次氯酸钠对氨氮降解效果的实验研究

清涧污水处理厂为淮安市洪泽经济开发区配套污水处理厂，以 BOT 模式于2011 年建设，初期处理规模为 2 万吨 / 天，2016 年扩建至 4 万吨 / 天。采用“预处理 - 水解酸化 -AAO（和氧化沟）- 高效沉淀池 - 砂滤池 - 臭氧氧化 - 曝气生物滤池 - 紫外消毒池”工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918-2002》中的一级 B 标准。因前运营公司长期运营管理不当，大部分工艺段无法正常使用，仅依靠“AAO- 高效池 - 砂滤池”维持运行，运行难度较大，污染物去除能力低。另外企业排水都是通过地下主管网进入污水处理厂，进水超标情况频发，水质波动大，污染物溯源难度高。例如氨氮这一指标，2023 年5 月 -11 月期间，正常进水时进水平均氨氮在 12 左右，超标进水时氨氮最高可达 100 以上（出水氨氮标准 ⩽8 ），在线监测的滞后性和进水阀门故障无法关闭等其他原因，使得一部分超标水不得不进入系统，对生化系统造成冲击，最终引起出水氨氮的升高甚至超标。为确保出水氨氮达标排放，需在异常进水后根据出水水质投加次氯酸钠。本文主要探究次氯酸钠对氨氮的去除效果，指导运行中合理投加药剂。

一、污水处理厂氨氮处理现状

清涧污水处理厂工艺设施运行现状和长期低进水氨氮浓度使得生化池氨氮的降解能力较低，进水氨氮超过 20mg/L ，就会引起出水氨氮的升高（从 0.5mg/ L 升高至 1mg/L 以上），应对超标进水时，通过投加次氯酸钠保障氨氮的达标排放，氨氮和次氯酸钠的反应方程式如下：

2NH3 + 3NaClO → N2 ↑ + 3NaCl + 3H2O

然而实际去除效果并不理想，分析原因为投加量不足、反应时间等。为切实探究次氯酸钠对氨氮的去除效果，合理投加药剂和控制成本，进行以下相关实验。

二、实验及数据分析

1、次氯酸钠对原水中氨氮的处理去除实验

（1）实验操作步骤

① 进水氨氮在 10mg/L 以上时，取细格栅处进水约 25L_⨀

② 原水静置 8 小时，取出上清液，检测上清液氨氮值

③ 准备 10 个 1L 烧杯，编号 1-10

④ 往上述 1-10 号烧杯中倒满 1L 上清液，并分别滴加次氯酸钠（氯含量 10% ）溶液，次氯酸钠投加量为 200mg/L ， 400mg/L ， 600mg/L ， 800mg/L ，1000mg/I ， 1200mg/L ， 1400mg/L ， 1600mg/L ， 1800mg/L ， 2000mg/L 。

⑤ 搅拌并反应 20 分钟，测各烧杯中的氨氮值。

（2）实验数据

原水上清液测得氨氮浓度为 15.5mg/L

（3）实验结论分析

由上图可以看出，随着次氯酸钠投加量增加，氨氮的去除量也随之增加，去除效率先慢后快，次氯酸钠投加量在 200-800mg/L 时，每去除 1mg/L 的氨氮所需次氯酸钠约 160mg/L ，次氯酸钠投加量在 1000mg/L 以上时，每去除 1mg/L 的氨氮所需次氯酸钠约 100mg/L_o 。 15.5mg/L 的氨氮，在 1600mg/L 次氯酸钠投加量下完全去除。

2、次氯酸钠对配置溶液中的氨氮去除实验（1）实验操作步骤及数据

原水中污染物质种类较多，存在一定干扰，用氯化铵配置浓度为 15mg/L 的氨氮溶液进行上述实验。

（2）实验结论分析

由上图可以看出，对于配置的氨氮溶液，次氯酸钠对氨氮去除效率较高，当次氯酸钠投加量为 1200mg/L 时，浓度为 15mg/L 的氨氮基本上已完全去除。过程中每去除 1mg/L 的氨氮所需次氯酸钠约 80-100mg/L 。

3、不同浓度氨氮的去除效果的实验（1）实验操作步骤① 准备 10 个 1L 烧杯，编号 1-10

② 往上述 1-10 号烧杯中分别加入 1L 氨氮溶液，氨氮浓度分别为 2mg/L ，4mg/L ，6mg/L， 8mg/L ， 10mg/L ， 12mg/L ， 14mg/L ， 16mg/L ， 18mg/L ， 20mg/L_⨀ 。③ 各烧杯投加 1mL 次氯酸钠溶液（即 1000ppm ）。

④ 搅拌并反应 20 分钟，测各烧杯中的氨氮值。

（2）实验数据（3）实验结论分析