脱硫废水中“氨氮”和总氮值很高的原因

脱硫废水中“氨氮”和"总氮"值很高的原因

一、 核心原因：氨的逃逸与吸收

脱硫废水中的高浓度氨氮和总氮，主要可以归咎于“氨法脱硫”的普遍应用以及燃煤电厂为降低氮氧化物（NOx）排放而采用的“选择性催化还原（SCR）脱硝”技术。简单来说，就是“为了处理一个污染物，无意中导致了另一个污染物的产生”。
1. 主要来源：SCR脱硝系统的氨逃逸
   SCR是如何工作的：为了降低燃煤烟气中的NOx（这是形成雾霾和酸雨的重要前体物），电厂会在锅炉后安装SCR反应器。在催化剂作用下，向烟气中喷入氨气（NH?） 或尿素（CO(NH?)?，尿素在高温下也会分解为氨气），使NOx被还原成无害的氮气（N?）和水。
2. 什么是“氨逃逸”：在理想的反应中，氨和NOx应该完全反应。但在实际运行中，由于喷氨不均匀、催化剂老化、烟气流量波动等原因，总会有一小部分氨气没有参与反应，随烟气继续向下游流动。这部分未反应的氨就称为“氨逃逸”。
3.氨的最终去向：携带逃逸氨的烟气接着进入湿法脱硫（WFGD）塔。脱硫塔通过喷淋浆液（通常是石灰石或氨水）来吸收烟气中的二氧化硫（SO?）。在这个过程中，烟气中逃逸的氨气极易溶于水，会被脱硫塔内的浆液高效地吸收和捕获。
4.在脱硫系统中的富集：被吸收的氨在脱硫浆液中转变为铵离子（NH??），也就是氨氮。由于脱硫系统是一个半封闭的循环系统，水分会不断蒸发，但溶解的盐分（包括铵盐）不会蒸发，从而在浆液中不断浓缩。为了维持系统中氯离子等有害物质的平衡，需要定期排出部分废水，这就是脱硫废水。因此，这些废水中就富集了高浓度的氨氮。
5. 次要来源：直接使用氨法脱硫
    一些电厂直接采用氨法脱硫工艺，即直接用氨水作为吸收剂来吸收SO?。其化学反应会产生硫酸铵【(NH?)?SO?】等副产物。如果系统控制不佳或反应不完全，吸收剂氨水本身就会导致脱硫浆液和废水中含有大量的氨氮。
6.其他可能的来源
    煤本身含氮：煤炭中含有一定量的氮元素。在燃烧过程中，大部分氮转化为NOx（燃料型NOx），但有极少量可能直接以含氮有机物的形式存在于飞灰或烟气中，最终也可能进入脱硫系统。不过，这个贡献量相对于SCR氨逃逸来说通常很小。
二、为什么总氮（TN）也很高？
    总氮（TN） 是一个总量概念，它衡量的是水体中所有形态氮素的总和，主要包括：

无机氮：氨氮（NH?-N）、硝态氮（NO??-N）、亚硝态氮（NO??-N）

有机氮：蛋白质、核酸、尿素等有机物质中的氮，而氨氮（NH?-N） 是总氮的一个组成部分，特指以游离氨（NH?）和离子铵（NH??）形式存在的氮。它是污水中最主要的无机氮形式之一，直接来源于生活污水、工业废水和农业径流。

因此，二者的关系是整体与部分的关系：总氮（TN） = 氨氮（NH?-N） + 硝态氮（NO??-N） + 亚硝态氮（NO??-N） + 有机氮。

正如前面介绍中所说，总氮 = 氨氮 + 有机氮 + 硝态氮 + 亚硝态氮。
在脱硫废水中：
   氨氮是绝对的主导成分，占据了总氮的绝大部分（通常超过90%）。
 有机氮可能来源于煤中未完全转化的微量有机物。
 硝态氮和亚硝态氮含量通常很低，因为脱硫塔内部是还原性环境，缺乏将氨氮氧化成硝态氮的条件。
因此，高氨氮直接导致了高总氮。
总结
    脱硫废水中氨氮和总氮浓度高的根本原因是一个典型的 “协同控制”带来的“污染转移”问题：
1. 源头：为去除氮氧化物（NOx） 而向烟气中喷入的氨。
2. 路径：部分氨逃逸出SCR系统，进入下游的脱硫塔。
3. 汇集的“陷阱”：脱硫塔的湿法洗涤过程高效地吸收了这些逃逸的氨。
4. 富集与排放：氨在脱硫浆液中浓缩，最终通过定期排放的脱硫废水离开系统，导致废水中的氨氮和总氮指标严重超标。
    这种高氨氮废水对后续的处理工艺构成了巨大挑战，因为它不仅浓度高，还含有高浓度的氯离子、钙镁离子、重金属和悬浮物，使得传统的生化脱氮工艺（如硝化-反硝化）难以直接应用，通常需要组合更复杂的前处理和深度处理工艺。