氨氮废水的资源化预处理研究

2.4出水指标

反应器连续不间断运行，实时监测出水pH值的变化。由图6可以看到，pH值一直处于7以下，呈现稳定的动态波动。在膜生物反应器发生的硝化反应能实现出水呈酸性状态。

反应器连续运行，水力停留时间控制在24h左右，通过抽吸泵出水，得到出水铵态氮、亚硝态氮和硝态氮。

从图6可以看出，反应过程的pH值处于上下波动的情况，最小值在5.274，最大值在6.898，整个出水状态处于酸性条件。因为硝化反应的进程消耗碱，如果污水中没有足够的碱度，随着硝化反应进行pH值会急剧下降。

硝化反应是指废水中的氨氮在好氧菌的作用下，最终氧化生成硝酸盐的反应。其反应如下：

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2NO3-

总反应为：

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

传统的方法对氨氮废水的处理即利用生物硝化把氨氮转化为氮气，做到氨氮的减量化，有研究表明硝化反应的最佳pH值为7.0～7.8，而本试验不以硝化脱氮为目的，不追求氨氮的高转化率，而是探究在酸性条件下，不添加任何调节剂，做到氮素尽可能小的损失而氮素又以氨氮、硝态氮的稳定形态存在。

由图6、7可以看出，试验7～15d，在进水氨氮<50mg/L的条件下，氨氮最高的转化率可高达80%以上，硝化反应的持续进行，出水的pH值从6.7下降至5.7左右。

反应19d氨氮的转化率下降到最低，为23%，而此时出水仍然能保持较好的酸度，pH值为6.898。在19～39d时，pH值在5.2～6.8范围波动。由此可知，虽然硝化进程减慢，但硝化依然能够消耗进水的碱度维持出水在酸性的状态。氨氮的平均转化率在30%～60%之间。

2.5氮损失量

对进水的氮素以及出水的氮素进行物料衡算，其数据变化见图8。

可以看出，对于氨氮废水在膜生物反应器中，水力停留时间控制在24h左右，通过生物反应，氮素前后的变化不大，氮素损失率维持在10%～20%之间。

对于氮素的损失有可能是氨氮以氨气的形式挥发了一小部分，还有可能是微生物以絮体结构存在，造成内部可能会局部缺氧，反硝化菌会利用硝酸盐氮和亚硝酸盐氮为电子供体，将其转化为氮气而造成损失。相比于传统的生物处理法，以氮气的形式逸散到空气中而流失氮素，本方法得到了资源的回收利用。氮元素较好的以稳定的形态保存了下来。

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