污水處理廠廢水中總氮與氨氮監測數據的合理性

張英紅　李祥蕾

摘要：總氮與氨氮是水體富營養化重要指標，將其應用于傳統污水處理廠指標監測，可以有效檢測水質狀況。文章將從總氮與氨氮監測分析、污水中氨氮去除原理、數據合理性分析三個方面詳細探究污水處理廠中總氮、氨氮監測數據合理性，旨在推動我國污水處理技術發展。

關鍵詞：污水處理;總氮;氨氮;監測數據

氮元素過量是導致水體富營養化的重要原因^[1] 。污水處理過程中監測氮元素含量，對于監測污水處理效果具有重要意義。查閱相關資料，污水中的氮有四種不同的形態，四種形態氮合稱為總氮，氨氮是四氮形態之一。污水處理廠中會將氨氮、總氮數據指標作為常規分析項目，用以監測水體富營養化程度。

總氮與氨氮監測分析

污水處理廠在實際監測總氮、氨氮數據指標時可以發現，全國各地在相關數據指標監測過程中差異性比較大^[2] 。理論上總氮數據等于有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮數據之和，但數據實際監測過程中卻出現不對等，總氮與四種氮形態數據關系不明確的情況，會人員對于監測結果的精準性以及合理性產生疑惑^[3] 。因此分析總氮、氨氮數據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，其生化處理過程如下：

第一，氨氮。硝化反應：（1）方式為好氧細菌;（2）反應產物為NO₃^-。反硝化反應：（1）方式為厭氧菌;（2）反應產物為N₂。

第二，有機氮。硝化反應：（1）方式為好氧細菌;（2）反應產物為NH₃-N。

第三，亞硝酸鹽氮。硝化反應：（1）方式為好氧細菌;（2）反應產物為NO₃^-。反硝化反應：（1）方式為厭氧菌;（2）反應產物為N₂。

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

四種形態氮硝化反應過程化學式為：NH₄⁺+2O₂=NO₃^-+2H⁺+H₂O。

四種形態氮反硝化反應過程化學式為：6NO₃^-+5CH₂OH=5O₂+7H₂O+6OH^-+3N₂^[4]。

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具備反應條件;（2）氨氮物質經過硝化反應，生成硝態氮;（3）生成產物回流至A段;（4）A段進行反硝化反應;（5）創造缺氧條件以滿足反硝化反應;（6）通過氮反硝化反應過程化學式可知硝態氮是電子受體，而水中有機物為供體;（7）反硝化反應結束后硝態氮還原成氮;（8）氮氣逸出污染水體;（9）去除污水中氨氮完畢。

數據合理性分析

在污水處理中會出總氨氮數據值小于、大于、接近三種情況。

數值較小

總氮數值主要包括四種氮形態數值，因此理論上數據數值應該大于氨氮數據數值。當出現數據數值低于氨氮的情況下，可以直接判斷出總氮數據數值較小是不合理的。監測人員在實際測定的過程中沒有嚴格按照納氏試劑分光光度法以及紫外法進行科學處理，導致測量數據結果出現總氮數據數值小于氨氮數據值的情況。總體而言，實驗室監測中監測用水、化學試劑、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成分如果出現差異性將會導致實驗結果出現差異性。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，更要嚴格控制吸光度，避免因為用水差異性導致實驗結果出現較大差異。

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

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

（二）數值接近

總氮監測數據數值與氨氮檢測值接近原因，主要是因為硝化反應沒有達成預期效果，這也導致氨氮轉化率不高。在日常監測過程中，一級A出水口評價標準為氨氮5mg/L，總氮為15mg/L，兩項數據比較接近則說明污水中NH₄⁺并沒有完全轉化^[6] 。

（三）數值較大

總氮包含氨氮，因此從理論上來說總氨氮數據數值較大是正常現象。但在實際監測過程中如果總氮與氨氮之間差異波動值低于常規檢測數值，或者倍數之差達到20以上則說明檢測數據出現異常。監測人員需要立即對以下幾個環節進行核查：

（1）采樣。確定樣品是否出現混淆情況。監測人員在采樣時要嚴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：監測過程中監測人員需要嚴格按照水質氨氮、總氮測定標準進行檢測。如果監測過程中，監測人員沒有按照相關要求進行測定，就會出現監測數值過大的情況。

（3）分析：在數據分析過程中，監測人員如果沒有嚴格繪制標準曲線，就會導致水樣總氮結果過高的情況。同時，監測人員要對NO₃^-污染因子進行測定，并根據分子式計算出NO₂-N數值，將數值進行比對確定數據是否合理。

結語

總氮數據數值與氨氮數據數值共有三種關系。根據以上分析可以得知，當前者數據小于后者時顯然數據不具有合理性。但當數據接近或者高于時則需要具體情況具體分析，當數據明顯高于相關數值時則需要考慮污水處理工藝流程是否合理，由此判斷數據的合理性。

參考文獻：

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

作者簡介：

張英紅 出生年月：1985.07 女 漢 山東煙臺 本科 中級工程師，研究方向：環境監測

（作者單位：山東省煙臺生態環境監測中心）