。季铵盐的杀菌的特点是携带的阳离子可以通过静电力聚集在细胞壁上,产生室阻效应,导致细菌生长受抑而死亡;同时其憎水烷基还能改变膜的通透性,继而发生溶胞作用,破坏细胞结构,引起细胞的溶解和死亡。

1、为什么生化系统氨氮比COD更容易受到冲击?

为什么会出现上述实验中的这种现象,因为在一般情况下,污水厂生化系统中参与到硝化过程的细菌一般只占总微生物的5%,而能够降解COD的微生物能达到75%以上,因此当污泥受到毒性冲击时,硝化功能菌群的缓冲浓度有限,更容易受到影响。

2、如何判断有毒物质进入生化系统?

一般来说,通过对活性污泥的观察能够更早的判断进水是否含有毒性物质。常用的判断手段有镜检和观察SV30污泥沉降状态的方法。比如当污泥中毒时,镜检可以观察到菌胶团的解体,原生生物发生细胞破裂,细胞质流失和死亡的现象。观察SV30,会发现上清液浑浊,污泥不易沉降,有膨胀现象。

3、系统中毒后,有哪些恢复的方法以及恢复的时间有多长?

一般情况下,如果进水有毒物质造成了硝化系统的崩溃,那么受过冲击的生化系统短时间内很难再恢复,如果系统没有造成硝化系统崩溃,那么恢复时间就视生化系统中剩余硝化菌的浓度而定,一般硝化系统受损后在7-15天内自然恢复。如果想快速恢复硝化系统,可加入适量外厂正常系统的浓缩池污泥或市场上所售的硝化菌。目的是增加受损系统中的硝化菌浓度。

还有一种有效防御有毒废水的对生化系统影响的方式就是适当保持高污泥浓度。就像教员说的,人多力量大,所以体量大了耐冲击就比较强。较高的污泥浓度可以增加系统中硝化菌的数量,从而在系统进水有毒性物质冲击时,能够为硝化系统增加更多的缓冲时间。

有研究表明,10ppm的季铵盐对3500 mg/L污泥浓度的系统的氨氮去除能力影响不大,但在2000 mg/L的污泥浓度下,氨氮的去除能力明显下降。所以提高污水厂的污泥浓度也是防止进水中有机负荷、有毒物质、氨氮负荷冲击生化系统的一种有效方式。但事情都有两面性,提高了污泥浓度就会造成系统在同等风量下的溶解氧紧张,所以需要增大曝气量,进而造成了污水厂电耗的增加。建议如果你的污水厂有工业污水进入,生化系统经常会面临有机负荷、有毒物质、氨氮负荷的冲击,系统中的污泥浓度有必要提高。通过减少脱泥、增加碳源的投入保持一个高浓度的生化系统(一定要计算好污泥负荷,将之维护在正常的范围内)。

如果你的污水厂进水一直比较稳定,没有以上说的情况,那么系统的污泥浓度就根据进水有机负荷、氨氮负荷保持在正常的范围内即可。