第24卷 第1期環(huán)境科技Vol.24 No.12011年2月Environmental Science and TechnologyFeb.2011污水廠進水氮指標選取的討論鋒'， 楊海亮|， 盧斌'， 鮑兵兵，馬三劍1(1.蘇州科技學院環(huán)保應用技術研究所，江蘇蘇州21501;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,繼化學需氧量之后,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。首先闡述了選取各種氟指標作為污水處理廠氨氮削減量考核指標的可行性。再通過列舉蘇州新區(qū)第一污水廠(改造前)進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。關鍵詞:氨氧; 凱氏氟;削減; 考核中圈分類號: 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”. Firtly, it elaborates the feasibility of selecting various nitrogen indexes as the asesment index ofthe reduction amount of ammonia nitrogen. Then, the paper lists the data of various influent nitrogen indexes of the No.IWastewater Treatment Plant in Suzhou New District (before modification) to prove the above analysis. Finally, it put forwardssome conclusions and recommendations.Key words: Ammonia nitrogen; Kjeldahl nitrogen; Reduce; Asesment0引言標,也是各類型氮中危害影響最大的一-種形態(tài)?！笆濉逼陂g,在繼續(xù)推進COD污染減排工作的同時,污水中含氮化合物有4種:有機氮、氨氮、硝酸考慮到環(huán)境質量特征階段重點、現有基礎和技術經鹽氮和亞硝酸鹽氮。氨氮(NH3-N)以游離氨或銨鹽濟等因素,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，通過污水處理廠協(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NHs-N去除效率,較大程度銨鹽而被測定的有機氮化合物。-般情況下,在測定地改善目前水質NH3-N超標現象，并減輕湖庫KN和NH;-N后,其差值即稱為有機氮。水中硝酸鹽NH-N和TN的負荷。氮(NO,5-N)是在有氧環(huán)境下含氮化合物中最穩(wěn)定的- -種,亦是含氮有機物經無機作用的最終分解產物。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)的中間產物,不穩(wěn)定,根據水環(huán)境條件的不同,可被氧化成NOs-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,NO35-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。NH3-N已超過COD成為影響地NO2-N。.“十一五”期間環(huán)境保護工作取得積極進展。在表水水環(huán)境質量的首要指標,NH-N是否納人污染國民經濟快速發(fā)展的同時,化學需氧量(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)境質量總體有所改善?！笆迟|量績效。NH-N是各類型氮中危害影響最大的一種形-.五”前2年NH,-N已成為影響地表水質的首要指態(tài),是中國煤化工k生態(tài)環(huán)境的危害收稿日期:2010-10-25表現|YHCN M H GH-N也是水體中作者簡介:劉鋒(1974-).男,江西南昌人,大學本科,高級工程師,主要的主要托氧朽采物,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(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氮較多，若以NHz-N為指標進行考核,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NH-N是水體中的營養(yǎng)素,可為藻體TN高不一定水質受污染。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,以進水KN作為削減量考核指標是相對合理的。通過實施NH,-N總量控制,降低進人水體的NH3-N3污水廠 進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養(yǎng)化。為了探究城鎮(zhèn)污水廠進水氮分布情況，包括筆2進水氮指標的選取者在內的幾位同學對蘇州市新區(qū)第一污水廠(改造NH3-N將繼COD之后,有望在“十二五”納人全前)進水進行了為期2個月的采樣、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,取樣時間為每排污單位、企業(yè)的進水NH,-N濃度進行監(jiān)測,以獲天的12:00-13:00。圖1至圖3為此次測定的結果。在考察進水氮分布情況的之前，首先應該了解匆其NH,-N削減量(以下簡稱削減量)。以污水進水NH-N濃度為指標考核削減量,對該廢水的COD濃度范圍，進水COD濃度范圍不同.排污企業(yè)來說是不合算、“吃虧”的。因為進水中有一的廢水,其進水NH- -N,KN差別也會很大。部分有機氮在中間反應過程中經過氨化反應"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)氮的過程。以氨基酸為例，其反應式為:RCHNH2COOH + 02氧化器RCOOH+CO2 + NH。處理由氨化反應產生的這一部分 NH2-N卻未能計人削減量當中，對生活污水及含有機氮較0高的廢水排放單位、企業(yè)來說,即使投人了大量費用用于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)保部門的認可。圖1進水CODo質濃度若以進水TN為指標進行削減量考核，也會出4.00+NO;-N - - NO;-N10.35現問題。目前，用TN監(jiān)測的國家標準方法GB_3.5011894--89《水質總氮的測定堿性過硫酸鉀消解紫3.0040.25，12.50外分光光度法》進行水質監(jiān)測時，理論上同- -水樣的2 2.00NH3--N值不可能高于TN值。而在實際測量時，如果專1.00o.10號廢水中氨態(tài)氮的含量較高,則易出現NHz-N值高于0.05TN值現象。出現這種現象的原因是,在堿性介質中,氨態(tài)氮以氨氣形式逸散在比色管氣相中，此時測出的TN是NO3-N,NO2-N及部分NH;-N之和網，這種圍2進水NO:-N,NO2;-N質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。70NO3-N,NO2-N是NH3-N在經硝化菌和亞硝化菌作用后轉化而來,污水在進人脫氮處理構筑物1050藝之前,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中國煤化工NpQ0.00體中NHs-N的真實含量,故進水NO3-N,NO2:-N不;YHCNMHGS適宜作為考核削減量指標。!期以進水KN為指標考核削減量，筆者認為相對圖3進水NH_-N,KN 質t濃度及二者比值環(huán)境科技2011年2月.由圖2可知，進水NO3-N,NO2-N濃度都很經計算,新區(qū)第- -污水廠進水NH-N平均質量低,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(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重87<水質亞硝酸鹽氮的測定分光光度法》,超出了該點工業(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量濃度0.003 m/L。故視進水NH3-N質量濃度應該小于5 mg/L。假定污水廠全年.NO2-N為0。NO;-N 質量濃度在0.3 ~ 4 mg/L之運行330 d,每天處理水量為5萬t。間,波動較大。通過圖2所示的NO3-N,NO2-N濃度若以進水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 1 a NH-N削減量約為:減量考核指標。(32-5)x 50000x 330+ 10* =445.5t②由圖3可知,NH-N與KN質量濃度比值大致若以進水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 NH;-N削減量約為:污水廠進水氮組分大致相同”。進水中還有占KN濃.(32 +2-5)x 50 000x 330+ 10=478.5t③度30%~40%的有機氮,若僅以進水NHJ-N濃度進因進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氨化作用轉③的結果相差33 t,對排污單位來說,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,隨著時間的推移，進水NH-N通過對蘇州新區(qū)第- -污水廠(改造前)進水水樣有所減少。這是因為:進行取樣、氮指標測定試驗及假定條件基礎上的NH3+ H0 t NH,* + 0H-①NH3-N削減量計算,本文得出如下結論。當時間由5月推移至6月,氣溫逐漸升高,反應(1)蘇州新區(qū)第一污水廠進水中,NH3-N與KN①平衡向左移動,進水中NH;-N以游離態(tài)的NH形質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)隨著氣溫的升高,污水廠進水NH-N濃度4以NH3-N和KN為考核指標的NH-N削減量有所下降。(3)以進水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，質量濃度核指標,兩者的結果相差33 Va。30 mg/L左右)，有機氮一般1/3 (質量濃度10~ 15建議綜合考慮污水廠進水KN與NH,-N,進行mg/L),其它形式的氮很少,可以約等于零。圖4為蘇NH;-N削減量考核、計算,這樣是客觀、公正的。在進州新區(qū)第- -污水廠進水氮(平均濃度)分布情況。行削減量計算時，測定進水KN和NH;-N濃度,兩roNO:-N)=2%者之差即為進水有機氮濃度。再根據各地水質的不;同,適當選取有機氮經過氨化作用轉化為NH3-N的轉化率，將由此轉化而來的NH;-N計人氨氮削減量中。所以在計算NH3-N削減量時,要充分考慮進水中有機氮對NH,-N的貢獻,并要將此貢獻值計人進水NH;-N濃度中作為進水NH;-N“真實”濃度。u(NH-N)=66%圉4進水氨分布情況[參考文獻]假定污水廠進水中有機氮全部是蛋白質且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RCHNH2COOH+O2一十RC00H + CO2[2]吳志旭，陳林茜.水中總氮測定有關問題的探討[].化學分析計量，2006, 15(1): 74- 58.+ NH,可得，質量濃度為1.0 mg/L的有機氮可以轉3]美中國煤化工分分析I]環(huán)境科技，化質量濃度為0.13 mg/L的NH,-N (17+ 104x 0.8YHCNMHG= 0.13)。(責任編輯 曹恩偉)