第24卷第1期環(huán)境科技Vol.24No.l2011年2月Environmental Science and TechnologyFeb.2011污水廠進(jìn)水氮指標(biāo)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(yīng)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(biāo)。首先闞述了選取各種氮指標(biāo)作為污水處理廠象氮削減量考核指標(biāo)的可行性。再通過列舉蘇州新區(qū)第一污水廠(改造前)進(jìn)水中各種氮指標(biāo)數(shù)據(jù),對所做分析加以證明,最后給出結(jié)論并提出建議。關(guān)鍵詞:氨氧;凱氏氟;削減;考核中圖分類號: X7文獻(xiàn)標(biāo)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(biāo)，也是各類型氮中危害影響最大的一-種形態(tài)?！笆鬯泻衔镉?種:有機(jī)氮、氨氮、硝酸二五”期間,在繼續(xù)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(xiàn)有基礎(chǔ)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(biāo)，通過污水處理廠協(xié)同效應(yīng)并氮量。它包括了NH-N和在此條件下可能被轉(zhuǎn)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(jī)氮化合物。一-般情況下,在測定地改善目前水質(zhì)NH3-N超標(biāo)現(xiàn)象，并減輕湖庫KN和NH,-N后,其差值即稱為有機(jī)氮。水中硝酸鹽NH-N和TN的負(fù)荷。氮(NO5-N)是在有氧環(huán)境下含氮化合物中最穩(wěn)定的一種,亦是含氮有機(jī)物經(jīng)無機(jī)作用的最終分解產(chǎn)物。1 NHz-N 納入污染減排約束性指標(biāo)亞硝酸鹽氮(NO2-N)是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物,不穩(wěn)定,根據(jù)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(yuǎn)遠(yuǎn)超出受納水體的環(huán)境被還原成NH,-N。總氮(TN)包括KN,NO,-N和容量、污染負(fù)荷壓力大是造成目前地表水體NH;-N超標(biāo)的最主要原因。NHJ-N已超過COD成為影響地NO-N。“十一五”期間環(huán)境保護(hù)工作取得積極進(jìn)展。在表水水環(huán)境質(zhì)量的首要指標(biāo),NH;-N是否納人污染國民經(jīng)濟(jì)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(biāo)，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)量績效。NH3-N是各類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(biāo)志,其對水生態(tài)環(huán)境的危害收稿日期:2010-10-25表現(xiàn)在多個(gè)方面。與COD一樣,.NHJ-N也是水體中作者簡介: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期劉鋒等污水廠進(jìn)水氮指標(biāo)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(zhèn)污水廠,其來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(jī)氮較多，若以NHz-N為指標(biāo)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,對污水廠等排污單位來說是不劃算的。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(jié)果準(zhǔn)確度高,可以準(zhǔn)NO3-N,NO:-N與蛋白質(zhì)結(jié)合生成亞硝胺,具有致癌確地測定污水中有機(jī)氮和NHz-N量之和。另外,水和致畸作用。同時(shí)NHJ-N是水體中的營養(yǎng)素,可為藻體TN高不-定水質(zhì)受污染。而水體中以KN為主的類生長提供營養(yǎng)源,增加水體富營養(yǎng)化發(fā)生的幾率。還原性氮(有機(jī)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(biāo)是相對合理的。通過實(shí)施NH-N總量控制,降低進(jìn)人水體的NH3-N3污水廠 進(jìn)水氮分布情況污染負(fù)荷,也就直接減少了水體TN含量,有利于緩解湖庫富營養(yǎng)化。為了探究城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)水氮分布情況，包括筆2進(jìn)水氮指標(biāo)的選取者在內(nèi)的幾位同學(xué)對蘇州市新區(qū)第-污水廠(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(biāo)。因此,應(yīng)該對各項(xiàng)氮指標(biāo))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(jiān)測,以獲天的12:00~13:00。圖1至圖3為此次測定的結(jié)果。在考察進(jìn)水氮分布情況的之前，首先應(yīng)該了解匆其NHJ-N削減量(以下簡稱削減量)。以污水進(jìn)水NH;-N濃度為指標(biāo)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)來說是不合算、“吃虧”的。因?yàn)檫M(jìn)水中有一-的廢水,其進(jìn)水NH -N,KN差別也會很大。600p部分有機(jī)氮在中間反應(yīng)過程中經(jīng)過氨化反應(yīng)"轉(zhuǎn)化成NHz-N。氨化反應(yīng)是指有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下,分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程。以氨基酸為例，其反應(yīng)式為:RCHNH2COOH+O2氧化器.RCOOH+CO2+NH。處理由氨化反應(yīng)產(chǎn)生的這--部分NH;-N“10卻未能計(jì)入削減量當(dāng)中，對生活污水及含有機(jī)氮較0高的廢水排放單位、企業(yè)來說，即使投入了大量費(fèi)用用于NH-N的削減，但是由于考核指標(biāo)的選取不日期當(dāng),其付出徒勞,得不到環(huán)保部門的認(rèn)可。圖1進(jìn)水COD。質(zhì)濃度若以進(jìn)水TN為指標(biāo)進(jìn)行削減量考核，也會出4.00 '+ NO;-N。 NO;-N10.35現(xiàn)問題。目前，用TN監(jiān)測的國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB0.25 :11894-89《水質(zhì)總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫0.20-外分光光度法》進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)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(xiàn)NH3-N值高于0.05 :TN值現(xiàn)象。出現(xiàn)這種現(xiàn)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(nèi)，這種圍2進(jìn)水NO3-N,NO2;-N質(zhì)量濃度現(xiàn)象表明標(biāo)準(zhǔn)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(zhuǎn)化而來，污水在進(jìn)人脫氨處理構(gòu)筑物10:502之前,硝化和亞硝化反應(yīng)都是很弱的,兩者含量都很低,轉(zhuǎn)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(biāo)。以進(jìn)水KN為指標(biāo)考核削減量，筆者認(rèn)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(jì)算,新區(qū)第- -污水廠進(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(jì)。NO2-濃度為32 mg/L,有機(jī)氮平均質(zhì)量濃度為15 mg/L,N濃度出現(xiàn)零的情況，是因?yàn)樵谖粗錆舛鹊那闆r則由有機(jī)氮貢獻(xiàn)的NH,-N質(zhì)量濃度為2 mg/L。根據(jù)下,稀釋了一定倍數(shù),采用標(biāo)準(zhǔn)測定方法GB 7493一DB 32/1072-2007《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重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(yīng)該小于5 mg/L。假定污水廠全年.NO2-N為0。NO3-N 質(zhì)量濃度在0.3~ 4 mg/L之運(yùn)行330 d,每天處理水量為5萬t。間,波動較大。通過圖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(xiàng)指標(biāo)不宜作為削該廠 1 a NH-N削減量約為:減量考核指標(biāo)。(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(jī)氮，若僅以進(jìn)水NH;-N濃度進(jìn)因進(jìn)水氮指標(biāo)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(jī)氮經(jīng)氨化作用轉(zhuǎn)③的結(jié)果相差33 t,對排污單位來說,②是不合理的。化而成的NH3-N量就未計(jì)入考核量中,對排污單位5結(jié)論及建議和企業(yè)是不利的。由圖3可以看出，隨著時(shí)間的推移，進(jìn)水NH-N通過對蘇州新區(qū)第-污水廠(改造前)進(jìn)水水樣有所減少。這是因?yàn)?①進(jìn)行取樣、氮指標(biāo)測定試驗(yàn)及假定條件基礎(chǔ)上的NH3+ H0一蘭NH: + OH-當(dāng)時(shí)間由5月推移至6月,氣溫逐漸升高，反應(yīng)NH3-N削減量計(jì)算,本文得出如下結(jié)論。(1)蘇州新區(qū)第一污水廠進(jìn)水中,NH3-N與KN①平衡向左移動,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(jī)氮。是NH-N與KN比值有所下降的原因。:(2)隨著氣溫的升高,污水廠進(jìn)水NH;-N濃度4以NH-N和KN為考核指標(biāo)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(biāo),兩者的結(jié)果相差33 Ua。30 mg/L左右)，有機(jī)氮- -般1/3 (質(zhì)量濃度10~ 15建議綜合考慮污水廠進(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(jì)算,這樣是客觀.公正的。在進(jìn)州新區(qū)第- -污水廠進(jìn)水氮(平均濃度)分布情況。行削減量計(jì)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(jī)氮濃度。再根據(jù)各地水質(zhì)的不同,適當(dāng)選取有機(jī)氮經(jīng)過氨化作用轉(zhuǎn)化為NH3-N的.的(有機(jī)氟)=325轉(zhuǎn)化率,將由此轉(zhuǎn)化而來的NH,-N計(jì)人氨氮削減量中。所以在計(jì)算NH-N削減量時(shí),要充分考慮進(jìn)水中有機(jī)氮對NH,-N的貢獻(xiàn),并要將此貢獻(xiàn)值計(jì)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(xiàn)]假定污水廠進(jìn)水中有機(jī)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(zhuǎn)化為氨基酸(1mg的有機(jī)氮有0.8mg轉(zhuǎn)化為氨基版社, 2000.酸),R基團(tuán)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)問題的探討[].化學(xué)分析計(jì)量, 2006, 15(1): 74- 58.+NH,可得，質(zhì)量濃度為1.0mg/L的有機(jī)氮可以轉(zhuǎn)[3]蔡健明，操家順.蘆村污水廠進(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(zé)任編輯曹愚偉)