암모니아 질소 기준 초과에 대한 원인 분석과 해결책은 무엇인가요?

질소는 수역의 부영양화를 일으키는 주요 영양소이며 질소원 오염은 많은 환경 유해 문제를 유발하며 관련 배출 기준 및 수치 지표의 내용이 지속적으로 개선되고 있습니다.
질소 제거 메커니즘

질소 제거는 세포의 과잉 흡수 제거에 의해 제거되지 않으며, 주요 메커니즘은 다음과 같습니다:
1. 미립자 비분해성 유기 질소는 생물 응집을 통해 활성 슬러지 성분이 되고, 남은 활성 슬러지를 제외하여 시스템에서 제거됩니다;
2. 미립자 생분해성 유기질소는 가수분해를 통해 용해성 생분해성 유기질소로 전환됩니다. 처리된 폐수와 함께 배출되는 용해된 비생분해성 유기 질소는 폐수의 유기 질소 농도를 결정합니다;
3. 용해된 생분해성 유기 질소는 종속 영양 박테리아의 암모니아화를 통해 암모니아 질소로 전환되며, 여기서 요소는 탄산 암모늄으로 빠르게 가수분해될 수 있습니다. 질산화 박테리아는 호기성 조건에서 암모니아 질소를 질산성 질소로 산화시키고, 탈질화 박테리아는 무산소 조건에서 질산염을 기체 질소로 환원하여 물에서 제거합니다.
무산소 영역으로 인해 탈질에는 많은 양의 탄소원이 필요하므로 일반적인 무산소 영역은 생물학적 처리의 전단 (취수 단)에 배치되지만 취수는 대부분 암모니아 질소이며 질산염 질소가 적고 탈질 할 수 없으므로 내부 환류가 필요합니다.
생화학 탱크의 유출수와 내부 환류의 총 질소 농도는 동일하므로 이론적 인 상태에서도 최대 질소 제거율은 (r + R)/ (1 + r + R), 그중 r은 내부 환류의 비율, R은 슬러지 환류의 비율에 도달 할 수 있습니다.
질소 생화학적 제거 프로세스

질소 생화학적 제거 공정은 크게 암모니아화 공정, 질산화 공정, 탈질화 공정으로 나뉘는데, 이 중 탈질화 공정은 탈질과 단거리 탈질 전 과정을 포함하며, 질화균 생성 주기는 5~8일, 탈질균 생성 주기는 약 15일입니다.
1. 암모니아화 과정:
암모니아화 과정은 유기 질소 화합물을 미생물이 분해하여 암모니아를 생성하는 것으로, 일반적으로 두 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 질소성 유기 화합물(단백질, 핵산 등)을 펩타이드, 아미노산, 아미노당 등과 같은 단순 질소 화합물로 분해하는 것입니다. 두 번째 단계는 탈아미드화 공정에서 생성된 단순 질소 화합물을 NH₃로 분해하는 것입니다.
2. 질화 과정:
질산화 반응 과정의 원리는 호기성 조건에서 암모니아와 질소가 질산화 박테리아에 의해 아질산염과 질산염으로 산화되는 것입니다.
암모니아 질소를 아질산염 반응으로 전환하는 아질산염 박테리아, 아질산염을 질산염 반응으로 전환하는 질산염 박테리아 등 두 가지 기본 반응 단계가 포함됩니다.
3. 탈질 과정:
탈질 반응 과정의 원리는 무산소 조건에서 탈질 박테리아를 사용하면 아질산염과 질산염이 질소로 환원되어 하수에서 빠져나가 질소 제거의 목적을 달성합니다.
탈질화는 질산염과 아질산염이 질소로 환원되는 질화 반응 과정이며, 탈질화 박테리아는 화학 에너지 종속 영양성 무산소 미생물의 한 종류입니다. 아질산염 박테리아와 질산염 박테리아는 CO₂, CO₃²ˉ, HCO₃- 등을 탄소원으로 사용하고 NH₃, NH⁴﹢ 또는 NO²ˉ의 산화 환원 반응을 통해 에너지를 얻는 화학 에너지 독립영양성 독립영양균입니다. 질화 반응 과정은 호기성 조건에서 수행되어야 하며 산소를 전자 억셉터로, 원소 질소를 전자 공여체로 사용합니다.
분자 산소가 있을 때 탈질 박테리아는 유기물을 산화 분해하여 분자 산소를 최종 전자 수용체로 사용하고, 분자 산소가 없을 때 탈질 박테리아는 N ³ ﹢ 및 N ⁵ ﹢에서 질산염과 아질산염을 전자 수용체로 사용하고, 유기물을 탄소원으로 사용하여 전자 기증자를 제공하여 에너지 및 산화 안정화를 제공하는 것을 볼 수 있으며, 탈질 반응은 무산소 조건에서 수행되어야 함을 알 수 있습니다. 즉, 탈질은 무산소 조건에서 수행되어야 합니다.
탈질 과정에서 탈질 박테리아는 전자 공여체로 유기 탄소원(예: 탄수화물, 알코올, 유기산)을 필요로 하며 무산소 호흡을 위해 NO³ˉ의 질소를 사용합니다. 질화 반응은 산화 암모니아 질소 1g당 4.57g의 산소와 7.14g의 알칼리성을 소비하며, 이는 pH의 감소로 나타납니다. 탈질화 과정에서 질산염 질소의 제거는 탄소원의 제거를 수반하며, 이는 DO2.6g으로 할인되고 추가로 탈질화 공정은 3.57g의 알칼리도를 보상합니다.
탈질 전 과정 그림 및 짧은 탈질 생화학 원리 다이어그램

암모니아 질소 표준 초과 이유 및 해결 방법

1. 고농도 유기물
분석 이유 : 운영 및 관리가 제자리에 있지 않고 전처리 효과가 좋지 않고 SS가 더 많아서 폐수 처리의 생화학 공급 수의 유기물 농도가 너무 높아 생화학 처리 능력을 초과하여 COD 제거로 이어지고 암모니아 질소가 비효율적입니다.COD가 높으면 질화 박테리아의 활동을 억제하고 혐기성 박테리아의 활동을 촉진하여 유기 질소를 암모니아로 가수 분해하여 폐수의 암모니아 질소 함량을 높이는 데 도움이됩니다.
해결책: 즉시 폭기, 내부 및 외부 환류 연속 개방을 위해 물 섭취를 중지하고 슬러지 농도를 보장하기 위해 슬러지 배출을 중지하고 유기물로 인해 비 섬유질 박테리아 팽창이 발생한 경우 슬러지 응집을 높이기 위해 PAC를 추가하고 거품의 영향을 제거하기 위해 소포제를 추가 할 수 있습니다. 후속 조치를 통해 관리 수준을 개선하고, 프런트 엔드 전처리를 잘 수행하며, 생화학 부하를 줄입니다.
2. 내부 역류 이상
분석 이유: 전기적 고장, 기계적 고장 또는 인위적인 이유로 인한 비정상적인 내부 역류. 암모니아 질소로 인한 내부 환류가 기준을 초과하는 것은 질화 액체 환류가 없기 때문에 유기물의 영향에 기인 할 수 있으며, 외부 환류에 의해 운반되는 소량의 질산염 질소 만 호기성 풀, 전체 혐기성 환경, 탄소원은 가수 분해 및 산성화되고 이산화탄소 탈출로 대사되지 않으므로 폭기조로 많은 수의 유기물이 유입되어 암모니아 질소가 증가 할 수 있습니다.
해결책 : 내부 역류로 인해 암모니아 질소가 상승하고 내부 역류 펌프를 점검하고 폭기를위한 물 섭취를 중단하거나 줄입니다. 질화 시스템이 붕괴되고 폭기를위한 물 섭취를 중단하고 조건이있는 경우 상황이 더 긴급한 경우 유사한 탈질 시스템 생화학 슬러지에 추가하여 시스템 복구 속도를 높일 수 있습니다. 후속 조치로 리턴 펌프를 정기적으로 점검하고 문제를 적시에 감지하고 해결합니다.
3. pH가 너무 낮음
이유 분석: 일반적인 미생물은 pH=6-9 범위가 더 적절해야 하며, 일반적으로 암모니아 질소로 인한 낮은 pH가 표준을 초과하는 세 가지 경우가 있습니다:
a. 환류 내에서 너무 크거나 폭기 개방시 환류 내에서 너무 커서 많은 양의 산소를 무산소 풀로 운반하고 무산소 환경 손상, 탈질 박테리아 호기성 대사, 유기물의 일부가 호기적으로 대사되어 탈질의 완전성에 심각한 영향을 미칩니다, 탈질은 절반의 알칼리성에서 질화 반응 대사를 보상 할 수 있기 때문에 무산소 환경의 파괴로 인해 질화 박테리아의 적절한 pH 이하로 pH가 감소하여 생성 된 알칼리도가 감소합니다. 질산화 반응의 pH가 억제된 후 암모니아 질소가 상승합니다.
b. 유입수 CN 비율이 불충분하고 탈질화도 불완전하며 생성되는 알칼리도가 적어 pH가 감소하기 때문입니다.
c. 급수의 알칼리도 감소로 인해 pH가 지속적으로 감소합니다.
해결책 : pH가 지속적으로 감소하면 pH를 유지하기 위해 알칼리를 추가하기 시작한 다음 원인을 찾기 위해 분석해야하며, pH가 너무 낮아 시스템의 붕괴로 이어진 경우 먼저 시스템의 pH를 추가 한 다음 폭기를 지루하게하거나 동일한 유형의 슬러지를 추가해야한다는 것을 발견했습니다.
4.DO가 너무 낮음
이유 분석 : 폭기 장치 노화 및 간헐적 폭기는 쉽게 폭기 장치 막힘으로 이어질 수 있으며, 풀 폭기 산소화 및 혼합이 차단되는 반면 질화 반응은 호기성 대사이며 용존 산소 적합한 환경의 폭기 풀 (무산소 풀 DO = 0.2 ~ 0.5mg / L, 호기성 풀 DO ≥ 2mg / L)이 정상적으로 수행 될 수 있도록해야하며 DO가 너무 낮으면 질화가 차단되고 암모니아 질소가 표준을 초과하는 결과를 초래합니다.
해결 방법: 통기 헤드를 교체하고, 팬의 주파수 변환 전력을 높이고, 풍량을 늘립니다.
5. 진흙 연령이 너무 낮음
이유 분석 : 슬러지 배출량이 너무 많고 슬러지 역류가 너무 적 으면 박테리아의 생성 기간이 있고 SRT가 생성 기간보다 낮기 때문에 박테리아가 시스템에 모일 수없고 우성 균주가 형성되어 해당 대사 산물을 제거 할 수 없기 때문에 슬러지 연령 감소로 이어질 수 있습니다. 일반적으로 슬러지 연령은 박테리아 생성 기간의 3-4 배입니다. 다중 시리즈에서는 슬러지 반환이 균형을 이루지 못하고 각 시리즈의 슬러지 반환 차이가 너무 커서 슬러지 반환이 적은 시리즈에서 암모니아 질소가 상승합니다.
해결책 : 물 섭취 또는 머플 통기를 줄이십시오. 동일한 유형의 슬러지를 추가하십시오. 문제가 불균형 슬러지 환류로 인해 발생하는 경우 문제 시리즈의 물 섭취 또는 머플 통기를 줄여 정상적인 일련의 작동이 문제 시리즈에 슬러지 환류의 일부가되도록 각 시리즈의 유량 측정 장치가 관찰을 용이하게하도록 설정하십시오.
6. 수질 변동에 따른 영향
원인 분석: 수질 및 수량 변동, 수영장 처리를 규제하지 않아 암모니아 질소 수 급상승, 질소 제거 시스템 붕괴, 물 암모니아 질소가 기준치를 초과합니다.
솔루션: 케이스의 pH를 확인하고, 동일한 유형의 슬러지, 보링 폭기 회수 시스템을 추가하고, 공정의 마지막에 암모니아 질소 제거제 투여 및 비상 관리를 위한 반응 장치를 추가합니다.
7. 낮은 온도
이유 분석: 겨울철 수온은 매우 낮으며, 특히 낮과 밤의 온도차가 박테리아 대사에 필요한 온도보다 낮은 경우가 많아 박테리아가 휴면하고 질산화 시스템이 비정상적으로 작동합니다.
해결책 : 설계 단계에서 수영장을 매립하고, 슬러지 농도를 미리 높이고, 유입수를 적절한 온도로 가열합니다 (질화 반응의 최적 온도는 일반적으로 20-30 ℃, 질화 반응 속도는 15 ℃ 이하로 감소하고 5 ℃ 이하에서 멈춤, 탈질 최적 온도는 20-40 ℃, 탈질 박테리아의 활성은 15 ℃ 이하로 감소, 일반 호기성 박테리아의 최적 온도는 일반적으로 15-30 ℃입니다).
8. 프로세스 선택 문제
이유 분석 : 선택한 탈질 공정은 단순 폭기조, 접촉 산화, SBR 등 이러한 공정은 실제로 HRT (유압 유지 시간)와 SRT (진흙 연령)가 충분히 길기 때문에 이러한 공정은 탈 암모니아 질소가 될 수 있지만 경제적이지는 않습니다.
해결책: 머드 수명을 개선하기 위해 MBR로 전환하는 등 HRT 및 SRT를 확장하고, 탈질조를 전면에 증설합니다.