一文三圖----詳細解說總氮的深度去除

  總氮的深度去除在近年來的環保水處理領域中成為一顆耀眼的新星?？v觀我國近百年的水處理史，氮磷去除可稱之為污染物指標先行的鼻祖，從簡單物化除渣到分解有機物，再到覺醒氮磷污染的意識并采取相應措施，接著出臺相應排放標準，然后到依據各類標準實現總氮的深度去除，水中氮類污染物的治理逐步被大眾熟知并重視。

  1881年，首座厭氧生物反應器在法國誕生，至此拉開生物法脫氮的序幕，此后，盡管針對氮磷污染物的生物處理法幾度進化，但由于氮類污染物的特殊性質，主體工藝仍采用生物代謝原理實現轉化。

  我國早期的生物脫氮工藝多用于生活污水治理，活性污泥法于1921年傳到中國，隨之中國建立首座污水處理廠，緊跟其后的是水體富營養化問題的逐步凸顯，于是在活性污泥法的基礎上，衍生出一系列脫氮除磷工藝，以滿足日益增長的多維度脫氮訴求，如AO、A2O、AB、AO-A2O、SBR、ICEAS工藝等，發展到近幾年，UASB、MBR、MBBR、HDN-FT、HDN-GS、HDN-LS工藝逐步開始廣泛應用于廢水特性更加復雜、微生物抑制性更強的工業污水脫氮進程中。

1.污水總氮的深度去除思路

1.1污染物細分

  眾所周知，氮類污染物為水體含氮化合物的集合體，統稱為總氮，簡稱TN，其有四類形態分布在自然界之中，包括大分子有機氮、氨氮、硝態氮以及亞硝態氮，其中由于亞硝態氮的活潑性，多數情況下可自行轉化為硝態氮，因此，處理水中氮類污染物，基本上可劃分為有機氮、氨氮、硝態氮的分類去除。

  下面詳細解說三類含氮污染物的化學性質及處理工藝：

有機氮：

  有機氮常為大分子有機物，可通過化學法進行高級氧化處理，或通過生物氨化作用轉化為氨氮后去除。

氨氮：

  氨氮可根據濃度高低選擇相應的處理方法，對于高濃度氨氮，可生化性差，經過氨吹脫法可基本去除，對于低濃度氨氮廢水，吹脫法無明顯去除效果，可采用生物轉化法實現去除。

硝態氮：

  硝態氮可用NO₃-N表示，硝酸鹽幾乎全部是可溶鹽，因此不適應使用化學沉淀法轉化，可用于處理硝酸鹽的方法大致分為兩類：物化法—離子交換、反滲透過濾，以及生化法---反硝化。目前國內外大多數企業采用生物反硝化法轉化硝態氮。

  值得一提的是，在自然界的活性污泥床中，三者以及亞硝態氮之間存在一定的轉化關系，階梯式由有機氮向氨氮，再向亞硝態氮，然后轉向硝態氮。

  可以說，在采用生物脫氮時，可概括為總氮中各類形態含氮物質轉化成硝態氮后的處理，巧合的是，硝態氮可由特定菌種分解為無害氮氣回歸大氣中，而整條轉化線耗時較長、條件較苛刻的正是硝態氮的轉化。

1.2工藝選擇

  總氮的深度處理可先從廢水特性大致區分后進行。

1.3末端治理

  在我國氮磷治理的發展中，從市政污水開始，工業廢水也多數采用相應工藝對生產廢水進行氮磷去除，然，隨著國內外環保大趨勢的逐步演變，越來越多的國家開始加強對氮類污染物排入河流的量控，就我國，從氨氮排放標準到較近幾年不斷提升的總氮排放標準，AO系工藝已淪為脫氮眾多工藝中的下下之策。

  相較而言，為實現總氮的深度去除，綜合考慮投資成本的情況下，生物濾池工藝更加適用。在不斷進化的生物濾池法中，以HDN工藝性能較好，效率較高。

  末端治理是基于現有設施的提標工程，多用于建設有一定規模的生物處理設施，但不滿足部分現有排放標準的各類污水廠，在后端進行二次處理，使目標污染物達標去除。HDN工藝即用于總氮的深度處理，可采取AO系+HDN或HDN+AO系兩種方式。

2.相關案例

2.1項目背景

  山西某合成氨企業以煤為原料，將氮氣、氫氣合成為氨，生產廢水中氨氮含量較高，而生產工序中包含的高溫高壓制氨環節，需使用大量冷卻用水進行冷卻，是廢水中硝態氮不斷濃縮，致使硝態氮不斷增高，綜合之下，該合成氨企業產生大量總氮廢水。

2.2廢水分析

  兩股廢水中生產廢水較為復雜，多與冷卻水混合后排入綜合池統一進行生化處理，前期好氧工藝對氨氮轉化效果明顯，但后端厭氧環節無法有效對硝態氮進行去除，該廠在AO工藝后端增加MBR工藝，仍無明顯效果。

2.3處理思路

  就該廠情況，使用HDN工藝替代MBR工藝做末端提標處理，具體類型為HDN-FT高效脫氮設備，有效針對硝態氮進行厭氧環境下的反硝化，同時此工藝較高的脫氮負荷使建筑面積大大縮小，極大的彌補的現有脫氮技術的多種缺陷。