一文三图----详细解说总氮的深度去除

  总氮的深度去除在近年来的环保水处理领域中成为一颗耀眼的新星。纵观我国近百年的水处理史，氮磷去除可称之为污染物指标先行的鼻祖，从简单物化除渣到分解有机物，再到觉醒氮磷污染的意识并采取相应措施，接着出台相应排放标准，然后到依据各类标准实现总氮的深度去除，水中氮类污染物的治理逐步被大众熟知并重视。

  1881年，首座厌氧生物反应器在法国诞生，至此拉开生物法脱氮的序幕，此后，尽管针对氮磷污染物的生物处理法几度进化，但由于氮类污染物的特殊性质，主体工艺仍采用生物代谢原理实现转化。

  我国早期的生物脱氮工艺多用于生活污水治理，活性污泥法于1921年传到中国，随之中国建立首座污水处理厂，紧跟其后的是水体富营养化问题的逐步凸显，于是在活性污泥法的基础上，衍生出一系列脱氮除磷工艺，以满足日益增长的多维度脱氮诉求，如AO、A2O、AB、AO-A2O、SBR、ICEAS工艺等，发展到近几年，UASB、MBR、MBBR、HDN-FT、HDN-GS、HDN-LS工艺逐步开始广泛应用于废水特性更加复杂、微生物抑制性更强的工业污水脱氮进程中。

1.污水总氮的深度去除思路

1.1污染物细分

  众所周知，氮类污染物为水体含氮化合物的集合体，统称为总氮，简称TN，其有四类形态分布在自然界之中，包括大分子有机氮、氨氮、硝态氮以及亚硝态氮，其中由于亚硝态氮的活泼性，多数情况下可自行转化为硝态氮，因此，处理水中氮类污染物，基本上可划分为有机氮、氨氮、硝态氮的分类去除。

  下面详细解说三类含氮污染物的化学性质及处理工艺：

有机氮：

  有机氮常为大分子有机物，可通过化学法进行高级氧化处理，或通过生物氨化作用转化为氨氮后去除。

氨氮：

  氨氮可根据浓度高低选择相应的处理方法，对于高浓度氨氮，可生化性差，经过氨吹脱法可基本去除，对于低浓度氨氮废水，吹脱法无明显去除效果，可采用生物转化法实现去除。

硝态氮：

  硝态氮可用NO₃-N表示，硝酸盐几乎全部是可溶盐，因此不适应使用化学沉淀法转化，可用于处理硝酸盐的方法大致分为两类：物化法—离子交换、反渗透过滤，以及生化法---反硝化。目前国内外大多数企业采用生物反硝化法转化硝态氮。

  值得一提的是，在自然界的活性污泥床中，三者以及亚硝态氮之间存在一定的转化关系，阶梯式由有机氮向氨氮，再向亚硝态氮，然后转向硝态氮。

  可以说，在采用生物脱氮时，可概括为总氮中各类形态含氮物质转化成硝态氮后的处理，巧合的是，硝态氮可由特定菌种分解为无害氮气回归大气中，而整条转化线耗时较长、条件较苛刻的正是硝态氮的转化。

1.2工艺选择

  总氮的深度处理可先从废水特性大致区分后进行。

1.3末端治理

  在我国氮磷治理的发展中，从市政污水开始，工业废水也多数采用相应工艺对生产废水进行氮磷去除，然，随着国内外环保大趋势的逐步演变，越来越多的国家开始加强对氮类污染物排入河流的量控，就我国，从氨氮排放标准到较近几年不断提升的总氮排放标准，AO系工艺已沦为脱氮众多工艺中的下下之策。

  相较而言，为实现总氮的深度去除，综合考虑投资成本的情况下，生物滤池工艺更加适用。在不断进化的生物滤池法中，以HDN工艺性能较好，效率较高。

  末端治理是基于现有设施的提标工程，多用于建设有一定规模的生物处理设施，但不满足部分现有排放标准的各类污水厂，在后端进行二次处理，使目标污染物达标去除。HDN工艺即用于总氮的深度处理，可采取AO系+HDN或HDN+AO系两种方式。

2.相关案例

2.1项目背景

  山西某合成氨企业以煤为原料，将氮气、氢气合成为氨，生产废水中氨氮含量较高，而生产工序中包含的高温高压制氨环节，需使用大量冷却用水进行冷却，是废水中硝态氮不断浓缩，致使硝态氮不断增高，综合之下，该合成氨企业产生大量总氮废水。

2.2废水分析

  两股废水中生产废水较为复杂，多与冷却水混合后排入综合池统一进行生化处理，前期好氧工艺对氨氮转化效果明显，但后端厌氧环节无法有效对硝态氮进行去除，该厂在AO工艺后端增加MBR工艺，仍无明显效果。

2.3处理思路

  就该厂情况，使用HDN工艺替代MBR工艺做末端提标处理，具体类型为HDN-FT高效脱氮设备，有效针对硝态氮进行厌氧环境下的反硝化，同时此工艺较高的脱氮负荷使建筑面积大大缩小，极大的弥补的现有脱氮技术的多种缺陷。