了解总氮和总磷：水体富营养化的关键指标与来源

了解总氮和总磷：水体富营养化的关键指标与来源

水体富营养化是水体老化的一种现象，大量的氮磷排放会造成水体的富营养化，因此我国把总氮、总磷作为评价污水处理厂处理效果的重要考核指标。随着《水十条》的颁布，总氮、总磷指标开始受到关注。今天我们来了解一下总氮、总磷。

总氮和总磷的定义

总氮

水中各种形态的无机氮和有机氮的总量，包括NO3-、NO2-、NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸、有机胺等有机氮。

总磷

正磷酸盐、缩合硫酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐和有机结合磷酸盐的总称。主要来源于生活污水、化肥、有机磷农药和现代洗涤剂中的磷酸盐助剂。水中的磷是藻类生长所必需的关键元素。磷含量过高是造成水体浑浊发臭、湖泊富营养化、海湾赤潮的主要原因。

总氮与总磷的关系

简单来说，总氮和总磷是水体富营养化的主要指标，同一类型废水中，总氮和总磷需要处理到相对较低的浓度，防治水体富营养化的首要控制指标就是总磷和总氮。

标准限值

我国地表水环境质量标准

（GB 3838-2002）规定总磷、总氮的允许值如下（单位：mg/L）：

总氮、总磷超标原因

污水总磷超标的原因

1.好氧区的聚磷菌不能吸收大量可溶性磷；

2、排泥不畅，沉淀效果不理想；

3、由于二沉池尺寸的增大与减小，势能增大，引起磷的释放，造成总磷超标。

污水总氮超标的原因

1.生物反硝化系统的内外回流比均小于简单生物硝化系统。

2、反硝化系统污泥沉降速度快，缺氧区溶解氧（DO）过高。

3、温度控制不当。当温度低于15℃时，反硝化速率会明显降低，而5℃时，反硝化趋于停止。

4、BOD5/TKN由于反硝化细菌在分解有机物的过程中进行反硝化，因此，进入缺氧区的污水中必须有足够的有机物，才能保证反硝化作用的顺利进行。

5、污泥负荷与污泥龄由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化才能实现高效稳定的反硝化，因此反硝化系统也必须采用低负荷或超低负荷和高污泥龄。

如何有效处理总氮、总磷

对于总磷：

1、后端添加除磷剂。生化处理后，磷一般以正磷酸盐形式存在，铁盐、铝盐对磷有很好的去除效果。（PS：除磷剂针对的是总磷中的无机磷，对有机磷无效，所以使用效果不一，需根据实际情况判断。）

2、化学法总磷去除。在含磷废水中加入石灰，废水中的磷与石灰中的钙发生反应，生成沉淀。反应式如下：

5Ca2++7OH-+-=Ca5(OH)(PO4)3+3H2O

3、活性炭吸附：利用活性炭巨大的比表面积，充分吸附废水中的残磷，处理效果较好。或者在混凝剂作用下，使废水中的胶体及细小悬浮物聚集成絮体，然后分离去除。

4、通过调节微生物营养比、DO值、污泥浓度等因素来调整生化处理效果，提高生化去除率。

5、增设污水处理工艺设备，对总磷进行进一步处理。

对于总氮：

目前主要有利用离子交换、膜渗透、吸附和生物反硝化的方法。

1、化学法去除总氮。先测试总氮浓度，如果浓度差别不大，建议直接用氨氮去除剂。这样氨氮去除了，总氮也会降低（PS：氨氮去除剂只适合去除总氮中的氨氮，而总氮和氨氮的比例会因水质不同而不同，所以处理效果也会有所差异，要根据实际情况判断）

2、污水处理厂的生物脱氮反应为两级反应过程，每级都进行合理的工艺控制，确保出水总氮达标。这也是控制总氮的难点。要实现污水处理厂总氮的控制，首先要了解生物脱氮的反应机理，然后再有选择地进行工艺控制。比较常见的有AO工艺、加磷除磷的AAO工艺、SBR工艺及其变型、各种氧化沟工艺，它们利用时间和空间的交替来实现总氮的处理。