投加氮源過量致TN超標 被罰11萬余元 冤不冤?
【谷騰環保網訊】近日,寧德生態(tai)環境通報了兩起氨氮總氮超標處罰案例!
投加(jia)氮源過多致出水(shui)TN超標(biao),被(bei)處罰(fa)11萬余元(yuan)
福(fu)鼎(ding)市(shi)(shi)某造紙廠(chang)被(bei)列入年度重點排(pai)污單位名錄(lu),寧德(de)市(shi)(shi)福(fu)鼎(ding)生態(tai)環(huan)境(jing)(jing)局(ju)依法(fa)督促(cu)該(gai)(gai)廠(chang)安裝了廢(fei)水(shui)自(zi)動(dong)(dong)監(jian)測設(she)備(bei),并與生態(tai)環(huan)境(jing)(jing)主管部(bu)門的監(jian)控(kong)平臺聯網。2022年1月(yue)11日,寧德(de)市(shi)(shi)福(fu)鼎(ding)生態(tai)環(huan)境(jing)(jing)局(ju)環(huan)境(jing)(jing)執法(fa)人員(yuan)(yuan)調閱監(jian)控(kong)平臺發現(xian)(xian)(xian)該(gai)(gai)廠(chang)總氮(dan)自(zi)動(dong)(dong)監(jian)測數據(ju)超(chao)標(biao)(biao),立即赴現(xian)(xian)(xian)場(chang)檢(jian)查核(he)實(shi),并確定其安裝的廢(fei)水(shui)總氮(dan)自(zi)動(dong)(dong)監(jian)測設(she)備(bei)1月(yue)份歷史數據(ju)連(lian)續多(duo)日出現(xian)(xian)(xian)日均值超(chao)標(biao)(biao)。經對該(gai)(gai)廠(chang)負責人調查詢問,其承認為提高污泥活性對水(shui)處理設(she)施過(guo)量(liang)添加尿素(su),導致(zhi)廢(fei)水(shui)超(chao)標(biao)(biao)情(qing)況(kuang),總氮(dan)問題可到(dao)污托邦(bang)社(she)區交流。執法(fa)人員(yuan)(yuan)進一步對該(gai)(gai)廠(chang)自(zi)動(dong)(dong)監(jian)控(kong)設(she)施驗收(shou)、運行、日常維護等(deng)情(qing)況(kuang)進行核(he)實(shi),確定該(gai)(gai)廠(chang)總氮(dan)自(zi)動(dong)(dong)監(jian)控(kong)設(she)施運行正常,數據(ju)有效,廢(fei)水(shui)超(chao)標(biao)(biao)排(pai)放情(qing)況(kuang)屬實(shi)。
該(gai)廠擅(shan)自(zi)往(wang)水處(chu)理(li)設施投放(fang)尿素導(dao)致廢水自(zi)動監測總氮(dan)數據超標的行(xing)為違(wei)反了《中華人民共和(he)國水污染防治法》第八十三條第二項的規(gui)定。寧德市福鼎生態環境局對(dui)其環境違(wei)法行(xing)為進行(xing)立案處(chu)罰(fa),處(chu)罰(fa)款11.97萬元。目(mu)前(qian)該(gai)企業(ye)已經按照要(yao)求開(kai)展整改,廢水達(da)標排放(fang)。
氮源投加(jia)的思路
氮源(yuan)投加(jia)如何防止TN超標(biao)?只能按量計算(suan)準確才行(xing),如果(guo)計算(suan)錯誤,導致投加(jia)量過多,很容易(yi)導致出水TN超標(biao)!
一、氮的(de)數值選擇
對于氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)選擇(ze),大部(bu)分小伙伴是分不(bu)清的(de)(de)(de),也常(chang)常(chang)忽略(lve)這一(yi)點!記住一(yi)點!除碳工(gong)(gong)藝選擇(ze)TKN(凱氏氮(dan)(dan)(dan)(dan),氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)+有(you)(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)值(zhi)),不(bu)過對于市政污(wu)水,沒(mei)(mei)有(you)(you)工(gong)(gong)業(ye)廢水混合的(de)(de)(de)情況下,有(you)(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)很少的(de)(de)(de),可(ke)以直接用氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan),反正你自(zi)己的(de)(de)(de)來水有(you)(you)沒(mei)(mei)有(you)(you)有(you)(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)自(zi)己清楚,自(zi)己判斷!脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)工(gong)(gong)藝選擇(ze)TN(總氮(dan)(dan)(dan)(dan),氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)+硝(xiao)態(tai)氮(dan)(dan)(dan)(dan)+有(you)(you)機氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)值(zhi)),為什(shen)么(me)除碳工(gong)(gong)藝沒(mei)(mei)有(you)(you)硝(xiao)態(tai)氮(dan)(dan)(dan)(dan),這里說清楚一(yi)下,大家理解后(hou)就能記住了,因(yin)為單純的(de)(de)(de)除碳工(gong)(gong)藝,微生(sheng)物無法利用硝(xiao)態(tai)氮(dan)(dan)(dan)(dan)代謝(xie)(合成+分解)只能利用氨(an)(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan),而硝(xiao)態(tai)氮(dan)(dan)(dan)(dan)對于脫(tuo)氮(dan)(dan)(dan)(dan)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)反硝(xiao)化階段恰恰是必須(xu)的(de)(de)(de)電子受體(受氫體)!
二、氮(dan)元(yuan)素之(zhi)間的關系
進入水體(ti)中的(de)氮(dan)(dan)主要有無(wu)(wu)機氮(dan)(dan)和有機氮(dan)(dan)之分。無(wu)(wu)機氮(dan)(dan)包括氨態氮(dan)(dan)(簡稱氨氮(dan)(dan))和硝態氮(dan)(dan)。
氨氮包括游離氨態氮NH3-N和銨鹽態氮NH4+-N;
硝態氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N;
有機氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質、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形式存在,它可以通過氨化等作用轉換為氨氮;
凱氏氮包括有機氮與氨氮,不包括硝態氮。
三、各(ge)類(lei)氮的(de)成分分析
1、總氮TN
總(zong)氮(dan)是指可溶性(xing)(xing)(xing)及(ji)懸(xuan)浮顆(ke)粒(li)中的含氮(dan)量(通常測定硝酸鹽氮(dan)、亞硝酸鹽氮(dan)、無機銨鹽、溶解態氨幾(ji)大部分有機含氮(dan)化合物(wu)中氮(dan)的總(zong)和)。可溶性(xing)(xing)(xing)總(zong)氮(dan)是指水(shui)中可溶性(xing)(xing)(xing)及(ji)含可過濾性(xing)(xing)(xing)固體(小于0.45μm顆(ke)粒(li)物(wu))的含氮(dan)量。總(zong)氮(dan)是衡量水(shui)質的重(zhong)要指標之一。
總氮的(de)測(ce)定(ding)方法,一是(shi)采(cai)用分(fen)別測(ce)定(ding)有(you)機(ji)氮和無機(ji)氮化(hua)合物(氨氮、亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)氮、硝(xiao)酸鹽(yan)氮)后(hou)加(jia)和的(de)辦(ban)法。二(er)是(shi)以(yi)(yi)(yi)過硫酸鉀氧(yang)化(hua),使有(you)機(ji)氮和無機(ji)氮轉變為硝(xiao)酸鹽(yan)后(hou),通過離(li)(li)子選擇電極法對溶液中的(de)硝(xiao)酸根離(li)(li)子進(jin)行(xing)測(ce)量,也(ye)可以(yi)(yi)(yi)用紫外法或(huo)還原為亞(ya)硝(xiao)酸鹽(yan)后(hou),用偶氮比色(se)法,以(yi)(yi)(yi)及(ji)離(li)(li)子色(se)譜法進(jin)行(xing)測(ce)定(ding)。
2、凱氏氮(dan)TKN
凱(kai)氏(shi)(shi)氮(dan)(dan)是以凱(kai)氏(shi)(shi)法測(ce)得的的含氮(dan)(dan)量。它(ta)包(bao)括(kuo)氨(an)氮(dan)(dan)和(he)在(zai)此(ci)(ci)條件下能被轉化為銨(an)鹽(yan)而測(ce)定的有機(ji)氮(dan)(dan)化合(he)物(wu)。此(ci)(ci)類(lei)有機(ji)氮(dan)(dan)主要(yao)指(zhi)蛋(dan)白質、胨(dong)、氨(an)基酸、核(he)酸、尿(niao)素以及大量合(he)成的,氮(dan)(dan)為負三價的有機(ji)氮(dan)(dan)化合(he)物(wu)。不包(bao)括(kuo)疊氮(dan)(dan)化合(he)物(wu)、聯氮(dan)(dan)、偶氮(dan)(dan)、腙、硝酸鹽(yan)、腈、硝基、亞(ya)硝基、肟和(he)半卡(ka)巴腙類(lei)含氮(dan)(dan)化合(he)物(wu)。由于水中一般存(cun)在(zai)的有機(ji)化合(he)物(wu)多為前者(zhe),因此(ci)(ci),在(zai)測(ce)定凱(kai)氏(shi)(shi)氮(dan)(dan)和(he)氨(an)氮(dan)(dan)后,其(qi)差值(zhi)即稱之為有機(ji)氮(dan)(dan)。
測(ce)定(ding)(ding)原理是(shi)(shi)加入硫(liu)酸(suan)加熱消(xiao)解(jie),使(shi)有機物中(zhong)的胺基(ji)以(yi)及游(you)離氨和銨(an)鹽(yan)均(jun)轉變為硫(liu)酸(suan)氫銨(an),消(xiao)解(jie)后的液體(ti),使(shi)呈堿(jian)性(xing)蒸餾出氨,吸收于硼酸(suan)溶液,然(ran)后以(yi)滴(di)定(ding)(ding)法(fa)或光(guang)度法(fa)測(ce)定(ding)(ding)氨含量。測(ce)定(ding)(ding)凱氏氮(dan)或有機氮(dan),主要是(shi)(shi)為了(le)了(le)解(jie)水體(ti)受污染狀(zhuang)況,尤(you)其在評價湖泊和水庫的富營養化時,是(shi)(shi)個有意義的指標。
3、氨(an)氮NH3-N
氨(an)氮是指(zhi)游離(li)氨(an)(或稱(cheng)非離(li)子氨(an),NH3)或離(li)子氨(an)(NH4+)形態存在的(de)氨(an)。pH較(jiao)(jiao)高(gao),游離(li)氨(an)的(de)比(bi)例較(jiao)(jiao)高(gao);反之(zhi),銨鹽的(de)比(bi)例高(gao)。
氨氮(dan)是水體(ti)中(zhong)的(de)(de)營(ying)養素,可(ke)導致(zhi)水富營(ying)養化現象(xiang)產生(sheng),是水體(ti)中(zhong)的(de)(de)主要耗(hao)氧污染物(wu),對(dui)魚類及某些(xie)水生(sheng)生(sheng)物(wu)有毒害。
氨(an)(an)氮對(dui)水(shui)生物(wu)起(qi)危害(hai)作用(yong)的(de)主要是游離氨(an)(an),其毒(du)性(xing)比銨鹽大幾十倍(bei),并隨(sui)堿性(xing)的(de)增強(qiang)而增大。氨(an)(an)氮毒(du)性(xing)與池水(shui)的(de)pH值及水(shui)溫有密切關系,一般情況,pH值及水(shui)溫愈高,毒(du)性(xing)愈強(qiang)。
常用(yong)來測(ce)定氨(an)(an)的兩個近似靈(ling)敏(min)度(du)的比色(se)方法(fa)(fa)是(shi)經典(dian)的納氏(shi)試(shi)劑法(fa)(fa)和(he)苯酚-次氯酸鹽法(fa)(fa);滴定法(fa)(fa)和(he)電極法(fa)(fa)也常用(yong)來測(ce)定氨(an)(an);當(dang)氨(an)(an)氮含量高時,也可采用(yong)蒸餾-滴定法(fa)(fa)。(國(guo)標有納氏(shi)試(shi)劑法(fa)(fa)、水(shui)楊(yang)酸分(fen)光光度(du)法(fa)(fa)、蒸餾-滴定法(fa)(fa))
四(si)、硝態氮NOx
1.硝酸鹽
水(shui)中硝酸鹽(yan)是在有(you)氧條件下,各種形態含(han)(han)氮化合(he)(he)物(wu)(wu)中最(zui)穩(wen)定的氮化合(he)(he)物(wu)(wu),通常(chang)用(yong)(yong)以表示含(han)(han)氮有(you)機物(wu)(wu)無(wu)機化作用(yong)(yong)最(zui)終(zhong)階段的分解產物(wu)(wu)。當(dang)水(shui)樣中僅含(han)(han)有(you)硝酸鹽(yan)而不(bu)存在其他(ta)有(you)機或無(wu)機的氮化合(he)(he)物(wu)(wu)時(shi),認(ren)為有(you)機氮化合(he)(he)物(wu)(wu)分解完全(quan)。如果(guo)水(shui)中含(han)(han)有(you)較多量(liang)的硝酸鹽(yan)同時(shi)含(han)(han)有(you)其他(ta)含(han)(han)氮化合(he)(he)物(wu)(wu)時(shi),則表示有(you)污染物(wu)(wu)已經進(jin)入水(shui)系,水(shui)的“自(zi)凈”作用(yong)(yong)尚(shang)在進(jin)行。
硝酸(suan)鹽氮的測定方法(fa)有(you)離子(zi)選擇(ze)電(dian)極法(fa)、酚二磺(huang)酸(suan)分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法(fa)、鎘柱還原法(fa)、紫外分光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法(fa)、戴氏合金(jin)換(huan)元法(fa)、離子(zi)色譜法(fa)、紫外法(fa)。
其中電(dian)極法(fa)測(ce)量方(fang)便,范圍寬,而且價格便宜,對水(shui)(shui)樣要求較低;酚二磺酸分光光度法(fa)測(ce)量范圍寬,顯(xian)色(se)穩定(ding);鎘柱還(huan)原法(fa)適用(yong)于(yu)水(shui)(shui)中低含量硝酸鹽測(ce)定(ding);戴氏合金換元法(fa)適用(yong)于(yu)污(wu)染嚴(yan)重并帶深色(se)水(shui)(shui)樣;離子(zi)色(se)譜法(fa)需要專用(yong)儀(yi)器,但可(ke)于(yu)其他陰離子(zi)聯(lian)合測(ce)定(ding)。
2.亞硝酸鹽
亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)是(shi)氮循環的(de)中間產物(wu)。亞硝(xiao)態氮不(bu)穩定,可(ke)以氧(yang)化(hua)(hua)成硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮,也可(ke)以還原成氨氮。因此,在(zai)測定其含(han)量的(de)同時,并了(le)解水(shui)中硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)和氨的(de)含(han)量,則可(ke)以判斷水(shui)系被含(han)氮化(hua)(hua)合物(wu)污染的(de)程度及(ji)自凈情(qing)況。
水中亞(ya)硝酸鹽的(de)測定方法(fa)通常采用(yong)重(zhong)氮(dan)(dan)-偶聯反應(ying),使(shi)生成紅紫色染料(liao)。該方法(fa)靈敏(min)度高、檢出限低、選(xuan)擇性強。重(zhong)氮(dan)(dan)試(shi)(shi)劑選(xuan)用(yong)對氨(an)基苯磺酰胺和對氨(an)基苯磺酸,偶聯試(shi)(shi)劑為N-(1-萘基)-乙(yi)二胺和α-萘胺(有(you)毒),N-(1-萘基)-乙(yi)二胺用(yong)得較多。
亞硝酸鹽氮的(de)測定方(fang)法有N-(1-萘(nai)基(ji))-乙二胺分(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法、萃取(qu)分(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法、離子色(se)譜(pu)法、氣相色(se)譜(pu)法等。(國標采用N-(1-萘(nai)基(ji))-乙二胺分(fen)(fen)(fen)光(guang)(guang)光(guang)(guang)度(du)法、氣相色(se)譜(pu)法等)
3、氮源的投加
氮源的投加都是(shi)在(zai)除碳工藝(yi)中,碳源充足(zu),氮源缺(que)少(shao),這種情(qing)況我(wo)們用到的CN比就是(shi)除碳工藝(yi)的100:5,也就是(shi)20:1了!公(gong)式(shi):
N=進水(shui)量*(C差(cha)值(zhi)1/20-N差(cha)值(zhi)1)/氮源(yuan)中的TKN含(han)量
其中:
N——氮源投(tou)加量
C差(cha)值1——進水COD-排放要(yao)(yao)求(qiu)的CODN差(cha)值1——進水氨氮(dan)(dan)(或(huo)TKN)-排放要(yao)(yao)求(qiu)的氨氮(dan)(dan)
1、尿素作為添加N源(CH4N2O 分子量:60.06 g/mol)
尿素(su)含N量46.7%,若(ruo)需(xu)添加1g N源(yuan),則需(xu)添加尿素(su)N=1/0.467=2.14 g
2、硫酸(suan)銨做為添(tian)加N源((NH4)2·SO4分子量:132.14)
硫(liu)酸(suan)銨含N量21.2%,若需(xu)(xu)添加1g N 源,則需(xu)(xu)添加硫(liu)酸(suan)銨N=1/0.212=4.72 g
3、硝酸銨(an)做為添加(jia)N源(NH4NO3分子(zi)量80g/mol)
硝酸銨(an)(an)含N量35%,但(dan)是TKN僅(jin)僅(jin)為17.5%,而且帶入了(le)硝態氮,除碳工藝不能利用硝態氮,增加(jia)了(le)TN超標的風險,盡量不要(yao)使用此類氮源,若需(xu)添(tian)加(jia)1g N 源,則需(xu)添(tian)加(jia)硝酸銨(an)(an)N=1/0.175=5.71 g

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