广东工业废水氨氮超标怎么办

A. 氨氮超标原因和解决办法

一、有机物导致的氨氮超标
笔者曾处理过CN比小于3的高氨氮污水，在脱氮工艺要求CN比达到4~6的情况下，需要添加碳源以提高反硝化效率。当时使用的碳源是甲醇，由于甲醇储罐出口阀门脱落，大量甲醇流入A池，导致曝气池泡沫过多，出水COD和氨氮显著上升，系统崩溃。
分析：大量碳源进入A池，反硝化无法利用，随后来到曝气池，底物充足，异养菌在有氧环境下大量繁殖，消耗氧气和微量元素。由于硝化细菌是自养型，代谢能力较弱，氧气被其他细菌争夺，无法形成优势种群，硝化反应受限，氨氮浓度上升。
解决办法：
1. 立即停止进水，进行闷爆处理，内外回流连续开启。
2. 停止压泥，以保持污泥浓度。
3. 若有机物引起非丝状菌膨胀，可投加PAC提高污泥絮性，投加消泡剂消除冲击泡沫。
二、内回流导致的氨氮超标
内回流导致的氨氮超标，笔者遇到两种情况：内回流泵出现电气故障（现场跳停仍有运行信号）或机械故障（叶轮脱落），以及人为原因（内回流泵未试正反转，现场为反转状态）。
分析：内回流问题可归结为有机物冲击。缺乏硝化液回流，A池仅有少量外回流带来的硝态氮，整体呈现厌氧状态。碳源只能水解酸化，而不会完全代谢为二氧化碳释放。大量有机物进入曝气池，导致氨氮浓度升高。
解决办法：
内回流问题易于识别，可通过数据和趋势判断。初期O池出口硝态氮升高，A池硝态氮降低至0，PH降低等。解决方法分三种情况：
1. 及时发现问题并检修内回流泵。
2. 内回流导致氨氮升高，检修内回流泵，停止或减少进水进行闷爆。
3. 硝化系统崩溃，停止进水闷爆，如有条件且情况紧急，可投加类似脱氮系统的生化污泥，加快系统恢复。
三、PH过低导致的氨氮超标
笔者遇到过PH过低导致的氨氮超标，原因有三种：
1. 内回流过大或内回流处曝气过度，导致大量含氧量高的水进入A池，破坏缺氧环境，反硝化细菌有氧代谢，部分有机物被氧化，严重影响了反硝化效率。因为反硝化能补偿硝化反应代谢掉的碱度的一半，缺氧环境破坏导致碱度生成减少，PH降低，硝化细菌适宜的PH范围，硝化反应受抑制，氨氮升高。这种情况一些同行可能会遇到，但很少从这方面寻找原因。
2. 进水CN比不足，反硝化不完整，产生的碱度少，导致PH下降。
3. 进水碱度降低，导致PH持续下降。
分析：PH值降低导致氨氮超标，实际中发生的频率较低，因为PH连续下降是一个过程，运营人员通常在未找到问题时已经开始加碱调节PH。
解决办法：
1. 发现PH连续下降时，开始投加碱维持PH值，然后分析原因。
2. 如果PH过低导致系统崩溃，笔者接触过PH在5.8~6的状况下，硝化系统尚未崩溃，但需及时补充PH，首先将系统PH补至正常水平，然后闷爆或投加同类型污泥。
四、DO过低导致的氨氮超标
笔者运营的污水是高硬度废水，容易结垢。曝气器运行一段时间后，曝气头常堵塞，导致DO无法提升，氨氮升高。
分析：曝气作用是充氧和搅拌，曝气头堵塞影响两种功能，硝化反应是有氧代谢，需要曝气池溶氧适宜的环境才能正常进行。DO过低导致硝化受阻，氨氮浓度上升。
解决办法：
1. 更换曝气头，尤其是硬度低、操作问题导致的堵塞可考虑此法。
2. 改用大孔曝气器（适用于氧利用率低、风机余量大的企业）或射流曝气器（适用于硬度高的污水，尤其是需要动力流体的情况）。
五、泥龄导致的氨氮超标
目前笔者遇到过两种情况：
1. 压泥过多，导致氨氮升高。
2. 污泥回流不均衡，两侧系统污泥回流相差过大，导致污泥回流少的一侧氨氮升高。
分析：压泥过多和污泥回流过少都会导致污泥泥龄降低。因为细菌都有世代期，SRT（污泥停留时间）低于世代期，细菌无法在系统中聚集，形成不了优势菌种，对应的代谢物无法去除。一般泥龄是细菌世代期的3-4倍。
解决办法：
1. 减少进水或闷爆处理。
2. 投加同类型污泥（通常与1、2一起使用效果更佳）。
3. 如果是污泥回流不均衡导致的问题，在保证正常系列运行的情况下，将部分污泥回流到问题系统。
六、氨氮冲击导致的氨氮超标
氨氮冲击通常发生在工业污水或工业污水进入生活污水管网的系统中。笔者之前遇到的情况是上游汽提塔控制温度降低，导致来水氨氮突然升高，脱氮系统崩溃，出水氨氮超标，污水处理现场氨味特别浓。
分析：氨氮冲击目前尚无明确解释，笔者分析氨氮冲击是因为水中游离氨（FA）过高导致的。尽管FA对AOB（氨氧化细菌/亚硝酸细菌）影响较弱，但当FA浓度在10~150mg/L时开始对AOB产生抑制作用，而FA对NOB（亚硝酸盐氧化细菌/硝酸菌）影响更敏感，FA在0.1~60mg/L时对NOB产生抑制作用。硝化反应是由亚硝酸菌和硝酸菌共同完成的，亚硝酸菌的抑制直接导致硝化系统崩溃。
解决办法：保证PH值的情况下，同时进行以下三种方法效果更佳、更快：
1. 降低系统内氨氮浓度。
2. 投加同类型污泥。
3. 闷爆处理。
七、温度过低导致的氨氮超标
这种情况多发生在北方无保温或加热的污水处理厂。因为水温低于硝化细菌适宜的温度，而且MLSS没有因冬季代谢缓慢而提高，导致氨氮去除率下降。
分析：细菌对温度的要求低于人类，但也有底线。尤其是自养型的硝化细菌，工业污水中这种情况较少，因为工业生产产生的废水温度不会因环境温度变化而大幅波动。但生活污水水温基本上受环境温度控制，冬季进水温度很低，尤其是昼夜温差大，往往低于细菌代谢所需的温度，导致细菌休眠，硝化系统异常。
解决办法：
1. 设计阶段将池体做成地埋式（适用于小型的污水处理）。
2. 提前提高污泥浓度。
3. 进水加热，如有匀质调节池，可在池内加热，波动较小，如果直接进水，可使用电加热或蒸汽换热或混合加热来提高水温，需要精确控制进水温度的波动。
4. 曝气加热，较为少见，目前未遇到过。实际上，鼓风曝气时温度已升高，如果曝气管能承受，可考虑加热压缩空气来提高生化池温度。

B. 工业废水如何有效去除氨氮超标

1 高浓度氨氮废水处理技术

高浓度氨氮废水是指氨氮质量浓度大于500mg/L
的废水。伴随石油、化工、冶金、食品和制药等工业的发展，以及人民生活水平的不断提高，工业废水和城市生活污水中氨氮的含量急剧上升，呈现氨氮污染源多、排放量大，并且排放的浓度增大的特点〔2〕。目前针对高氨氮废水的处理技术主要使用吹脱法、化学沉淀法等。

1.1 吹脱法

将空气通入废水中，使废水中溶解性气体和易挥发性溶质由液相转入气相，使废水得到处理的过程称为吹脱，常见的工艺流程见图 1。

图 2 生物脱氮的途径

用生物法处理含氨氮废水时，有机碳的相对浓度是考虑的主要因素，维持最佳碳氮比也是生物法成功的关键之一。

生物法具有操作简单、效果稳定、不产生二次污染且经济的优点，其缺点为占地面积大，处理效率易受温度和有毒物质等的影响且对运行管理要求较高。同时，在工业运用中应考虑某些物质对微生物活动和繁殖的抑制作用。此外，高浓度的氨氮对生物法硝化过程具有抑制作用，因此当处理氨氮废水的初始质量浓度<300
mg/L 时，采用生物法效果较好。

J. Kim 等〔24〕采用小球藻处理美国俄亥俄州辛辛那提磨溪污水处理厂废水中的氨氮，实验结果表明，小球藻在经历24 h 的迟缓期后，在48 h 内氨氮去除率可达50%。

2.3.1 传统生物硝化反硝化技术

传统生物硝化反硝化脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。硝化过程是指在好氧条件下，在硝酸盐和亚硝酸盐菌的作用下，氨氮可被氧化成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮；再通过缺氧条件，反硝化菌将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气，从而达到脱氮的目的。

传统生物硝化反硝化法中，较成熟的方法有A/O 法、A2/O 法、SBR
序批式处理法、接触氧化法等。它们具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。但该法也存在一些弊端，如必须补充相应的碳源来配合实现氨氮的脱除，使运行费用增加；碳氮比较小时，需要进行消化液回流，增加了反应池容积和动力消耗；硝化细菌浓度低，系统投碱量大等。

杨小俊等〔25〕通过A/O 膜生物反应器处理某炼油厂气浮池出水中的氨氮，实验结果表明，当氨氮和COD 容积负荷分别在0.04~0.08、0.30~0.84 kg/（m3·d）时，处理后水中氨氮质量浓度小于5 mg/L。

2.3.2 新型生物脱氮技术

（1）短程硝化反硝化技术。短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，阻止亚硝酸盐进一步氧化，然后直接在缺氧的条件下，以有机物或外加碳源作为电子供体，将亚硝酸盐进行反硝化生成氮气。

短程硝化反硝化与传统生物脱氮相比具有以下优点：对于活性污泥法，可节省25%的供氧量，降低能耗；节省碳源，一定情况下可提高总氮的去除率；提高了反应速率，缩短了反应时间，减少反应器容积。但由于亚硝化细菌和硝化细菌之间关系紧密，每个影响因素的变化都同时影响到两类细菌，而且各个因素之间也存在着相互影响的关系，这使得短程硝化反硝化的条件难以控制。目前短程硝化反硝化技术仍处在人工配水实验阶段，对此现象的理论解释还不充分。

（2）同时硝化反硝化技术。当硝化与反硝化在同一个反应器中同时进行时，即为同时硝化反硝化（SND）。废水中溶解氧受扩散速度限制，在微生物絮体或者生物膜的表面，溶解氧浓度较高，利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖，越深入絮体或膜内部，溶解氧浓度越低，形成缺氧区，反硝化细菌占优势，从而形成同时硝化反硝化过程。

邹联沛等〔26〕对膜生物反应器系统中的同时硝化反硝化现象进行了研究，实验结果表明，当DO 为1mg/L，C/N=30，pH=7.2
时，COD、NH4+-N、TN 去除率分别为96%、95%、92%，并发现在一定的范围内，升高或降低反应器内DO 浓度后，TN 去除率都会下降。

同时硝化反硝化法节省反应器，缩短了反应时间，且能耗低、投资省。但目前对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验室阶段，其作用机理及动力学模型需做进一步的研究，其工业化运用尚难实现。

（3）厌氧氨氧化技术。厌氧氨氧化是指在缺氧或厌氧条件下，微生物以NH4+ 为电子受体，以NO2- 或NO3- 为电子供体进行的NH4+、NO2- 或NO3- 转化成N2的过程〔27〕。

何岩等〔28〕研究了SHARON
工艺与厌氧氨氧化工艺联用技术处理“中老龄”垃圾渗滤液的效果，实验结果表明，厌氧氨氧化反应器可在具有硝化活性的污泥中实现启动；
在进水氨氮和亚硝酸氮质量浓度不超过250 mg/L 的条件下，氨氮和亚硝酸氮的去除率分别可达到80%和90%。目前，SHARON
与厌氧氨氧化联合工艺的研究仍处于实验室阶段，还需要进一步调整和优化工艺条件，以提高联合工艺去除实际高氨氮废水中的总氮的效能。

厌氧氨氧化技术可以大幅度地降低硝化反应的充氧能耗，免去反硝化反应的外源电子供体，可节省传统硝化反硝化过程中所需的中和试剂，产生的污泥量少。但目前为止，其反应机理、参与菌种和各项操作参数均不明确。

2.4 膜技术

2.4.1 反渗透技术

反渗透技术是在高于溶液渗透压的压力作用下，借助于半透膜对溶质的选择截留作用，将溶质与溶剂分离的技术，具有能耗低、无污染、工艺先进、操作维护简便等优点。

利用反渗透技术处理氨氮废水的过程中，设备给予足够的压力，水通过选择性膜析出，可用作工业纯水，而膜另一侧氨氮溶液的浓度则相应增高，成为可以被再次处理和利用的浓缩液。在实际操作中，施加的反渗透压力与溶液的浓度成正比，随着氨氮浓度的升高，反渗透装置所需的能耗就越高，而效率却是在下降〔29〕。

徐永平等〔30〕以兖矿鲁南化肥厂碳酸钾生产车间含NH4Cl 的废水为研究对象，利用反渗透法对NH4Cl
废水的处理过程进行了研究，实验装置采用反渗透膜（NTR-70SWCS4）过滤机。结果表明，在用反渗透膜技术处理氨氮废水的过程中，氯化铵质量浓度适宜在60
g/L 以下，在该浓度条件下，设备脱氨氮效率较高，一般大于97%，各项技术指标合格，可以用于实际生产操作。

2.4.2 电渗析法

电渗析是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，使离子从电解质溶液中分离出来的过程。电渗析法可高效地分离废水中的氨氮，并且该方法前期投入小，能量和药剂消耗低，操作简单，水的利用率高，无二次污染副产物。

唐艳等〔31〕采用自制电渗析设备对进水电导率为2 920 μS/cm，氨氮质量浓度为534.59 mg/L
的氨氮废水进行处理，通过实验得到在电渗析电压为55 V，进水流量为24 L/h
这一最佳工艺参数条件下，可对实验用水有效脱氮的结论，出水氨氮质量浓度为13 mg/L。

3 不同浓度工业含氨氮废水的处理方法比较

不同氨氮废水处理方法优缺点比较见表 4。

通过对以上几种不同方法的论述，可以看出目前针对工业废水中高浓度氨氮的处理方法主要使用物理化学方法做预处理，再选择其他方法进行后续处理，虽能取得较好的处理效果，但仍存在结垢、二次污染的问题。对低浓度的氨氮废水较常用的方法为化学法和传统生物法，其中化学法的一些处理技术还不成熟，未在实际生产中应用，因此还无法满足工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求；
生物法能较好地解决二次污染问题，且能达到工业对低浓度氨氮废水深度处理的要求，但目前对微生物的选种和驯化还不完全成熟。

C. 氨氮超标，快速去除废水中的氨氮

生物脱氮是目前常用的脱氮方法之一，适用于处理低浓度氨氮废水，并且处理效果稳定可靠，生物脱氮最大的优点在于他彻底消除了，水中的氮污染，没有二次污染。但缺点是，微生物的培养及工艺条件的控制。升级改造现有工艺，提升工艺的负荷，在原有生化工艺的基础上进行项目改造，新增HNF-MP工艺，抗冲击性能强，高浓度菌种可以抵抗冲击，自旋转填料+多级回流分离器，不改变原有池体的基础上，实现池体氨氮去除效率提升1-2倍。