污水处理厂废水中总氮与氨氮监测数据的合理性

张英红 李祥蕾

摘  要：总氮与氨氮是水体富营养化重要指标，将其应用于传统污水处理厂指标监测，可以有效检测水质状况。文章将从总氮与氨氮监测分析、污水中氨氮去除原理、数据合理性分析三个方面详细探究污水处理厂中总氮、氨氮监测数据合理性，旨在推动我国污水处理技术发展。

关键词：污水处理;总氮;氨氮;监测数据

氮元素过量是导致水体富营养化的重要原因[1]。污水处理过程中监测氮元素含量，对于监测污水处理效果具有重要意义。查阅相关资料，污水中的氮有四种不同的形态，四种形态氮合称为总氮，氨氮是四氮形态之一。污水处理厂中会将氨氮、总氮数据指标作为常规分析项目，用以监测水体富营养化程度。

一、总氮与氨氮监测分析

污水处理厂在实际监测总氮、氨氮数据指标时可以发现，全国各地在相关数据指标监测过程中差异性比较大[2]。理论上总氮数据等于有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮数据之和，但数据实际监测过程中却出现不对等，总氮与四种氮形态数据关系不明确的情况，会人员对于监测结果的精准性以及合理性产生疑惑[3]。因此分析总氮、氨氮数据合理性对于污水处理厂进行污水处理效果分析是十分必要的。

污水中的氮主要分为四种形态，其生化处理过程如下：

第一，氨氮。硝化反应：（1）方式为好氧细菌;（2）反应产物为NO3-。反硝化反应：（1）方式为厌氧菌;（2）反应产物为N2。

第二，有机氮。硝化反应：（1）方式为好氧细菌;（2）反应产物为NH3-N。

第三，亚硝酸盐氮。硝化反应：（1）方式为好氧细菌;（2）反应产物为NO3-。反硝化反应：（1）方式为厌氧菌;（2）反应产物为N2。

第四，硝酸盐氮。硝化反应：（1）方式无;（2）反应产物为NO3-。反硝化反应：（1）方式为厌氧菌;（2）反应产物为N2。

四种形态氮硝化反应过程化学式为：NH4++2O2=NO3-+2H++H2O。

四种形态氮反硝化反应过程化学式为：6NO3-+5CH2OH=5O2+7H2O+6OH-+3N2[4]。

二、污水中氨氮去除原理

污水处理厂主要采用A2O法去除废水中的氨氮，该方法属于生物处理法。

去除原理：（1）充氧条件下污水中的氨氮物质具备反应条件;（2）氨氮物质经过硝化反应，生成硝态氮;（3）生成产物回流至A段;（4）A段进行反硝化反应;（5）创造缺氧条件以满足反硝化反应;（6）通过氮反硝化反应过程化学式可知硝态氮是电子受体，而水中有机物为供体;（7）反硝化反应结束后硝态氮还原成氮;（8）氮气逸出污染水体;（9）去除污水中氨氮完毕。

三、数据合理性分析

在污水处理中会出总氨氮数据值小于、大于、接近三种情况。

（一）数值较小

总氮数值主要包括四种氮形态数值，因此理论上数据数值应该大于氨氮数据数值。当出现数据数值低于氨氮的情况下，可以直接判断出总氮数据数值较小是不合理的。监测人员在实际测定的过程中没有严格按照纳氏试剂分光光度法以及紫外法进行科学处理，导致测量数据结果出现总氮数据数值小于氨氮数据值的情况。总体而言，实验室监测中监测用水、化学试剂、消解时间、硝解因素均会对其造成影响。

第一，用水影响。实验室用水中的化学成分如果出现差异性将会导致实验结果出现差异性。因此在氨氮、总氮样品分析过程中一定要选择同等级别的实验用水，更要严格控制吸光度，避免因为用水差异性导致实验结果出现较大差异。

第二，试剂影响。在测定水体中总氮数据过程中，如果过硫酸钾、氢氧化钠实际质量不过关，将会对空白造成较大影响。目前，市场中所售卖的过硫酸钾、氢氧化钠质量参差不齐，部分过硫酸钾试剂使用后会导致空白吸光度具居高不下，严重影响实验结果，导致总氨氮检测数值虚高，总氮与氨氮数据对比后差异性比较明显[4]。因此在实际监测过程中，检测人员需要选择高纯度过硫酸钾、氢氧化钠减少杂质对于实验结果的影响。

第三，消解因素。消解过程中要严格控制时间、压力、温度。消解过程中主要因素控制数值为：（1）压力值：122（±2Pa）Pa;（2）时间值：40min（±5min）;（3）温度值：温度值：25℃（±1℃）。在监测过程中，一定要确保消解过程结束后将压力表控制在0Pa，随后再将样品取出[5]。

（二）数值接近

總氮监测数据数值与氨氮检测值接近原因，主要是因为硝化反应没有达成预期效果，这也导致氨氮转化率不高。在日常监测过程中，一级A出水口评价标准为氨氮5mg/L，总氮为15mg/L，两项数据比较接近则说明污水中NH4+并没有完全转化[6]。

（三）数值较大

总氮包含氨氮，因此从理论上来说总氨氮数据数值较大是正常现象。但在实际监测过程中如果总氮与氨氮之间差异波动值低于常规检测数值，或者倍数之差达到20以上则说明检测数据出现异常。监测人员需要立即对以下几个环节进行核查：

（1）采样。确定样品是否出现混淆情况。监测人员在采样时要严格按照实验室样本采样要求进行采样，并添加固定剂。

（2）方法：监测过程中监测人员需要严格按照水质氨氮、总氮测定标准进行检测。如果监测过程中，监测人员没有按照相关要求进行测定，就会出现监测数值过大的情况。

（3）分析：在数据分析过程中，监测人员如果没有严格绘制标准曲线，就会导致水样总氮结果过高的情况。同时，监测人员要对NO3-污染因子进行测定，并根据分子式计算出NO2-N数值，将数值进行比对确定数据是否合理。

结语：

总氮数据数值与氨氮数据数值共有三种关系。根据以上分析可以得知，当前者数据小于后者时显然数据不具有合理性。但当数据接近或者高于时则需要具体情况具体分析，当数据明显高于相关数值时则需要考虑污水处理工艺流程是否合理，由此判断数据的合理性。

参考文献

[1]  闵志华.阳澄湖地区水体重金属锑的总量控制[J].水利水电科技进展，2018，38（4）：35-37，56.

[2]  罗中玉.城市生活污水处理厂建设项目环境保护竣工验收监测[J].价值工程，2018，37（9）：76-78.

[3]  杨红，杜刚，张之，等.淄博市废水总磷、总氮在线监控设施建设试点工作交流[J].低碳世界，2019，9（9）：37-38.

[4]  周桐.BAF高氨氮废水一体化自养脱氮工艺及N2O产生途径研究[D].北京：北京工业大学，2017.

[5]  李谦.污水处理厂生物脱氮工艺运行问题对策[D].山西：太原理工大学，2017.

[6]  郑志洋.城镇污水厂二级生化出水臭氧深度处理技术研究[D].河北：河北科技大学，2017.

作者简介：张英红，女，1985.07，汉族，山东烟台人，本科学历，中级工程师，研究方向：环境监测。