氮（N）源投加量的計(jì)算

———氮（N）源投加量的計(jì)算！一、養(yǎng)分投加計(jì)算N源數(shù)值的選擇

在污水處理中養(yǎng)分的投加很重要，投加量的計(jì)算為養(yǎng)分的投加供應(yīng)了參考，所以計(jì)算的正確性尤為重要！

一般來(lái)說(shuō)，除碳工藝選擇TKN（凱氏氮，氨氮+有機(jī)氮的值）的量來(lái)計(jì)算，不過(guò)對(duì)于市政污水，沒(méi)有工業(yè)廢水混合的狀況下，有機(jī)氮很少的，可以直接用氨氮，反正你自己的來(lái)水有沒(méi)有有機(jī)氮自己清晰，自己推斷！為什么除碳工藝沒(méi)有硝態(tài)氮，這里說(shuō)清晰一下，大家理解后就能記住了，由于單純的除碳工藝，微生物無(wú)法利用硝態(tài)氮代謝（合成+分解）只能利用氨氮。

脫氮工藝選擇TN（總氮，氨氮+硝態(tài)氮+有機(jī)氮的值）的值進(jìn)行計(jì)算，硝態(tài)氮對(duì)于脫氮工藝的反硝化階段恰恰是必需的電子受體（受氫體），反硝化中反硝化菌可以還原硝態(tài)氮成氨氮，為細(xì)菌的合成代謝供應(yīng)氮源，所以，就算是純硝酸鹽的N，反硝化計(jì)算同樣適合！

不過(guò)要說(shuō)一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，不管是氨氮還是有機(jī)氮我們測(cè)定的數(shù)值的值都是N元素的含量，是以原子量14來(lái)計(jì)算的，所以大家計(jì)算投加量的時(shí)候肯定要留意！

二、氮元素之間的關(guān)系

進(jìn)入水體中的氮主要有無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮之分。無(wú)機(jī)氮包括氨態(tài)氮（簡(jiǎn)稱氨氮）和硝態(tài)氮。

氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和銨鹽態(tài)氮NH4+-N；

硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N；

有機(jī)氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機(jī)堿、氨基糖等含氮有機(jī)物；

可溶性有機(jī)氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在，它可以通過(guò)氨化等作用轉(zhuǎn)換為氨氮；

凱氏氮包括有機(jī)氮與氨氮，不包括硝態(tài)氮。

三、各類氮的成分分析

1、總氮TN

總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量（通常測(cè)定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和）?？扇苄钥偟侵杆锌扇苄约昂蛇^(guò)濾性固體（小于0.45μm顆粒物）的含氮量?？偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一。

總氮的測(cè)定方法，一是采納分別測(cè)定有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮化合物（氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮）后加和的方法。二是以過(guò)硫酸鉀氧化，使有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后，通過(guò)離子選擇電極法對(duì)溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測(cè)量，也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后，用偶氮比色法，以及離子色譜法進(jìn)行測(cè)定。

2、凱氏氮TKN

凱氏氮是以凱氏法測(cè)得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽而測(cè)定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)氮主要指蛋白質(zhì)、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮為負(fù)三價(jià)的有機(jī)氮化合物。不包括疊氮化合物、聯(lián)氮、偶氮、腙、硝酸鹽、腈、硝基、亞硝基、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機(jī)化合物多為前者，因此，在測(cè)定凱氏氮和氨氮后，其差值即稱之為有機(jī)氮。

測(cè)定原理是加入硫酸加熱消解，使有機(jī)物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@，消解后的液體，使呈堿性蒸餾出氨，汲取于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法測(cè)定氨含量。測(cè)定凱氏氮或有機(jī)氮，主要是為了了解水體受污染狀況，尤其在評(píng)價(jià)湖泊和水庫(kù)的富養(yǎng)分化時(shí)，是個(gè)有意義的指標(biāo)。

3、氨氮NH3-N

氨氮是指游離氨（或稱非離子氨，NH3）或離子氨（NH4+）形態(tài)存在的氨。pH較高，游離氨的比例較高；反之，銨鹽的比例高。

氨氮是水體中的養(yǎng)分素，可導(dǎo)致水富養(yǎng)分化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對(duì)魚類及某些水生生物有毒害。

氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增加而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有親密關(guān)系，一般狀況，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng)。

常用來(lái)測(cè)定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法；滴定法和電極法也常用來(lái)測(cè)定氨；當(dāng)氨氮含量高時(shí)，也可采納蒸餾-滴定法。（國(guó)標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法）

四、硝態(tài)氮NOx

1.硝酸鹽

水中硝酸鹽是在有氧條件下，各種形態(tài)含氮化合物中最穩(wěn)定的氮化合物，通常用以表示含氮有機(jī)物無(wú)機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當(dāng)水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機(jī)或無(wú)機(jī)的氮化合物時(shí)，認(rèn)為有機(jī)氮化合物分解完全。假如水中含有較多量的硝酸鹽同時(shí)含有其他含氮化合物時(shí)，則表示有污染物已經(jīng)進(jìn)入水系，水的“自凈”作用尚在進(jìn)行。

硝酸鹽氮的測(cè)定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法。

其中電極法測(cè)量便利，范圍寬，而且價(jià)格廉價(jià)，對(duì)水樣要求較低；酚二磺酸分光光度法測(cè)量范圍寬，顯色穩(wěn)定；鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測(cè)定；戴氏合金換元法適用于污染嚴(yán)峻并帶深色水樣；離子色譜法需要專用儀器，但可于其他陰離子聯(lián)合測(cè)定。

2.亞硝酸鹽

亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定，可以氧化成硝酸鹽氮，也可以還原成氨氮。因此，在測(cè)定其含量的同時(shí)，并了解水中硝酸鹽和氨的含量，則可以推斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈狀況。

水中亞硝酸鹽的測(cè)定方法通常采納重氮-偶聯(lián)反應(yīng)，使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強(qiáng)。重氮試劑選用對(duì)氨基苯磺酰胺和對(duì)氨基苯磺酸，偶聯(lián)試劑為N-（1-萘基）-乙二胺和α-萘胺（有毒），N-（1-萘基）-乙二胺用得較多。

亞硝酸鹽氮的測(cè)定方法有N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。（國(guó)標(biāo)采納N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等）

3、氮源投加量計(jì)算方法

氮源投加只有在除碳工藝中才會(huì)消失，因此，氮源投加量的計(jì)算是以CN比20：1來(lái)計(jì)算出來(lái)的，N源的投加量為：

G=（COD進(jìn)-COD出）/20-（TKN進(jìn)-TKN出）——式1

N=V*G/Y——式2

式中：

N—N源投加量

V—池內(nèi)水量

G—需要補(bǔ)充N的差值

Y—N源換算成的N量

1、尿素作為添加N源（CH4N2O分子量：60.06g/mol）

尿素含N量46.7%，若需添加1gN源，則需添加尿素Y=1/0.467=2.14g

2、硫酸銨做為添加N源（(NH4)2·SO4分子量：132.14）

硫酸銨含N量21.2%，若需添加1gN源，則需添加硫酸銨Y=1/0.212=4.72g

3、硝酸銨做為添加N源（NH4NO3分子量80g/mol）

硝酸銨含N（僅算TKN的含量）量17.5%，若需添加1gN源，則需添加硝酸銨Y=1/0.175=5.71g

一、養(yǎng)分投加計(jì)算N源數(shù)值的選擇

在污水處理中養(yǎng)分的投加很重要，投加量的計(jì)算為養(yǎng)分的投加供應(yīng)了參考，所以計(jì)算的正確性尤為重要！

一般來(lái)說(shuō)，除碳工藝選擇TKN（凱氏氮，氨氮+有機(jī)氮的值）的量來(lái)計(jì)算，不過(guò)對(duì)于市政污水，沒(méi)有工業(yè)廢水混合的狀況下，有機(jī)氮很少的，可以直接用氨氮，反正你自己的來(lái)水有沒(méi)有有機(jī)氮自己清晰，自己推斷！為什么除碳工藝沒(méi)有硝態(tài)氮，這里說(shuō)清晰一下，大家理解后就能記住了，由于單純的除碳工藝，微生物無(wú)法利用硝態(tài)氮代謝（合成+分解）只能利用氨氮。

脫氮工藝選擇TN（總氮，氨氮+硝態(tài)氮+有機(jī)氮的值）的值進(jìn)行計(jì)算，硝態(tài)氮對(duì)于脫氮工藝的反硝化階段恰恰是必需的電子受體（受氫體），反硝化中反硝化菌可以還原硝態(tài)氮成氨氮，為細(xì)菌的合成代謝供應(yīng)氮源，所以，就算是純硝酸鹽的N，反硝化計(jì)算同樣適合！

不過(guò)要說(shuō)一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，不管是氨氮還是有機(jī)氮我們測(cè)定的數(shù)值的值都是N元素的含量，是以原子量14來(lái)計(jì)算的，所以大家計(jì)算投加量的時(shí)候肯定要留意！

二、氮元素之間的關(guān)系

進(jìn)入水體中的氮主要有無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮之分。無(wú)機(jī)氮包括氨態(tài)氮（簡(jiǎn)稱氨氮）和硝態(tài)氮。

氨氮包括游離氨態(tài)氮NH3-N和銨鹽態(tài)氮NH4+-N；

硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮NO3--N和亞硝酸鹽氮NO2--N；

有機(jī)氮主要有尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、核酸、尿酸、脂肪胺、有機(jī)堿、氨基糖等含氮有機(jī)物；

可溶性有機(jī)氮主要以尿素和蛋白質(zhì)形式存在，它可以通過(guò)氨化等作用轉(zhuǎn)換為氨氮；

凱氏氮包括有機(jī)氮與氨氮，不包括硝態(tài)氮。

三、各類氮的成分分析

1、總氮TN

總氮是指可溶性及懸浮顆粒中的含氮量（通常測(cè)定硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)銨鹽、溶解態(tài)氨幾大部分有機(jī)含氮化合物中氮的總和）?？扇苄钥偟侵杆锌扇苄约昂蛇^(guò)濾性固體（小于0.45μm顆粒物）的含氮量?？偟呛饬克|(zhì)的重要指標(biāo)之一。

總氮的測(cè)定方法，一是采納分別測(cè)定有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮化合物（氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮）后加和的方法。二是以過(guò)硫酸鉀氧化，使有機(jī)氮和無(wú)機(jī)氮轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}后，通過(guò)離子選擇電極法對(duì)溶液中的硝酸根離子進(jìn)行測(cè)量，也可以用紫外法或還原為亞硝酸鹽后，用偶氮比色法，以及離子色譜法進(jìn)行測(cè)定。

2、凱氏氮TKN

凱氏氮是以凱氏法測(cè)得的的含氮量。它包括氨氮和在此條件下能被轉(zhuǎn)化為銨鹽而測(cè)定的有機(jī)氮化合物。此類有機(jī)氮主要指蛋白質(zhì)、胨、氨基酸、核酸、尿素以及大量合成的，氮為負(fù)三價(jià)的有機(jī)氮化合物。不包括疊氮化合物、聯(lián)氮、偶氮、腙、硝酸鹽、腈、硝基、亞硝基、肟和半卡巴腙類含氮化合物。由于水中一般存在的有機(jī)化合物多為前者，因此，在測(cè)定凱氏氮和氨氮后，其差值即稱之為有機(jī)氮。

測(cè)定原理是加入硫酸加熱消解，使有機(jī)物中的胺基以及游離氨和銨鹽均轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩釟滗@，消解后的液體，使呈堿性蒸餾出氨，汲取于硼酸溶液，然后以滴定法或光度法測(cè)定氨含量。測(cè)定凱氏氮或有機(jī)氮，主要是為了了解水體受污染狀況，尤其在評(píng)價(jià)湖泊和水庫(kù)的富養(yǎng)分化時(shí)，是個(gè)有意義的指標(biāo)。

3、氨氮NH3-N

氨氮是指游離氨（或稱非離子氨，NH3）或離子氨（NH4+）形態(tài)存在的氨。pH較高，游離氨的比例較高；反之，銨鹽的比例高。

氨氮是水體中的養(yǎng)分素，可導(dǎo)致水富養(yǎng)分化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對(duì)魚類及某些水生生物有毒害。

氨氮對(duì)水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增加而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有親密關(guān)系，一般狀況，pH值及水溫愈高，毒性愈強(qiáng)。

常用來(lái)測(cè)定氨的兩個(gè)近似靈敏度的比色方法是經(jīng)典的納氏試劑法和苯酚-次氯酸鹽法；滴定法和電極法也常用來(lái)測(cè)定氨；當(dāng)氨氮含量高時(shí)，也可采納蒸餾-滴定法。（國(guó)標(biāo)有納氏試劑法、水楊酸分光光度法、蒸餾-滴定法）

四、硝態(tài)氮NOx

1.硝酸鹽

水中硝酸鹽是在有氧條件下，各種形態(tài)含氮化合物中最穩(wěn)定的氮化合物，通常用以表示含氮有機(jī)物無(wú)機(jī)化作用最終階段的分解產(chǎn)物。當(dāng)水樣中僅含有硝酸鹽而不存在其他有機(jī)或無(wú)機(jī)的氮化合物時(shí)，認(rèn)為有機(jī)氮化合物分解完全。假如水中含有較多量的硝酸鹽同時(shí)含有其他含氮化合物時(shí)，則表示有污染物已經(jīng)進(jìn)入水系，水的“自凈”作用尚在進(jìn)行。

硝酸鹽氮的測(cè)定方法有離子選擇電極法、酚二磺酸分光光度法、鎘柱還原法、紫外分光光度法、戴氏合金換元法、離子色譜法、紫外法。

其中電極法測(cè)量便利，范圍寬，而且價(jià)格廉價(jià)，對(duì)水樣要求較低；酚二磺酸分光光度法測(cè)量范圍寬，顯色穩(wěn)定；鎘柱還原法適用于水中低含量硝酸鹽測(cè)定；戴氏合金換元法適用于污染嚴(yán)峻并帶深色水樣；離子色譜法需要專用儀器，但可于其他陰離子聯(lián)合測(cè)定。

2.亞硝酸鹽

亞硝酸鹽是氮循環(huán)的中間產(chǎn)物。亞硝態(tài)氮不穩(wěn)定，可以氧化成硝酸鹽氮，也可以還原成氨氮。因此，在測(cè)定其含量的同時(shí)，并了解水中硝酸鹽和氨的含量，則可以推斷水系被含氮化合物污染的程度及自凈狀況。

水中亞硝酸鹽的測(cè)定方法通常采納重氮-偶聯(lián)反應(yīng)，使生成紅紫色染料。該方法靈敏度高、檢出限低、選擇性強(qiáng)。重氮試劑選用對(duì)氨基苯磺酰胺和對(duì)氨基苯磺酸，偶聯(lián)試劑為N-（1-萘基）-乙二胺和α-萘胺（有毒），N-（1-萘基）-乙二胺用得較多。

亞硝酸鹽氮的測(cè)定方法有N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法、萃取分光光度法、離子色譜法、氣相色譜法等。（國(guó)標(biāo)采納N-（1-萘基）-乙二胺分光光度法、氣相色譜法等）

3、氮源投加量計(jì)算方法

氮源投加只有在除碳工藝中才會(huì)消失，因此，氮源投加量的計(jì)算是以CN比20：1來(lái)計(jì)算出來(lái)的，N源的投加量為：

G=（COD進(jìn)-COD出）/20-（TKN進(jìn)-TKN出）——式1

N=V*G/Y——式2

式中：

N—N源投加量

V—池內(nèi)水量

G—需要補(bǔ)充N的差值

Y—N源換算成的N量

1、尿素作為添