湖北污水处理氨氮超标处理

空气吹脱法是将废水与气体接触，将氨氮从液相转移到气相的方法。该方法适宜用于高浓度氨氮废水的处理。吹脱是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异，使氨氮转移至气相而去除废水中的氨氮通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在。将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。吹脱法除氨氮，去除率可达60%～95%，工艺流程简单，处理效果稳定，吹脱出的氨气用盐酸吸收生成氯化铵可回用于纯碱生产作母液，也可根据市场需求，用水吸收生产氨水或用吸收生产铵副产品，未收尾气返回吹脱塔中。但水温低时吹脱效率低，不适合在寒冷的冬季使用。

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硝化反应，其本质上使氧化反应，因此溶解氧的浓度在过程中起到非常重要的作用。

生物硝化反应通过化学方程式来表述就是：

ＮＨ４＋＋２O2→NO3+2H++H2O

在这个方程式中，我们可以看到完成整个氨氧化的过程，需要的氧和氮的比值为：

2O2÷N=（2×16×2）÷14=64÷14=4.57gO2/gN

也就是说每降解一克NH4-N（注意不是氨的量，是氨中氮的量）需要4.57g的氧气O2。

在这个两份的需氧量中，NH3-N在转化成亚硝酸盐的过程中约需1.5份氧量，亚硝酸盐向硝酸盐的转化过程中约需0.5份的氧量。

污泥龄的影响

活性污泥法工艺中，氨氮的处理主体是硝化菌，而硝化菌的世代周期较长，因此就需要比较长的污泥龄做支撑，一般硝化的污泥龄时间需大于10d以上，冬季运行可以维持更长的污泥龄。

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硝化反应是在好氧条件下通过好氧硝化菌的作用将废水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，包括两个基本反应步骤：由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应。由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。亚硝酸菌和硝酸菌都是自养菌，它们利用废水中的碳源，通过与NH3-N的氧化还原反应获得能量。反应方程式如下：

亚硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+

硝化 :    2NO2-+O2→2NO3-

硝化菌的适宜pH值为8.0～8.4，比较好温度为35℃，温度对硝化菌的影响很大，温度下降10℃，硝化速度下降一半；DO浓度：2～3mg/L；BOD5负荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d)；泥龄在10天以上。

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硝化菌是自养型细菌，所谓的自养菌就是在其工作的过程中完全不需要碳的参与，自养型细菌的抗冲击能力都比较脆弱，因此污水中的毒性物质需控制在其可接受范围内，才能正常工作。下表为一些毒性物质对硝化过程的阈值范围：

阻止活性污泥硝化作用的毒物

化合物 浓度 mg/l

** b 2000

烯丙醇 19.5

基氯丙烯 180

异硫氰酸烯丙醇 1.9

二硫苯丙噻唑 38

二硫碳 35

哥罗仿 18

甲酚 12

二烯丙基酯 100

二腈二胺 250

二胍 50

2,4-二硝基酚 460

二硫代草酰胺 1.1

乙醇 2400

碳酸胍 16.5

8-羟基喹啉 72.5

巯基苯丙噻唑 3

盐酸甲胺 1550

异硫氰酸甲酯 0.8

硫脲***甲酯 6.5

酚 b 5.6

硫氰酸钾 300

粪臭素 7

二硫代氨基甲酸钠 13

甲基二硫代氨基甲酸钠 0.9

四甲秋兰姆化二硫四甲酯 30

硫代乙酸铵 0.53

氨基硫脲 0.18

硫脲 0.076

三甲基氨 118

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氨氮超标对于污水厂来说是比较常见的问题，传统活性污泥法工艺中氨氮的去除途径一般由两种，一是活性污泥中菌群在代谢增殖过程中所消耗的部分，消耗的量以碳氮比来计约BOD:TKN为100:5;另外一种途径是通过好氧活性污泥中的硝化菌将氨氮氧化成硝酸盐的形态，其反应途径如下：

硝化过程：将氨氮氧化成硝酸盐

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2NO3-

引起氨氮不达标的因素有很多，主要有一下几种：

工艺种硝化菌种量不足

传统活性污泥法工艺中，硝化菌的总量约占总体细菌量的3%~5%，这样浓度的硝化菌数量，基本上可以使硝化菌成为活性污泥中的优势菌种，而在实际运行过程中，由于其他指标的影响，往往会破坏掉这个平衡，使硝化菌总量减少，造成出水氨氮出现波动甚至超标的情况。

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生物脱氮反应包括氨化反应、硝化反应、反硝化反应，其中氨化反应在好氧和厌氧条件下都可以进行，硝化反应只有在好氧条件下进行，反硝化反应则在缺氧及厌氧条件进行，其反应式分别如下：

氨化（ammonification）：污水中的含氮有机物，在生物处理过程中被好氧或厌氧异养型微生物氧化分解为氨氮的过程；

加氧脱氨基反应式为：

RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3

水解脱氨基反应式为：

RCHNH2COOH+H2O→RCHOHCOOH+NH3

在生活污水中的有机氮被水解或加氧后，产生的氨（NH３）溶于水后，生成污水中的氨氮NH４－N。

硝化（nitrification）：污水中的氨氮（NH4+ －N）在硝化菌的作用下被转化为NO2- 和进一步的NO3- 的过程；

亚硝化反应式：

NH4++1.5O2→NO2-+H 2O+2H+

硝化反应式：

NO2-+0.5O2→NO3-

总反应式：

NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+

反硝化(denitrification)：污水中的NO2-  和NO3-  在缺氧条件下在反硝化菌（兼性异养型细菌）的作用下被还原为N2释放到空气的过程。

反硝化反应式：

NO2-+3H+(有机物供体的电子)→0.5N2+ H2O+OH-

NO3-+5H+(有机物供体的电子)→0.5N2+ 2H2O+OH-

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