污水處理廠廢水中總氮與氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)的合理性

張英紅 李祥蕾

摘 ?要：總氮與氨氮是水體富營養(yǎng)化重要指標(biāo)，將其應(yīng)用于傳統(tǒng)污水處理廠指標(biāo)監(jiān)測，可以有效檢測水質(zhì)狀況。文章將從總氮與氨氮監(jiān)測分析、污水中氨氮去除原理、數(shù)據(jù)合理性分析三個方面詳細(xì)探究污水處理廠中總氮、氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)合理性，旨在推動我國污水處理技術(shù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：污水處理;總氮;氨氮;監(jiān)測數(shù)據(jù)

氮元素過量是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的重要原因[1]。污水處理過程中監(jiān)測氮元素含量，對于監(jiān)測污水處理效果具有重要意義。查閱相關(guān)資料，污水中的氮有四種不同的形態(tài)，四種形態(tài)氮合稱為總氮，氨氮是四氮形態(tài)之一。污水處理廠中會將氨氮、總氮數(shù)據(jù)指標(biāo)作為常規(guī)分析項目，用以監(jiān)測水體富營養(yǎng)化程度。

一、總氮與氨氮監(jiān)測分析

污水處理廠在實際監(jiān)測總氮、氨氮數(shù)據(jù)指標(biāo)時可以發(fā)現(xiàn)，全國各地在相關(guān)數(shù)據(jù)指標(biāo)監(jiān)測過程中差異性比較大[2]。理論上總氮數(shù)據(jù)等于有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮數(shù)據(jù)之和，但數(shù)據(jù)實際監(jiān)測過程中卻出現(xiàn)不對等，總氮與四種氮形態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)系不明確的情況，會人員對于監(jiān)測結(jié)果的精準(zhǔn)性以及合理性產(chǎn)生疑惑[3]。因此分析總氮、氨氮數(shù)據(jù)合理性對于污水處理廠進行污水處理效果分析是十分必要的。

污水中的氮主要分為四種形態(tài)，其生化處理過程如下：

第一，氨氮。硝化反應(yīng)：（1）方式為好氧細(xì)菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為NO3-。反硝化反應(yīng)：（1）方式為厭氧菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為N2。

第二，有機氮。硝化反應(yīng)：（1）方式為好氧細(xì)菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為NH3-N。

第三，亞硝酸鹽氮。硝化反應(yīng)：（1）方式為好氧細(xì)菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為NO3-。反硝化反應(yīng)：（1）方式為厭氧菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為N2。

第四，硝酸鹽氮。硝化反應(yīng)：（1）方式無;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為NO3-。反硝化反應(yīng)：（1）方式為厭氧菌;（2）反應(yīng)產(chǎn)物為N2。

四種形態(tài)氮硝化反應(yīng)過程化學(xué)式為：NH4++2O2=NO3-+2H++H2O。

四種形態(tài)氮反硝化反應(yīng)過程化學(xué)式為：6NO3-+5CH2OH=5O2+7H2O+6OH-+3N2[4]。

二、污水中氨氮去除原理

污水處理廠主要采用A2O法去除廢水中的氨氮，該方法屬于生物處理法。

去除原理：（1）充氧條件下污水中的氨氮物質(zhì)具備反應(yīng)條件;（2）氨氮物質(zhì)經(jīng)過硝化反應(yīng)，生成硝態(tài)氮;（3）生成產(chǎn)物回流至A段;（4）A段進行反硝化反應(yīng);（5）創(chuàng)造缺氧條件以滿足反硝化反應(yīng);（6）通過氮反硝化反應(yīng)過程化學(xué)式可知硝態(tài)氮是電子受體，而水中有機物為供體;（7）反硝化反應(yīng)結(jié)束后硝態(tài)氮還原成氮;（8）氮氣逸出污染水體;（9）去除污水中氨氮完畢。

三、數(shù)據(jù)合理性分析

在污水處理中會出總氨氮數(shù)據(jù)值小于、大于、接近三種情況。

（一）數(shù)值較小

總氮數(shù)值主要包括四種氮形態(tài)數(shù)值，因此理論上數(shù)據(jù)數(shù)值應(yīng)該大于氨氮數(shù)據(jù)數(shù)值。當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)值低于氨氮的情況下，可以直接判斷出總氮數(shù)據(jù)數(shù)值較小是不合理的。監(jiān)測人員在實際測定的過程中沒有嚴(yán)格按照納氏試劑分光光度法以及紫外法進行科學(xué)處理，導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)結(jié)果出現(xiàn)總氮數(shù)據(jù)數(shù)值小于氨氮數(shù)據(jù)值的情況。總體而言，實驗室監(jiān)測中監(jiān)測用水、化學(xué)試劑、消解時間、硝解因素均會對其造成影響。

第一，用水影響。實驗室用水中的化學(xué)成分如果出現(xiàn)差異性將會導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)差異性。因此在氨氮、總氮樣品分析過程中一定要選擇同等級別的實驗用水，更要嚴(yán)格控制吸光度，避免因為用水差異性導(dǎo)致實驗結(jié)果出現(xiàn)較大差異。

第二，試劑影響。在測定水體中總氮數(shù)據(jù)過程中，如果過硫酸鉀、氫氧化鈉實際質(zhì)量不過關(guān)，將會對空白造成較大影響。目前，市場中所售賣的過硫酸鉀、氫氧化鈉質(zhì)量參差不齊，部分過硫酸鉀試劑使用后會導(dǎo)致空白吸光度具居高不下，嚴(yán)重影響實驗結(jié)果，導(dǎo)致總氨氮檢測數(shù)值虛高，總氮與氨氮數(shù)據(jù)對比后差異性比較明顯[4]。因此在實際監(jiān)測過程中，檢測人員需要選擇高純度過硫酸鉀、氫氧化鈉減少雜質(zhì)對于實驗結(jié)果的影響。

第三，消解因素。消解過程中要嚴(yán)格控制時間、壓力、溫度。消解過程中主要因素控制數(shù)值為：（1）壓力值：122（±2Pa）Pa;（2）時間值：40min（±5min）;（3）溫度值：溫度值：25℃（±1℃）。在監(jiān)測過程中，一定要確保消解過程結(jié)束后將壓力表控制在0Pa，隨后再將樣品取出[5]。

（二）數(shù)值接近

總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)數(shù)值與氨氮檢測值接近原因，主要是因為硝化反應(yīng)沒有達成預(yù)期效果，這也導(dǎo)致氨氮轉(zhuǎn)化率不高。在日常監(jiān)測過程中，一級A出水口評價標(biāo)準(zhǔn)為氨氮5mg/L，總氮為15mg/L，兩項數(shù)據(jù)比較接近則說明污水中NH4+并沒有完全轉(zhuǎn)化[6]。

（三）數(shù)值較大

總氮包含氨氮，因此從理論上來說總氨氮數(shù)據(jù)數(shù)值較大是正?，F(xiàn)象。但在實際監(jiān)測過程中如果總氮與氨氮之間差異波動值低于常規(guī)檢測數(shù)值，或者倍數(shù)之差達到20以上則說明檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。監(jiān)測人員需要立即對以下幾個環(huán)節(jié)進行核查：

（1）采樣。確定樣品是否出現(xiàn)混淆情況。監(jiān)測人員在采樣時要嚴(yán)格按照實驗室樣本采樣要求進行采樣，并添加固定劑。

（2）方法：監(jiān)測過程中監(jiān)測人員需要嚴(yán)格按照水質(zhì)氨氮、總氮測定標(biāo)準(zhǔn)進行檢測。如果監(jiān)測過程中，監(jiān)測人員沒有按照相關(guān)要求進行測定，就會出現(xiàn)監(jiān)測數(shù)值過大的情況。

（3）分析：在數(shù)據(jù)分析過程中，監(jiān)測人員如果沒有嚴(yán)格繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，就會導(dǎo)致水樣總氮結(jié)果過高的情況。同時，監(jiān)測人員要對NO3-污染因子進行測定，并根據(jù)分子式計算出NO2-N數(shù)值，將數(shù)值進行比對確定數(shù)據(jù)是否合理。

結(jié)語：

總氮數(shù)據(jù)數(shù)值與氨氮數(shù)據(jù)數(shù)值共有三種關(guān)系。根據(jù)以上分析可以得知，當(dāng)前者數(shù)據(jù)小于后者時顯然數(shù)據(jù)不具有合理性。但當(dāng)數(shù)據(jù)接近或者高于時則需要具體情況具體分析，當(dāng)數(shù)據(jù)明顯高于相關(guān)數(shù)值時則需要考慮污水處理工藝流程是否合理，由此判斷數(shù)據(jù)的合理性。

參考文獻

[1] ?閔志華.陽澄湖地區(qū)水體重金屬銻的總量控制[J].水利水電科技進展，2018，38（4）：35-37，56.

[2] ?羅中玉.城市生活污水處理廠建設(shè)項目環(huán)境保護竣工驗收監(jiān)測[J].價值工程，2018，37（9）：76-78.

[3] ?楊紅，杜剛，張之，等.淄博市廢水總磷、總氮在線監(jiān)控設(shè)施建設(shè)試點工作交流[J].低碳世界，2019，9（9）：37-38.

[4] ?周桐.BAF高氨氮廢水一體化自養(yǎng)脫氮工藝及N2O產(chǎn)生途徑研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2017.

[5] ?李謙.污水處理廠生物脫氮工藝運行問題對策[D].山西：太原理工大學(xué)，2017.

[6] ?鄭志洋.城鎮(zhèn)污水廠二級生化出水臭氧深度處理技術(shù)研究[D].河北：河北科技大學(xué)，2017.

作者簡介：張英紅，女，1985.07，漢族，山東煙臺人，本科學(xué)歷，中級工程師，研究方向：環(huán)境監(jiān)測。