污水中氨氮高于總氮原因分析

污水中氨氮高于總氮原因分析

隨著(zhù)工業(yè)化建設的進(jìn)一步深入，城市污水的總量急劇增加，氨氮是城市污水的重要污染因子，一旦氨氮含量超標，就極易造成水體中微生物的大量繁殖，并在浮游生物生產(chǎn)的同時(shí)，形成水體富營(yíng)養化?，F代環(huán)境下，為實(shí)現水質(zhì)的高效利用，進(jìn)行城市污水的高效化處理至關(guān)重要，實(shí)現過(guò)程中，進(jìn)行污水氨氮含量與總氮含量的關(guān)系研究是其治污處理的首要任務(wù)，本文就污水中氨氮含量高于總氮含量的原因展開(kāi)系統分析。

　　1、污水中氨氮與總氮的關(guān)系

　　水質(zhì)衡量過(guò)程中，氨氮和總氮是較為重要的兩個(gè)考察指標;從屬性分類(lèi)上看，氨氮是總氮的基本組成之一。一般情況下，污水中的總氮含量要高于氨氮含量，其包含了各種形式的無(wú)機氮和有機氮，譬如，在無(wú)機氮中，N3O-、NO2-、NH4+、蛋白質(zhì)、氨基酸等都是其重要的表現類(lèi)型，而有機氮一游離氨和銨離子為主要存在形式(如圖1)。同時(shí)植物性有機物的含氮量明顯低于動(dòng)物性有機物。

　　需要注意的是，生活污水中含氮有機物的初始污染是水中氨氮含量的主要來(lái)源。這些污水中的氨氮因子為微生物的成長(cháng)、繁殖創(chuàng )造了條件，極易在浮游生物快速成長(cháng)的基礎上，形成水體富營(yíng)養化;另外，在微生物作用下，污水中的氨氮會(huì )進(jìn)一步分解，并最終形成硝酸鹽氮;在該反應過(guò)程中，一旦反應過(guò)程不充分，就會(huì )造成大量亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生，當其與蛋白質(zhì)結合時(shí)會(huì )形成致癌物亞硝胺，嚴重危害人們的身體健康。由此可見(jiàn)，在實(shí)踐過(guò)程中，進(jìn)行污水中氨氮污染因子的控制勢在必行。

　　2、氨氮高于總氮原因的實(shí)驗設計

　　污水處理過(guò)程中，氨氮含量高于總氮含量是一種常見(jiàn)的污水超標現象。要實(shí)現其超標原因的有效分析，研究人員就必須注重實(shí)驗操作的具體規范。

　　2.1 氨氮及總氮檢測的實(shí)驗準備

　　2.1.1 實(shí)驗依據及原液準備

　　污水氨氮及總氮檢測過(guò)程中，確保其方法原理的控制規范是檢測結果高度準確的有效保證。就氨氮檢測而言，HJ537—2009《水質(zhì)氨氮測定》中的蒸餾-中和滴定法是其實(shí)驗操作的主要依據，而總氮的含量需按照HJ636—2012《水質(zhì)總氮測定》進(jìn)行規范，具體而言，其是在堿性過(guò)硫酸鉀的應用下，實(shí)現污水氨氮含量消解的過(guò)程。本次實(shí)驗鑒定過(guò)程中，污水的總氮含量的平均值為30.5mg/L，而氨氮含量平均值為32.2mg/L。

　　2.1.2 實(shí)驗儀器準備

　　醫用蒸汽滅菌器、超純水器、紫外線(xiàn)分光光度計、比色管。在儀器應用過(guò)程中，實(shí)驗人員應對其儀器的規格和型號進(jìn)行有效規范，譬如，就比色管而言，其容積需保持在25mL;而分光光度計應用過(guò)程中，PELamda-25是一種有效的應用類(lèi)型。

　　2.1.3 實(shí)驗試劑準備

　　污水中氨氮及總氮含量檢測是一項專(zhuān)業(yè)要求較高的系統實(shí)踐過(guò)程。在檢測操作中，試劑的類(lèi)型和容量直接影響著(zhù)檢測結果的精確度。就氨氮檢測而言，實(shí)驗人員不僅要做好離子水、輕質(zhì)氧化鎂、硼酸吸收液的規范添加，更要對其添加的容量進(jìn)行嚴格規范，譬如，硼酸吸收液的添加量應控制在20g，并確保添加后的稀釋液總量為1000mL，另外在鹽酸溶液應用中，其規格需保持在0.1023mol/L?？偟獧z測過(guò)程中，在保證去離子水應用的基礎上，應做好堿性過(guò)硫酸鉀溶液的嚴格規范，具體而言，在溶液配制過(guò)程中，其過(guò)硫酸鉀的規格應控制在40g，而氫氧化鈉的規格應控制在15g，將其溶于水后，進(jìn)行氫氧化鈉的充分冷卻，一旦其溫度達到室溫后，須確保堿性過(guò)硫酸鉀溶液的總量保持在1000mL。只有確保這些內容的控制合理，才能為氨氮含量及總氮含量的檢測提供有效保證。

　　2.2 氨氮及總氮檢測的實(shí)驗結果

　　在確保實(shí)驗儀器及試劑準備重復的基礎上，按照蒸餾-中和滴定法對污水氨氮含量進(jìn)行檢測。具體而言，實(shí)驗人員在原液的基礎上，添加30mg/L的標準樣品，同時(shí)按照95%~105%回收率要求，確保其平均加標的回收率控制在98.7%，實(shí)驗結果顯示如表1，由表1可見(jiàn)，氨氮測定的結果具有一定的精準性，用于實(shí)驗對比較為可靠。

　　氨氮加標平行測試過(guò)程中，實(shí)驗檢測其水樣本底的平均值為32.2mg/L，而在堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法應用過(guò)程中，污水總氮含量的平均值僅為30.5mg/L;同時(shí)在離子色譜法的應用下，實(shí)驗人員對硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮的含量進(jìn)行有效測定，實(shí)驗結果表明，污水中氨氮、硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮含量的平均值為32.37mg/L。由此可見(jiàn)，氨氮含量與總氮的測定存在較大差距，污水氨氮含量明顯高于總氮含量。

　　3、污水中氨氮高于總氮的原因分析

　　3.1 污水中金屬離子干擾因素分析

　　污水檢測過(guò)程中，其水體中含量有一定的六價(jià)鉻離子和三價(jià)鐵離子，實(shí)驗過(guò)程中，可在鹽酸羥胺溶液的支撐下，實(shí)現其影響因素的有效消除。一般情況下，鹽酸羥胺溶液的稀釋度需保持在5%，同時(shí)添加容積要保持在1~2mL。待鹽酸羥胺溶液反應充分后，可在二苯碳酰二肼分光光度法的應用下，實(shí)現其鉻、鐵含量的檢測，結果表明，六價(jià)鉻、三價(jià)鐵的含量低于檢出限，因而對于氨氮及總氮檢查的結果沒(méi)有影響。

　　3.2 標準曲線(xiàn)繪制分析

　　為實(shí)現氨氮含量與總氮含量差異的有效分析，實(shí)驗人員需在實(shí)驗的基礎上，進(jìn)行其標準曲線(xiàn)的有效繪制;同時(shí)在曲線(xiàn)繪制過(guò)程中，應注重其結構的獨立性，確保檢測過(guò)程不會(huì )和時(shí)間結果形成干擾。具體而言，實(shí)驗人員應以25mL具塞比色管中為基礎，然后在硝酸鉀標準液添加的基礎上，進(jìn)行溶液的稀釋?zhuān)芤禾砑右幐穹謩e為0.5、1、2、3、5、7、8mL稀釋總容量保持在10mL。最后在過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法的應用下，實(shí)現其總氮含量的測定(表2)，由此可見(jiàn)，分光光度法檢測下，總氮的標準曲線(xiàn)較為規范，其符合相關(guān)系數不小于0.999的控制要求，因而不會(huì )對實(shí)驗結果造成影響。

　　3.3 消解時(shí)間分析

　　氨氮及總氮含量檢測過(guò)程中，化學(xué)反應的過(guò)程容易受到反應時(shí)間干擾，故實(shí)驗人員需對氨氮與試劑的消解時(shí)間進(jìn)行控制，確保其分別保持在20、30、40、50、60min，然后在樣品冷卻滯后進(jìn)行鹽酸添加，確保其添加容量保持在1mL，然后進(jìn)行不同消解時(shí)間下的總氮含量記錄，可得如下結果(表3)。由此可見(jiàn)，一旦消解時(shí)間低于40min，則試液檢測中的硫酸鉀轉化率處于上升狀態(tài)，其造成了總氮含量的不斷增加，并在40min時(shí)，實(shí)現了總氮含量的高精度把控，然而在40min以后，其含量變化差距不大，且總氮量已經(jīng)高于氨氮含量32.2mg/L的控制規格。因此，在檢測過(guò)程中，氨氮與其他試劑的消解時(shí)間應控制在40min。

　　4、實(shí)驗結構驗證

　　污水處理過(guò)程中，氨氮高于總氮含量是較為常見(jiàn)的一種污染癥狀。在實(shí)驗分析氨氮含量及總氮含量的基礎上，對其金屬離子、標準曲線(xiàn)和消解時(shí)間進(jìn)行分析，可見(jiàn)消解時(shí)間是造成污水中氨氮含量增加的重要原因。實(shí)踐過(guò)程中，一旦總氮的消解時(shí)間不夠充分，則硫酸鉀就會(huì )發(fā)生不*轉化，造成硝酸鹽氮及亞硝酸鹽氮的產(chǎn)生，從而使得污水中的氨氮含量明顯高于總氮含量。

　　5、結論

　　氨氮與總氮的含量控制是水質(zhì)衡量的重要指標，消解時(shí)間不充分，就會(huì )導致總氮含量的降低，從而在增加水體氨氮含量同時(shí)，形成水土富營(yíng)養化。實(shí)踐過(guò)程中，污水處理人員在反應試劑添加過(guò)程中，必須確保其與水體總氨的消解實(shí)踐保持在40min，唯有如此，才能確保污水中氨氮含量的合理控制，繼而實(shí)現污水處理質(zhì)量的有效提升。