总氮去除效果差的原因

自然界中，氮化合物以有机体（动物蛋白、植物蛋白）、氨态氮（NH4、NH3）、亚硝酸氮（NO2-）、硝酸氮（NO3-）以及气态氮（N2）形式存在，其中总氮=有机氮+氨氮+亚硝氮+硝态氮，因此，去除总氮就是将其他各种形式的氮转化为氮气的过程。
氮的各种形态间存在一定的转化途径：有机氮→氨态氮→亚硝酸氮→硝酸氮→气态氮，在该路径中存在氨化、同化、硝化、反硝化四种作用。
有机氮通过氨化菌的氨化反应分解为氨态氮；氨态氮通过亚硝化菌的亚硝化作用转化为亚硝酸氮；亚硝酸氮进一步通过硝化菌的硝化反应生成硝酸氮，硝酸氮最后在反硝化菌的反硝化作用下分解为氮气。
四项步骤中每一项均属于去除总氮的一部分，但只有最后一项是总氮的真正去除，其他三步只能称为水中氮元素的形式转化，而要完成最后一步，为每个环节中的特异性微生物提供适宜的生长环境尤为关键，包括营养物质、温度、pH、含氧量、重金属及有害物质等，根据同化作用的方式将生物分为自养生物与异养生物，其中硝化菌为化能自养菌，对环境的变化十分敏感，而反硝化菌为异养型兼性厌氧菌，二者所需生长环境截然不同，由于四种不同的微生物生长所需的不同适宜条件，生物脱氮过程充满了不确定性与复杂性，国内外对这四类微生物的研究从未停歇。
各种行业的污水一般都含有含氮污染物，其中含氮污染物包括有机氮污染物，氨氮污染物以及硝酸盐污染物，其中有机氮污染物主要是诸如尿素、化肥等含有碳氮链条的有机物；氨氮污染物主要是以氨水以及铵盐为主；硝酸盐污染物主要是指以硝酸以及硝酸根的盐类为主。
目前各种含氮污染物，前面的预处理设施都比较高效，诸如氨氮和有机氮通过生化的方法处理以后，都基本没问题。但是在硝态氮的处理上，一般比较困难，一般硝态氮主要来自于生化的出水以及原水中用的硝酸盐。
污水总氮高一般是指，废水中的硝酸根浓度高。在硝酸根的进一步处理上受限。
目前针对污水总氮中的硝态氮高，一般有以下几种办法。
第一，树脂吸收硝态氮法，通过阴离子交换树脂的方法将硝酸根离子进行吸附，再通过反洗将硝酸根离子进行脱附。此法不能将硝酸盐进行转化，只能够将硝酸根进行富集转移浓缩，适用于小水量高浓度的硝酸盐脱除。
第二，膜过滤硝态氮法，RO膜的脱氮效果好，RO产生的清水可以回用，但是RO产生的浓水比较多，也无法将硝酸根直接根除，需要对浓水进行二次处理，而且浓水的数量一般比较多。
第三，微生物反硝化去除总氮方法，微生物反硝化是指反硝化细菌在一定的环境下，与废水中的有机物以及硝酸根离子结合生成氮气，二氧化碳和水的过程，被普遍应用在工业污水处理中。由于反硝化效率低，此方法需要对反应时间和占地面积有很高的要求，目前比较局限。
以上方法被广泛应用在目前的废水处理中，但是由于每一种方法都存在致命的缺陷，因此对于硝酸盐总氮的去除，存在很大的瓶颈。
湛清环保研发的高效脱氮设备HDN-1是专门针对去除总氮废水中的硝酸盐而设计，其本质还是利用反硝化细菌的脱氮能力，但是在以下几个层面有所创新。
第一，专门培养的反硝化菌；通过在细菌生物实验室进行培养，改变细菌的刺激条件诸如pH，重金属浓度，COD含量，有毒物质，盐分等，筛选最有效的反硝化菌，能够适应工业废水的高毒性，高盐分，水质波动大的特点。
第二，专业定制的多孔填料；通过对多孔材料进行表面处理，增加了填料的比表面积，使得单位面积填料上附着了大量的微生物，进而减少了水质停留时间，硝酸根总氮离子快速转换为氮气排出去。
第三，氮气快速释放技术；滤池内部流态经过特殊优化设计，建立了顺畅的排气微通道，促使生成的氮气快速从内部排出，减少反应器死区及无效空间，提高了反应器稳定性和脱氮效率。