水中氮元素的過量排放會引起水體富營養(yǎng)化，使藻類大量繁殖，出現(xiàn)水華赤潮，當水中總氮含量大于0.3mg/L時，即達到富營養(yǎng)化的標準；另外，硝酸鹽本身對人無害，但在體內(nèi)會被還原為亞硝酸鹽，一方面，亞硝酸鹽會與血紅蛋白反應(yīng)生成高鐵血紅蛋白，影響氧的傳輸能力，特別對于嬰兒，易導(dǎo)致高鐵血紅蛋白癥（藍嬰?。?；另一方面，亞硝酸鹽過高，會與蛋白生成亞硝胺，屬于強致癌物質(zhì)，對健康危害極大。 總氮是水中各種形態(tài)無機氮和有機氮的總稱。總氮（TN）=硝態(tài)氮+亞硝氮+氨氮（NH3-N）+有機氮 氮化合物在生物作用下可實現(xiàn)向氮氣的轉(zhuǎn)化：
在該過程中，池體數(shù)量較多，使生化的結(jié)構(gòu)較為冗雜，特別是厭氧池溶解氧含量難以控制，反硝化的效率受到抑制，一方面反硝化菌富集較慢，且容易滋生雜菌爭奪生存環(huán)境，另一方面，龐大的池體結(jié)構(gòu)使產(chǎn)生的氮氣不能及時排出，增加了占比較大的無效空間，反硝化菌的數(shù)量始終維持在一個總數(shù)較低的水平，致使脫氮負荷難以提高，傳統(tǒng)生化中培養(yǎng)出的反硝化菌脫氮負荷通常小于0.2kgN/m3d，而針對工業(yè)廢水而言，其較高的鹽分及毒性會使大量反硝化菌死亡，從而進一步降低此過程中的脫氮負荷，是脫氮效率再次降低。 通過氧化使氮化合物直接從有機氮、氨氮直接轉(zhuǎn)化為氮氣。
用化學法脫氮存在多項缺陷，首先，氧化成本較高；其次，多數(shù)化學物質(zhì)使用及反應(yīng)時僅適合實驗室的嚴格操作條件，使危險性在可控范圍之內(nèi)，而實際廢水處理中，水量較大，環(huán)境較差，在加上工人的專業(yè)性不強，使反應(yīng)過程中存在極大的安全隱患；另外，常常由于不能反應(yīng)而造成效果相對較差。 綜上所述，生物法成本較低，效果穩(wěn)定，但工藝復(fù)雜，操作困難，且占地面積較大，運行時間較長；化學法省去中間轉(zhuǎn)化步驟，更快速直接，但成本較高，折點加氯法控制難度大，效果不穩(wěn)定。兩種方法各有利弊，均需改進。隨著環(huán)保力度的增強，各行各業(yè)污水排放指標日趨嚴苛，傳統(tǒng)的兩種除氮方法已不具備達標的技術(shù)性能，蘇州湛清環(huán)?？萍加邢薰就ㄟ^對工業(yè)廢水處理現(xiàn)狀三年的詳細調(diào)研，研發(fā)出反硝化生物濾池HDN技術(shù)，解決了常規(guī)生化法存在的局限性，同時大大降低了運行成本，使總氮提標過程快速且便捷。 通過對反硝化每一環(huán)節(jié)的深入研究，HDN技術(shù)實現(xiàn)了對每個缺陷的逐個擊破：1) 生物富集：為使單位體積內(nèi)的微生物數(shù)量得到大幅提升，在填料環(huán)節(jié)使用了改性過的天然玄武巖，提高其表面親水性的同時，使其具有了更為豐富的微觀孔道結(jié)構(gòu)，微生物更易附著。2) 菌種馴養(yǎng)：為使反硝化菌耐受性增強，特引進荷蘭脫氮菌，經(jīng)過三年馴化，不僅可以適應(yīng)工業(yè)廢水水質(zhì)的復(fù)雜性，且繁殖快、壽命長，大大提升了反硝化模塊的脫氮負荷。3) 氮氣釋放：為使氮氣可以及時排出，通過對反應(yīng)器內(nèi)部流態(tài)的特殊優(yōu)化設(shè)計，建立了順暢的排氣微孔道，促使生成的不溶性物質(zhì)氮氣快速排出，從而減少反應(yīng)器死區(qū)及無效空間，提高了反應(yīng)器穩(wěn)定性和脫氮效率。
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