污水廠(chǎng)進(jìn)水氮指標選取的討論

第24卷第1期環(huán)境科技Vol.24No.l2011年2月Environmental Science and TechnologyFeb.2011污水廠(chǎng)進(jìn)水氮指標選取的討論鋒|， 楊海亮'， 盧斌，鮑兵兵了， 馬三劍'(1.蘇州科技學(xué)院環(huán)保應用技術(shù)研究所，江蘇蘇州215011;2蘇州宜科環(huán)保工程有限公司， 江蘇蘇州215021)摘要:氨氮污染物對水環(huán)境的綜合影響較大，繼化學(xué)靄氧量之后,其有望在“十二五”納入全國主要水污染物排放約束性控制指標。首先闞述了選取各種氮指標作為污水處理廠(chǎng)象氮削減量考核指標的可行性。再通過(guò)列舉蘇州新區第一污水廠(chǎng)(改造前)進(jìn)水中各種氮指標數據,對所做分析加以證明,最后給出結論并提出建議。關(guān)鍵詞:氨氧;凱氏氟;削減;考核中圖分類(lèi)號: X7文獻標識碼: B文章編號: 1674 4829(2011)01-0032 -03Discussion on Selecting Influent Nitrogen Index of Wastewater Treatment PlantLIU Feng， YANG Hai-liang， LU Bin, BAO Bing- -bing，MA San-jianAbstract: Ammonia nitrogen pollutants have great effects on water environment. Inferior to the chemical oxygen demand,it is expected that ammonia nitrogen will be the second compulsory control index of the national water pollutant emission in“12th Five-Year Plan". Firstly, it elaborates the feasibility of slecting various nitrogen indexes as the asesment index ofthe reduction amount of ammonia nitrogen. Then, the paper lists the data of various inluent nitrogen indexe of the No.1Wastewater Treatment Plant in Suzhou New District (belore modification) to prove the above analysis, Finally, it put forwardssome conclusions and recommendations.Key words: Ammnonia nitrogen; Kjeldahl nitrogen; Reduce; Asesment0引言標，也是各類(lèi)型氮中危害影響最大的一-種形態(tài)?！笆鬯泻衔镉?種:有機氮、氨氮、硝酸二五”期間,在繼續推進(jìn)COD污染減排工作的同時(shí),鹽氮和亞硝酸鹽氮。氨氮(NH;-N)以游離氨或銨鹽考慮到環(huán)境質(zhì)量特征、階段重點(diǎn)、現有基礎和技術(shù)經(jīng)濟等因素,有必要將NH;-N納人全國主要水污染物形式存在于水中。凱氏氮(KN)是指凱氏法測得的含排放約束性控制指標，通過(guò)污水處理廠(chǎng)協(xié)同效應并氮量。它包括了NH-N和在此條件下可能被轉化為升級改造，提高生活源NH3-N去除效率,較大程度銨鹽而被測定的有機氮化合物。一-般情況下,在測定地改善目前水質(zhì)NH3-N超標現象，并減輕湖庫KN和NH,-N后,其差值即稱(chēng)為有機氮。水中硝酸鹽NH-N和TN的負荷。氮(NO5-N)是在有氧環(huán)境下含氮化合物中最穩定的一種,亦是含氮有機物經(jīng)無(wú)機作用的最終分解產(chǎn)物。1 NHz-N 納入污染減排約束性指標亞硝酸鹽氮(NO2-N)是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物,不穩定,根據水環(huán)境條件的不同,可被氧化成NO3-N,也可我國NH3-N排放量遠遠超出受納水體的環(huán)境被還原成NH,-N?？偟?TN)包括KN,NO,-N和容量、污染負荷壓力大是造成目前地表水體NH;-N超標的最主要原因。NHJ-N已超過(guò)COD成為影響地NO-N?！笆晃濉逼陂g環(huán)境保護工作取得積極進(jìn)展。在表水水環(huán)境質(zhì)量的首要指標,NH;-N是否納人污染國民經(jīng)濟快速發(fā)展的同時(shí)，化學(xué)需氧量(COD)排放得減排約束性指標，直接影響COD污染減排工作的環(huán)到有效控制,地表水環(huán)境質(zhì)量總體有所改善?！笆迟|(zhì)量績(jì)效。NH3-N是各類(lèi)型氮中危害影響最大的一種形-.五"前2年NHJ-N已成為影響地表水質(zhì)的首要指態(tài),是水體受到污染的標志,其對水生態(tài)環(huán)境的危害收稿日期:2010-10-25表現在多個(gè)方面。與COD一樣,.NHJ-N也是水體中作者簡(jiǎn)介:劉鋒(1974-).男,江西南昌人,大學(xué)本科,高級工程師,主要的主要耗氧污染物,NH3-N氧化分解消耗水中的溶從事水污染控制工作。第24卷第1期劉鋒等污水廠(chǎng)進(jìn)水氮指標選取的討論33解氧,使水體發(fā)黑發(fā)臭。NH-N中的非離子氨是引起比較合理。對以生活污水為主的城鎮污水廠(chǎng),其來(lái)水水生生物毒害的主要因子，對水生生物有較大的毒中含有機氮較多，若以NHz-N為指標進(jìn)行考核，如害，其毒性比銨鹽大幾十倍。在O2充足的情況下，前所述,對污水廠(chǎng)等排污單位來(lái)說(shuō)是不劃算的。凱氏NH3-N可被微生物氧化為NO2-N，進(jìn)而分解為氮測定法測定的KN,其測定結果準確度高,可以準NO3-N,NO:-N與蛋白質(zhì)結合生成亞硝胺,具有致癌確地測定污水中有機氮和NHz-N量之和。另外,水和致畸作用。同時(shí)NHJ-N是水體中的營(yíng)養素,可為藻體TN高不-定水質(zhì)受污染。而水體中以KN為主的類(lèi)生長(cháng)提供營(yíng)養源,增加水體富營(yíng)養化發(fā)生的幾率。還原性氮(有機氮和NH,-N)才是造成水污染的原NHz-N是TN在自然水體中的存在形式之一，因,以進(jìn)水KN作為削減量考核指標是相對合理的。通過(guò)實(shí)施NH-N總量控制,降低進(jìn)人水體的NH3-N3污水廠(chǎng) 進(jìn)水氮分布情況污染負荷,也就直接減少了水體TN含量,有利于緩解湖庫富營(yíng)養化。為了探究城鎮污水廠(chǎng)進(jìn)水氮分布情況，包括筆2進(jìn)水氮指標的選取者在內的幾位同學(xué)對蘇州市新區第-污水廠(chǎng)(改造NH3-N將繼COD之后,有望在“十二五”納人全前)進(jìn)水進(jìn)行了為期2個(gè)月的采樣、測定(主要測定.國主要水污染物排放約束性控制指標。因此,應該對各項氮指標)工作。取樣頻率為24 h,取樣時(shí)間為每排污單位、企業(yè)的進(jìn)水NH,-N濃度進(jìn)行監測,以獲天的12:00~13:00。圖1至圖3為此次測定的結果。在考察進(jìn)水氮分布情況的之前，首先應該了解匆其N(xiāo)HJ-N削減量(以下簡(jiǎn)稱(chēng)削減量)。以污水進(jìn)水NH;-N濃度為指標考核削減量,對該廢水的COD濃度范圍，進(jìn)水COD濃度范圍不同排污企業(yè)來(lái)說(shuō)是不合算、“吃虧”的。因為進(jìn)水中有一-的廢水,其進(jìn)水NH -N,KN差別也會(huì )很大。600p部分有機氮在中間反應過(guò)程中經(jīng)過(guò)氨化反應"轉化成NHz-N。氨化反應是指有機氮化合物在氨化菌的作用下,分解、轉化為氨態(tài)氮的過(guò)程。以氨基酸為例，其反應式為:RCHNH2COOH+O2氧化器.RCOOH+CO2+NH。處理由氨化反應產(chǎn)生的這--部分NH;-N“10卻未能計入削減量當中，對生活污水及含有機氮較0高的廢水排放單位、企業(yè)來(lái)說(shuō)，即使投入了大量費用用于NH-N的削減，但是由于考核指標的選取不日期當,其付出徒勞,得不到環(huán)保部門(mén)的認可。圖1進(jìn)水COD。質(zhì)濃度若以進(jìn)水TN為指標進(jìn)行削減量考核，也會(huì )出4.00 '+ NO;-N。 NO;-N10.35現問(wèn)題。目前，用TN監測的國家標準方法GB0.25 :11894-89《水質(zhì)總氮的測定堿性過(guò)硫酸鉀消解紫0.20-外分光光度法》進(jìn)行水質(zhì)監測時(shí)，理論上同- -水樣的2 2.00NH3--N值不可能高于TN值。而在實(shí)際測量時(shí)，如果5 1.500.10是310廢水中氨態(tài)氮的含量較高，則易出現NH3-N值高于0.05 :TN值現象。出現這種現象的原因是,在堿性介質(zhì)中,氨態(tài)氮以氨氣形式逸散在比色管氣相中，此時(shí)測出的TN是NO;-N,NO2-N及部分NH;-N之和內，這種圍2進(jìn)水NO3-N,NO2;-N質(zhì)量濃度現象表明標準方法中的消解方法不適用于氨態(tài)氮含量高的樣品。7060NO3-N,NO2-N是NH3-N在經(jīng)硝化菌和亞硝化菌作用后轉化而來(lái)，污水在進(jìn)人脫氨處理構筑物10:502之前,硝化和亞硝化反應都是很弱的,兩者含量都很低,轉化成的NO3"-N,NO2-N不能完全表征污染水10+NH-N中KN→pNH, -N)p(KN).00體中NH;-N的真實(shí)含量,故進(jìn)水NO:-N,NO2-N不適宜作為考核削減量指標。以進(jìn)水KN為指標考核削減量，筆者認為相對圄3進(jìn)水NH-N,KN 質(zhì)量濃度及二者比值環(huán)境科2011年2月由圖2可知，進(jìn)水NO3-N,NO2-N濃度都很經(jīng)計算,新區第- -污水廠(chǎng)進(jìn)水NH-N平均質(zhì)量低,特別是NO2-N濃度,幾乎可以忽略不計。NO2-濃度為32 mg/L,有機氮平均質(zhì)量濃度為15 mg/L,N濃度出現零的情況，是因為在未知其濃度的情況則由有機氮貢獻的NH,-N質(zhì)量濃度為2 mg/L。根據下,稀釋了一定倍數,采用標準測定方法GB 7493一DB 32/1072-2007《太湖地區城鎮污水處理廠(chǎng)及重87<水質(zhì)亞硝酸鹽氮的測定分光光度法》，超出了該點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》,該污水廠(chǎng)出水方法的最低檢出限質(zhì)量濃度0.003 m/L。故視進(jìn)水NH3-N質(zhì)量濃度應該小于5 mg/L。假定污水廠(chǎng)全年.NO2-N為0。NO3-N 質(zhì)量濃度在0.3~ 4 mg/L之運行330 d,每天處理水量為5萬(wàn)t。間,波動(dòng)較大。通過(guò)圖2所示的NO5-N,NO2-N濃度若以進(jìn)水NH;-N濃度作為NH)-N削減量,則變化情況，證明了上文所述該2項指標不宜作為削該廠(chǎng) 1 a NH-N削減量約為:減量考核指標。(32-5)x 50000x 330+ 106 =445.5t由圖3可知,NH-N與KN質(zhì)量濃度比值大致若以進(jìn)水KN濃度作為NH3-N削減量，則該廠(chǎng)在0.6~ 0.7,與臨近的同是以生活污水為主的蘆村1 a NHJ-N削減量約為:污水廠(chǎng)進(jìn)水氮組分大致相同。進(jìn)水中還有占KN濃(32+2-5)x 50000x 330+ 10*=478.5t③度30% ~ 40%的有機氮，若僅以進(jìn)水NH;-N濃度進(jìn)因進(jìn)水氮指標選取的不同,NH,-N削減量②與行削減量考核，那么占該部分有機氮經(jīng)氨化作用轉③的結果相差33 t,對排污單位來(lái)說(shuō),②是不合理的?；傻腘H3-N量就未計入考核量中,對排污單位5結論及建議和企業(yè)是不利的。由圖3可以看出，隨著(zhù)時(shí)間的推移，進(jìn)水NH-N通過(guò)對蘇州新區第-污水廠(chǎng)(改造前)進(jìn)水水樣有所減少。這是因為:①進(jìn)行取樣、氮指標測定試驗及假定條件基礎上的NH3+ H0一蘭NH: + OH-當時(shí)間由5月推移至6月,氣溫逐漸升高，反應NH3-N削減量計算,本文得出如下結論。(1)蘇州新區第一污水廠(chǎng)進(jìn)水中,NH3-N與KN①平衡向左移動(dòng),進(jìn)水中NH3-N以游離態(tài)的NH形質(zhì)量濃度的比值大致在0.6~0.7,還有占KN濃度.式釋放至大氣中,測得NH,-N濃度有所降低,這也30% ~ 40%的有機氮。是NH-N與KN比值有所下降的原因。:(2)隨著(zhù)氣溫的升高,污水廠(chǎng)進(jìn)水NH;-N濃度4以NH-N和KN為考核指標的NH3-N削減量有所下降。(3)以進(jìn)水NH;-N和KN作為NH-N削減量考生活污水中NH3-N最多(約占2/3,質(zhì)量濃度核指標,兩者的結果相差33 Ua。30 mg/L左右)，有機氮- -般1/3 (質(zhì)量濃度10~ 15建議綜合考慮污水廠(chǎng)進(jìn)水KN與NH-N,進(jìn)行mg/L),其它形式的氮很少,可以約等于零。圖4為蘇NH3-N削減量考核、計算,這樣是客觀(guān).公正的。在進(jìn)州新區第- -污水廠(chǎng)進(jìn)水氮(平均濃度)分布情況。行削減量計算時(shí)，測定進(jìn)水KN和NH-N濃度,兩-wN0-N)=24者之差即為進(jìn)水有機氮濃度。再根據各地水質(zhì)的不同,適當選取有機氮經(jīng)過(guò)氨化作用轉化為NH3-N的.的(有機氟)=325轉化率,將由此轉化而來(lái)的NH,-N計人氨氮削減量中。所以在計算NH-N削減量時(shí),要充分考慮進(jìn)水中有機氮對NH,-N的貢獻,并要將此貢獻值計人進(jìn)水NH)-N濃度中作為進(jìn)水NH,-N“真實(shí)”濃度。o(NH-N)=66%圈4進(jìn)水氮分布情況[參考文獻]假定污水廠(chǎng)進(jìn)水中有機氮全部是蛋白質(zhì)且80%[1]張自杰.排水工程(下冊)[M].4版.北京:中國建筑工業(yè)出轉化為氨基酸(1mg的有機氮有0.8mg轉化為氨基版社, 2000.酸),R基團的平均分子量為30。則由RCHNH2CO0H+02-女RC0OH + CO2[2]吳志旭，陳林茜.水中總氮測定有關(guān)問(wèn)題的探討[].化學(xué)分析計量, 2006, 15(1): 74- 58.+NH,可得，質(zhì)量濃度為1.0mg/L的有機氮可以轉[3]蔡健明，操家順.蘆村污水廠(chǎng)進(jìn)水組分分析[I]環(huán)境科技，化質(zhì)量濃度為0.13 mg/L的NH;-N (17+ 104x 0.82009, 22(3): 30- 32.(責任編輯曹愚偉)