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，將其應用于傳統(tǒng)污水處理廠指標監(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。

關鍵詞：污水處理;總氮;氨氮;監(jiān)測數(shù)據(jù)

氮元素過量是導致水體富營養(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)指標時可以發(fā)現(xiàn)，全國各地在相關數(shù)據(jù)指標監(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)關系不明確的情況，會人員對于監(jiān)測結(jié)果的精準性以及合理性產(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：（1）方式為好氧細菌;（2）反應產(chǎn)物為NO3-。反硝化反應：（1）方式為厭氧菌;（2）反應產(chǎn)物為N2。

第二，有機氮。硝化反應：（1）方式為好氧細菌;（2）反應產(chǎn)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(chǎn)物為NO3-。反硝化反應：（1）方式為厭氧菌;（2）反應產(chǎn)物為N2。

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

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

四種形態(tài)氮反硝化反應過程化學式為：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)具備反應條件;（2）氨氮物質(zhì)經(jīng)過硝化反應，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;（5）創(chuàng)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(tài)氮是電子受體，而水中有機物為供體;（7）反硝化反應結(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)值應該大于氨氮數(shù)據(jù)數(shù)值。當出現(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(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(xiàn)差異性將會導致實驗結(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，更要嚴格控制吸光度，避免因為用水差異性導致實驗結(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，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致空白吸光度具居高不下，嚴重影響實驗結(jié)果，導致總氨氮檢測數(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沒有達成預期效果，這也導致氨氮轉(zhuǎn)化率不高。在日常監(jiān)測過程中，一級A出水口評價標準為氨氮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)值較大是正常現(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)測人員需要嚴格按照水質(zhì)氨氮、總氮測定標準進行檢測。如果監(jiān)測過程中，監(jiān)測人員沒有按照相關要求進行測定，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)測人員如果沒有嚴格繪制標準曲線，就會導致水樣總氮結(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)值共有三種關系。根據(jù)以上分析可以得知，當前者數(shù)據(jù)小于后者時顯然數(shù)據(jù)不具有合理性。但當數(shù)據(jù)接近或者高于時則需要具體情況具體分析，當數(shù)據(jù)明顯高于相關數(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)控設施建設試點工作交流[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，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，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，2017.

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