污水总氮超标的原因及解决办法

总氮，简称为TN，水中的总氮含量是衡量水质的重要污水处理指标之一。总氮的定义是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO^-₃、NO₂^-和NH₄⁺等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮，以每升水含氮毫克数计算。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。

1.污水中总氮的构成

总氮主要由氨氮、有机氮、硝态氮、亚硝态氮组成，其中氨氮主要来自于氨水以及诸如氯化铵等无机物。有机氮主要来自于一些有机物中的含氮基团，比如有机胺类等。硝态氮在自然界中比较稳定，且含量较高，比如机械化学等工业使用大量与硝酸盐相关的原材料作为氧化剂，同时很多污水通过前期生化以及硝化以后也含有大量的硝酸盐，因为硝态氮十分稳定，且极易溶解于水，因此污染十分严重，极易扩散。

2.污水总氮超标的原因

（1）.污泥负荷与污泥龄

由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能获得高效而稳定的反硝化。因而，脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷，并采用高污泥龄。

（2）内、外回流比

生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些，这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去，二沉池中NO₃^--N浓度不高。相对来说，二沉池由于反硝化导致污泥上浮的危险性已很小。另一方面，反硝化系统污泥沉速较快，在保证要求回流污泥浓度的前提下，可以降低回流比，以便延长污水在曝气池内的停留时间。运行良好的污水处理厂，外回流比可控制在50%以下，而内回流比一般控制在300～500%之间。

（3）反硝化速率

反硝化速率系指单位活性污泥每天反硝化的硝酸盐量。反硝化速率与温度等因素有关，典型值为0.06～0.07gNO₃^--N/gMLVSS×d。

（4）缺氧区溶解氧

对反硝化来说，希望DO尽量低，最好是零，这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化，提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看，要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下，还是有困难的，因此也就影响了生物反硝化的过程，进而影响出水总氮指标。

（5）BOD5/TKN

因为反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后，进厂BOD₅低于设计值，而氮、磷等指标则相当于或高于设计值，使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求，也导致了出水总氮超标的情况时有发生。

（6）pH

反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感，在pH为6～9的范围内，均能进行正常的生理代谢，但生物反硝化的最佳pH范围为6.5～8.0。 

（7）温度

反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高，反硝化速率越高，在30～35℃时，反硝化速率增至最大。当低于15℃时，反硝化速率将明显降低，至5℃时，反硝化将趋于停止。因此，在冬季要保证脱氮效果，就必须增大SRT，提高污泥浓度或增加投运池数。

3.污水总氮超标的解决办法

（1）氨氮的去除

利用微生物硝化和反硝化去除废水中的氨氮，其原理是通过生物促进硝化菌Micro Boost-N和生物促进总氮去除菌Micro Boost-Den的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。首先通过硝化细菌和亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，然后再进行反硝化，将硝酸盐转化为氮气。其反应原理图如下所示：　

2NH₃+3O₂→HNO₂+H₂O+能量

(亚硝化作用)　

2HNO₂+O₂→2HNO₃+能量

(硝化作用)　

HNO₃+CH₃OH→N₂+CO₂+H₂O+能量

(反硝化作用)

（2）有机氮的去除

生物法，氮化合物在生物作用下可实现向氮气的转化；

化学法，通过氧化使氮化合物直接从有机氮、氨氮直接转化为氮气；

生物法成本较低，效果稳定，但工艺复杂，操作困难，且占地面积较大，运行时间较长;化学法省去中间转化步骤，更快速直接，但成本较高，折点加氯法控制难度大，效果不稳定。

（3）硝态氮的去除

硝态氮主要是指硝酸根离子，目前有采用离子交换、膜渗透、吸附以及生物脱氮的方法。其中离子交换法、膜渗透法以及吸附法都只是硝酸根离子的浓缩与转移，无法真正去除总氮，浓缩以后的硝酸根废液需要进一步处理。在生物脱氮中，主要是指硝酸根离子通过总氮去除菌降解转化为氮气的过程。