出水氨氮超標可以使用哪些有效的應急手段（一）

當污水處理廠硝化系統出現問題，出水氨氮超標時，要想快速有效地去除氨氮，只能采用物理化學手段應急！目前常用且有效的物化方法只有破點氯化法和沸石吸附法！市面上很多氨氮去除劑都是次氯酸鹽，就是用斷點氯化的原理！本文詳細介紹了這兩個過程，讓大家對遇到的問題有一個很好的了解！
一、斷點氯化去除氨氮
斷點氯化的方法是用化合價的復合次氯酸鈉（或次氯酸鈉）+1價氯酸鈣），將水中的氨氮氧化成氮氣的過程。當然也可以立即將氯氣通入廢水中，通過歧化反應生成次氯酸，然后將廢水中的NH3-N氧化成N2。
當氧化劑加入水中時，水中的氨氮會先被氧化成一氯化銨，再進一步氧化成二氯胺和三氯化物。三氯化物不穩定，會以氮氣的形式釋放出來。這是破點氯化法基本原理和過程的體現，氨的濃度降為零。當氯氣的進入超過這一點時，水中的游離氯就會增加。
當添加的氧化劑充足時，水中的氨氮濃度低（但不為零），水中的余氯也低。超過這個點后，水中的余氯才剛剛開始上升，所以這個點叫做破點，這個條件下的氯化叫做破點氯化。但在實際生產中，斷點氯化法的應用往往會出現斷點和氯化量不易判斷的情況。
1. 氯劑量-余氯曲線
了解氯劑量-余氯曲線是用好斷點氯化法的關鍵。在水的氯化中，氯的加入量與余氯的關系如下圖所示。曲線的 x 軸和 y 軸分別表示氯添加量和余氯量，單位為 mg/l。其中，水中的氯添加量可分為需氯量和余氯兩部分。如圖所示：
氯需求量是指殺死細菌、氧化有機物和還原物質所消耗的部分。
余氯是指為了抑制水中殘留細菌的重新生長而需要保持的少量氯。
1 當水不含細菌、有機物和還原劑時物質等，需氧量為零，加氯量等于余氯量，如圖中虛線L1所示，與坐標軸成45度角。
2、當水中含有細菌、有機物和還原性物質，但不以游離氨為主時，需氧量OA滿足后會出現余氯。 45度，原因是：
水中有機物與氯的相互作用速度不同。在余氯測定中，部分有機物仍處于與氯發生相互作用的過程中。
水中的部分余氯會自行分解。例如，由于水中某些雜質或光的作用，次氯酸會產生如下催化分解：2HOCl=2HCl+O2。
3、當水中的有機物主要是氨和氮化合物時，情況就比較復雜了。
當初始需氧量 OA 滿足時，氯的加入量增加，余氯也增加（曲線的 AH 段），但后者增加得更慢。加氯量超過H點后，雖然加氯量增加，但余氯量反而減少，如HB段，H點稱為峰值點。此后，隨著加氯量的增加，剩余的氯會重新列出，如BC段，B點稱為斷點。
a、在曲線的OA部分，表示水中的雜質消耗了全部的氯，余氯為零，需氯量為b。此時，雖然可以殺死部分細菌，但消毒效果并不可靠。
b、曲線AH段，加氯后，氯與氨反應，有余氯，有一定的消毒作用，但余氯為復合物，主要成分為一氯胺。氯和氨的反應如下：NH3+HClO=NH2Cl+H2O。
此時，隨著加氯量的增加，化合氯的比例增加，水中的氨氮逐漸減少。當氯的加入量達到H點時，水中的氨氣降至零，結合余氯上升至較高水平。
C、在曲線的HB段，仍有復合余氯產生，加氯量不斷增加，會發生如下反應：2NH2Cl+HClO=N2↑+H2O+3HCl。
由于反應，氯胺被氧化成一些沒有消毒作用的化合物，余氯含量逐漸減少，最終達到轉折點B。
d、曲線的BC段，超過斷點B后，無氯消耗有雜質，出現游離余氯，該段消毒效果好。
可以看出，當水中含有氨氮時，加氯-余氯曲線為虛線，此時對應的加氯方法稱為折線加氯法。
2、氨氮含量與加氯量、加氯點的關系
一般情況下，當pH值在7左右時，在破點加氯時，一氯胺、二氯胺和三氯胺的濃度同時存在。其中，生成的化合余氯主要由一氯胺組成，還有少量二氯胺和三氯胺存在（不影響分析）。因此，在實踐中，為了簡化分析計算，常將化合余氯視為氯胺。
假設水中雜質耗氧量為b（mg/l），即曲線OA段耗氧量為b（mg/l），水中余氯控制目標值為（毫克/升）。
如果水中沒有氨氮，使用游離氯法。當加氯點為Y時（如圖），所需加氯量為y=b+1.35a（mg/l）。
若水中含有c(mg/l)氨氮，則采用斷點氯化法，加氯量應根據情況商定：
1、加氯點控制在AH段Y1時，所需加氯量y1=b+1.38a（mg/l）。
需要注意的是，為了保證加氯點能控制在AH段的Y1點，水中的氨含量必須滿足條件：c不小于0.33a（mg/l）。
2、加氯點控制在HB段Y2點時，所需加氯量y2=b+4.18c+1.034*(3.03ca)(mg/l)。
需要注意的是，加氯點控制在HB段的Y2點。在AH段，氨與氯氣發生反應，水中的氨全部被消耗掉。
3、加氯點控制在BC段Y3點時，所需加氯量y3=b+7.31c+1.35a（mg/l）。
綜上所述，加氯量與水中的雜質含量、氨氮含量、余氯控制目標值和選擇的加氯點有關。
在水中雜質含量恒定、余氯控制目標相同的情況下，水中無氨氮時的氯添加量低于有氨氮時的氯添加量。氮氣會引起加氯量的增加，增加量主要取決于加氯點的位置。
如果水中含有氨氮，則斷點用于添加氯。從余氯-氯化量曲線可以看出，對應于相同的余氯值，可能存在三個不同的加氯點。三個加氯點分別對應的氯化量變化很大。
實踐表明，曲線BC段Y3點游離氯消毒加氯量遠大于AH段和HB段Y1、Y2點復合氯消毒加氯量。
通常Y3點加氯量可以達到Y1點加氯量的2～3倍。 -余氯曲線的AH段，此時的余氯為化合氯。