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投加計算中氮(N)源數(shù)值的選擇!

分類:環(huán)聯(lián)生態(tài) > 工程案例    發(fā)布時間:2020年7月22日 9:09    作者:    文章來源:環(huán)保工程師

  營養(yǎng)投加計算N源數(shù)值的選擇
 
  在污水處理中營養(yǎng)的投加很重要,投加量的計算為營養(yǎng)的投加提供了參考,所以計算的正確性尤為重要!
 
  一般來說,除碳工藝選擇TKN(凱氏氮,氨氮+有機氮的值)的量來計算,不過對于市政污水,沒有工業(yè)廢水混合的情況下,有機氮很少的,可以直接用氨氮,反正你自己的來水有沒有有機氮自己清楚,自己判斷!為什么除碳工藝沒有硝態(tài)氮,這里說清楚一下,大家理解后就能記住了,因為單純的除碳工藝,微生物無法利用硝態(tài)氮代謝(合成+分解)只能利用氨氮。
 
  脫氮工藝選擇TN(總氮,氨氮+硝態(tài)氮+有機氮的值)的值進行計算,硝態(tài)氮對于脫氮工藝的反硝化階段恰恰是必須的電子受體(受氫體),反硝化中反硝化菌可以還原硝態(tài)氮成氨氮,為細菌的合成代謝提供氮源,所以,就算是純硝酸鹽的N,反硝化計算同樣適合!
 
  不過要說一個關鍵點是,不管是氨氮還是有機氮我們測定的數(shù)值的值都是N元素的含量,是以原子量14來計算的,所以大家計算投加量的時候一定要注意!
 
  氮元素之間的關系
 
  進入水體中的氮主要有無機氮和有機氮之分。無機氮包括氨態(tài)氮(簡稱氨氮)和硝態(tài)氮。
 
  氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和銨鹽態(tài)氮NH4+-N;
 
  硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N;
 
  有機氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機堿、氨基糖等含氮有機物;
 
  可溶性有機氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在,它可以通過氨化等作用轉(zhuǎn)換為氨氮;
 
  凱氏氮包括有機氮與氨氮,不包括硝態(tài)氮。
 
  各類氮的成分分析
 
  1、總氮TN
 
  總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量(通常測定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無機銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機含氮化合物中氮的總和)??扇苄钥偟侵杆锌扇苄约昂蛇^濾性固體(小于0.45µm顆粒物)的含氮量??偟呛饬克|(zhì)的重要指標之一。
 
  總氮的測定方法,一是采用分別測定有機氮和無機氮化合物(氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮)后加和的辦法。二是以過硫酸鉀氧化,使有機氮和無機氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后,通過離子選擇電極法對溶液中的硝酸根離子進行測量,也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后,用偶氮比色法,以及離子色譜法進行測定。
 
  2、凱氏氮TKN
 
  凱氏氮是以凱氏法測得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽而測定的有機氮化合物。此類有機氮主要指蛋白質(zhì)、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的,氮為負三價的有機氮化合物。不包括疊氮化合物、聯(lián)氮、偶氮、腙、硝酸鹽、腈、硝基、亞硝基、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機化合物多為前者,因此,在測定凱氏氮和氨氮后,其差值即稱之為有機氮。
 
  測定原理是加入硫酸加熱消解,使有機物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@,消解后的液體,使呈堿性蒸餾出氨,吸收于硼酸溶液,然后以滴定法或光度法測定氨含量。測定凱氏氮或有機氮,主要是為了了解水體受污染狀況,尤其在評價湖泊和水庫的富營養(yǎng)化時,是個有意義的指標。
 
  3、氨氮NH3-N
 
  氨氮是指游離氨(或稱非離子氨,NH3)或離子氨(NH4+)形態(tài)存在的氨。pH較高,游離氨的比例較高;反之,銨鹽的比例高。
 
  氨氮是水體中的營養(yǎng)素,可導致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生,是水體中的主要耗氧污染物,對魚類及某些水生生物有毒害。
 
  氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨,其毒性比銨鹽大幾十倍,并隨堿性的增強而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關系,一般情況,pH值及水溫愈高,毒性愈強。
 
  常用來測定氨的兩個近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法;滴定法和電極法也常用來測定氨;當氨氮含量高時,也可采用蒸餾-滴定法。(國標有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法)
 
  4、硝態(tài)氮NOx
 
  1.硝酸鹽
 
  水中硝酸鹽是在有氧條件下,各種形態(tài)含氮化合物中最穩(wěn)定的氮化合物,通常用以表示含氮有機物無機化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機或無機的氮化合物時,認為有機氮化合物分解完全。如果水中含有較多量的硝酸鹽同時含有其他含氮化合物時,則表示有污染物已經(jīng)進入水系,水的“自凈”作用尚在進行。
 
  硝酸鹽氮的測定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法。
 
  其中電極法測量方便,范圍寬,而且價格便宜,對水樣要求較低;酚二磺酸分光光度法測量范圍寬,顯色穩(wěn)定;鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測定;戴氏合金換元法適用于污染嚴重并帶深色水樣;離子色譜法需要專用儀器,但可于其他陰離子聯(lián)合測定。
 
  2.亞硝酸鹽
 
  亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定,可以氧化成硝酸鹽氮,也可以還原成氨氮。因此,在測定其含量的同時,并了解水中硝酸鹽和氨的含量,則可以判斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈情況。
 
  水中亞硝酸鹽的測定方法通常采用重氮-偶聯(lián)反應,使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強。重氮試劑選用對氨基苯磺酰胺和對氨基苯磺酸,偶聯(lián)試劑為N-(1-萘基)-乙二胺和α-萘胺(有毒),N-(1-萘基)-乙二胺用得較多。
 
  亞硝酸鹽氮的測定方法有N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。(國標采用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等)
 
  氮源添加量計算方法
 
  氮源投加只有在除碳工藝中才會出現(xiàn),因此,氮源投加量的計算是以CN比20:1來計算出來的,N源的投加量為:
 
  G=(COD進-COD出)/20-(TKN進-TKN出)——式1
 
  N=V*G/Y——式2
 
  式中:
 
  N—N源投加量
 
  V—池內(nèi)水量
 
  G—需要補充N的差值
 
  Y—N源換算成的N量
 
  1、尿素作為添加N源(CH4N2O 分子量:60.06 g/mol)
 
  尿素含N量46.7%,若需添加1g N源,則需添加尿素  Y=1/0.467=2.14 g
 
  2、硫酸銨做為添加N源((NH4)2·SO4分子量:132.14)
 
  硫酸銨含N量 21.2%,若需添加1g N 源,則需添加硫酸銨  Y=1/0.212=4.72 g
 
  3、硝酸銨做為添加N源(NH4NO3分子量80g/mol)
 
  硝酸銨含N量 35%,若需添加1g N 源,則需添加硝酸銨  Y=1/0.35= 2.86 g

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