氨氮是水體中的營(yíng)養(yǎng)素，可以使水體富有營(yíng)養(yǎng)化，是水體中的主要消耗氧氣污染物。近年來(lái)，隨著污水處理廠(chǎng)建設(shè)和運(yùn)行規(guī)模的增加，污水處理廠(chǎng)已經(jīng)是氮循環(huán)系統(tǒng)的重要組成部分，承擔(dān)減少自然界氨氮總量的重要任務(wù)。

上海某污水處理廠(chǎng)設(shè)計(jì)處理規(guī)模為2.5×104小麥3/d，供水由細(xì)化工廢水和周邊居民生活廢水構(gòu)成，兩者比例約為3:7。在實(shí)際運(yùn)行中，該污水處理廠(chǎng)進(jìn)水CODcr濃度為400-1000mg/L，氨氮濃度為30-80mg/L，出水執(zhí)行國(guó)家城鎮(zhèn)污水處理二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。處理過(guò)程采用水解酸化+A/C氧化溝工藝。

分析了該廠(chǎng)出水氨氮異常，提出了相應(yīng)的控制措施，可供發(fā)生這種異常現(xiàn)象的污水處理廠(chǎng)參考。

1.當(dāng)出水氨氮出現(xiàn)異常時(shí)，系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)的變化

該廠(chǎng)在運(yùn)行穩(wěn)定的情況下，出水氨氮往往能保持較低的水平，但如果硝化菌受損，出水氨氮濃度會(huì)在短期內(nèi)迅速上升。出水?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)多受監(jiān)測(cè)頻率、監(jiān)測(cè)速度等影響，數(shù)據(jù)結(jié)果反饋滯后。根據(jù)硝化效果短期急劇變化的特征，分析各表征硝化影響因素的技術(shù)數(shù)據(jù)，判斷系統(tǒng)的健康度，及時(shí)采取相關(guān)補(bǔ)救措施。

1.1氧濃度變化判斷氧消耗速度快

在忽視細(xì)菌本身同化作用的條件下，硝化過(guò)程分兩步進(jìn)行:氨氮在亞硝化菌的作用下被亞硝酸鹽氮氧化，亞硝酸鹽氮在硝化菌的作用下被硝酸鹽氮氧化。根據(jù)硝化反應(yīng)公式每去除1g NH4+-N需消耗4.57g O2。利用上述結(jié)論，王建龍等人通過(guò)測(cè)量OUR表現(xiàn)硝化活性來(lái)了解反應(yīng)器中的硝化狀態(tài)。

當(dāng)曝氣量固定、進(jìn)水負(fù)荷變化不大時(shí)，硝化是否完全直接影響生化池內(nèi)溶氧濃度的高低，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)水氨氮異常時(shí)，操作人員應(yīng)充分利用中控系統(tǒng)的好氧池實(shí)時(shí)DO曲線(xiàn)的變化規(guī)律，根據(jù)氧氣消耗情況判斷硝化效果，短期內(nèi)DO曲線(xiàn)呈明顯上升趨勢(shì)應(yīng)積極采取措施，防止系統(tǒng)進(jìn)一步惡化。

1.2出水pH變堿度消耗迅速

生物在硝化反應(yīng)進(jìn)行中伴隨著大量H+，消除水中的堿度。每1g氨氧化需要7.14g堿度(CaCO3)。相反，隨著硝化效果的減弱，堿度的消耗會(huì)下降。因此，可以通過(guò)出水在線(xiàn)pH的變化來(lái)判斷氧化溝的硝化效果。在線(xiàn)pH計(jì)，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，實(shí)時(shí)反饋，在實(shí)際運(yùn)行中尤為有效。

2.常見(jiàn)原因

2.1分鐘客觀(guān)因素影響

上海屬亞熱帶季風(fēng)氣候，每年梅雨季節(jié)和汛期雨水特別豐富。收集范圍越廣，短時(shí)間內(nèi)污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水量變化系數(shù)越大，水量過(guò)度負(fù)荷，縮短了硝化停留時(shí)間。此外，溫度也對(duì)硝化的影響明顯，在低溫條件下硝化細(xì)菌的繁殖速度降低，體內(nèi)酶活力受到抑制，代謝速度較慢。一般低于15℃硝化速率降低，12～14℃下活性污泥中硝酸菌活性受到更嚴(yán)重的抑制。每年12月至次年2月，上海氣溫最低。該廠(chǎng)氧化溝水溫最低只有12℃，冬天氨氮容易超標(biāo)。

2.2.進(jìn)水濃度過(guò)高

該工廠(chǎng)進(jìn)水包括精細(xì)化工廢水，經(jīng)常受到高濃度廢水和進(jìn)水CODcr.氨氮.有機(jī)氮等高濃度的沖擊。CODcr對(duì)過(guò)程中硝化段的影響主要體現(xiàn)在異養(yǎng)菌和硝化菌對(duì)氧的競(jìng)爭(zhēng)中。CODcr高時(shí)有利于異氧菌的生長(zhǎng)，異養(yǎng)菌占優(yōu)勢(shì)，硝化菌少，硝化效果差。

有機(jī)氮在水解酸化后可轉(zhuǎn)化為氨氮，對(duì)硝化的影響與氨氮相同。氨氮負(fù)荷過(guò)高對(duì)活性污泥系統(tǒng)有很大的沖擊作用。另外，過(guò)高的氨氮會(huì)增加游離氨濃度，游離氨對(duì)亞硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸的抑制性影響明顯，游離氨的上升會(huì)積累亞硝酸氮。除了

2.3的因素

以外，還有很多影響硝化作用的因素。例如：pH值過(guò)高會(huì)影響微生物的正常生長(zhǎng)，增加水中游離氨的濃度抑制硝化菌。硝化菌還對(duì)重金屬.酚.氰化物等有毒物質(zhì)特別敏感。因此，可以對(duì)水樣進(jìn)行硝化菌毒性試驗(yàn)，判斷廢水是否對(duì)硝化菌有抑制作用。

3.發(fā)現(xiàn)氨氮異常時(shí)的控制措施:

主體生化處理單元，如果出現(xiàn)NH4-N上升的情況，根據(jù)原因，可以選擇以下緊急措施防止水質(zhì)進(jìn)一步惡化。

3.1.減小進(jìn)水氨氮負(fù)荷

減少進(jìn)水氨氮負(fù)荷，一是降低進(jìn)水氨氮濃度，二是降低進(jìn)水量。該工廠(chǎng)接受部分化工廢水，容易受到氨氮(或有機(jī)氮)的沖擊，因此在線(xiàn)計(jì)顯示高濃度氨氮進(jìn)入時(shí)應(yīng)立即啟用緊急調(diào)節(jié)池，同時(shí)提高污染企業(yè)的抽樣監(jiān)視力，從源頭控制供水氨氮濃度。減少進(jìn)水量是促進(jìn)硝化菌恢復(fù)的強(qiáng)有效手段，但在實(shí)際運(yùn)行中，受調(diào)節(jié)池停留時(shí)間、外部管網(wǎng)溢出風(fēng)險(xiǎn)等制約，僅實(shí)施數(shù)小時(shí)。平日需要積累各泵站的運(yùn)輸規(guī)則，合理安排減免時(shí)間。

3.2維持硝化所需的堿度量

氨氮氧化過(guò)程消耗堿度，pH值下降，影響硝化的正常進(jìn)行，因此溶液中必須有足夠的堿度才能保證硝化的順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)研究表明，當(dāng)ALK/N<8.85時(shí)，堿度將影響硝化過(guò)程的進(jìn)行，堿度增加，硝化速率增大。但當(dāng)ALK/N≥9.19(堿度過(guò)量30)以后，繼續(xù)增加堿度，硝化速率增加甚微，甚至?xí)�有所下降。過(guò)高的堿度會(huì)產(chǎn)生較高的pH值，反而會(huì)抑制硝化的進(jìn)行。故控制ALK/N在8-10較為合理。在實(shí)際工程中，可向氧化溝內(nèi)投加溶解完成的碳酸鈉以提高堿度。

3.3合理控制氧濃度

氨氮氧化需要消耗溶解氧，但氧濃度不是越高越好。由氧氣在水中的傳質(zhì)方程可知，液相主體中的DO濃度越高，氧的傳質(zhì)效率越低。綜合考慮氧在水中的傳質(zhì)效率和微生物的硝化活性，控制好氧段的DO在2.5mg/L左右，不浪費(fèi)能量就能最大限度地提高氨氮的去除效率。

3.4投入消化促進(jìn)劑

硝化促進(jìn)劑利用微生物營(yíng)養(yǎng)和生理學(xué)方法合理配方，根據(jù)微生物營(yíng)養(yǎng)生理和污水處理的共同代謝原理，促進(jìn)硝化細(xì)菌的發(fā)揮作用，提高污水處理的氨氮去除效率。筆者試圖在硝化效果減弱、氨氮逐漸上升的階段投入，效果顯著。然而，當(dāng)系統(tǒng)喪失硝化能力時(shí)，添加效果不明顯。此外，這種產(chǎn)品通常昂貴，對(duì)處理大量水的系統(tǒng)沒(méi)有實(shí)用性。

3.5其技術(shù)微調(diào)

①減少氧化溝排泥量。一是硝化菌的世代周期長(zhǎng)，長(zhǎng)SRT有利于硝化菌的生長(zhǎng)，二是硝化效果下降時(shí)，大量硝化菌流失，排泥加速硝化菌的流失。

②增加氧化溝內(nèi).外回流。前者為系統(tǒng)提供更長(zhǎng)的好氧時(shí)間，有利于硝化菌的生長(zhǎng)。后者可以維持生化單元相對(duì)較高的污泥濃度，提高系統(tǒng)的抗沖擊能力，同時(shí)降低進(jìn)入氧化溝的氨氮濃度，減少高濃度氨氮和游離氨對(duì)硝化菌的抑制作用。

③加大取樣檢測(cè)分析頻率，檢測(cè)采取的應(yīng)急措施對(duì)出水水質(zhì)的改善效果，否則應(yīng)更換其他方法或多種方法并用，盡量縮短處理系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間。

4.結(jié)語(yǔ)

出水氨氮作為城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)重點(diǎn)控制的指標(biāo)之一，出水氨氮發(fā)生異常時(shí)，數(shù)據(jù)往往上升迅速，讓工程運(yùn)行人員措手不及。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)氧氣消耗速度、堿度消耗等硝化影響因素的分析，可以更方便、準(zhǔn)確地判斷硝化效果的發(fā)展趨勢(shì)。于此同時(shí)，采取切實(shí)有效的控制措施，可縮短硝化系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間。