陳思

【摘 要】在冬季低溫條件下，污水處理廠經(jīng)常出現(xiàn)氨氮指標(biāo)招標(biāo)，筆者通過(guò)對(duì)出水氨氮異常的分析，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，對(duì)控制措施提出了部分建議，希望為發(fā)生該類異?，F(xiàn)象的污水處理廠提供些許參考。

【關(guān)鍵詞】冬季；低溫；氨氮；污水處理廠

前言：

目前，主要的降氨氮方法有生物硝化反硝化、化學(xué)氧化以及膜法等。在污水處理廠在應(yīng)用中，考慮到處置成本和運(yùn)行穩(wěn)定，多采用生物硝化反硝化。但在冬季，特別是在北方無(wú)保溫或加熱的污水處理廠，由于溫度低，生化池菌種生長(zhǎng)速度慢、活性低，導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定，超過(guò)出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等情況。其中對(duì)氨氮的指標(biāo)影響是最突出的。由于硝化細(xì)菌對(duì)溫度較為敏感，生化池因?yàn)樗疁氐陀谙趸?xì)菌的適宜溫度，而且MLSS沒(méi)有為了冬季代謝緩慢而提高，使得氨氮去除率大大下降。

一、原因分析

生物脫氮的基本原理就是先利用好氧階段，通過(guò)硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的協(xié)同作用，將NH3-N通過(guò)硝化作用轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-。然后在缺氧條件下，通過(guò)反硝化作用將硝氮轉(zhuǎn)化為N2，N2隨后溢出水面釋放到大氣，參與自然界N的循環(huán)。從而達(dá)到降低水中氮含量的目。

硝化反應(yīng)的效果對(duì)生物脫氮至關(guān)重要，硝化反應(yīng)受溫度影響非常大，硝化菌對(duì)溫度較為敏感，溫度不但會(huì)降低硝化菌的比增長(zhǎng)速率，并且會(huì)降低其生物活性。在溫度低于15℃時(shí)，硝化速率急劇降低。另一方面，反硝化反應(yīng)的適宜溫度為20～35℃，低于15℃時(shí)，反硝化細(xì)菌的繁殖速率、代謝速率和生物活性也都會(huì)降低，從而導(dǎo)致脫氮效果下降。并且隨著溫度的降低，反硝化速率明顯下降，同時(shí)使得缺氧區(qū)中溶解氧的含量增加，也抑制了硝酸鹽氮的還原。

此外，若是夏季，由于水溫較高，硝化菌活性好，對(duì)有毒有害物質(zhì)的抗沖擊能力較強(qiáng)；到冬季水溫降低后，硝化菌活性也隨之降低，對(duì)有毒有害物質(zhì)更就顯得非常敏感。故在冬季，有工業(yè)廢水進(jìn)入的污水處理廠，其水質(zhì)極容易受其抑制，從而導(dǎo)致氨氮去除率大幅降低。

二、主要影響因素分析

（一）溶解氧濃度

溫度主要影響硝化菌的比增長(zhǎng)速率及活性。為了彌補(bǔ)低溫對(duì)系統(tǒng)帶來(lái)的不利影響，可以通過(guò)提高溶解氧濃度的措施。有研究表明，初始溶解氧為2mg/L時(shí)，為取得相同的硝化速率，溫度每下降1℃，溶解氧濃度相應(yīng)提高10%。溶解氧是生物硝化的重要環(huán)境因素，一般應(yīng)在2mg/L以上，最低控制在0.5～0.7mg/L。對(duì)于同時(shí)去除有機(jī)物和進(jìn)行硝化、反硝化的工藝，硝化菌在活性污泥中約占5%，大部分硝化菌位于生物絮體內(nèi)部。因此，溶解氧濃度的增加，將提高溶解氧對(duì)生物絮體的穿透力，提高硝化反應(yīng)速率。

（二）污泥齡和污泥負(fù)荷

活性污泥中硝化菌的活性的最重要決定因素是溫度和泥齡。只有當(dāng)好氧池的泥齡超過(guò)硝化菌的世代周期時(shí)，才能進(jìn)行硝化。通常，溫度每降低1℃，硝化菌比增長(zhǎng)速率降低10%，因此，欲維持與常溫期相同的硝化菌濃度，溫度每降低1℃時(shí)泥齡需相應(yīng)提高10%。所以，降低污泥負(fù)荷，在實(shí)際操作中可以有效降低溫度對(duì)系統(tǒng)處理效果的負(fù)面影響。

三、建議措施

（一）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，二是減少進(jìn)水水量。冬季，活性污泥容易受氨氮（或有機(jī)氮）的沖擊，因此建議啟用應(yīng)急調(diào)節(jié)池，從而可以有效地控制進(jìn)水量，進(jìn)而控制進(jìn)水氨氮濃度。并可采用回流一定比例的出水水量與進(jìn)水混合后進(jìn)水，以達(dá)到降低進(jìn)水負(fù)荷的目的，。雖然減少進(jìn)水氨氮是促進(jìn)硝化菌恢復(fù)的強(qiáng)有效手段，但實(shí)際運(yùn)行中，很多污水處理廠受調(diào)節(jié)池停留時(shí)間和應(yīng)急水池儲(chǔ)水量的限制，可調(diào)整空間并不大。

（二）合理控制氧濃度

氨氮氧化需要消耗溶解氧，但氧濃度并非越高越好。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。故需綜合考慮氧在水中的傳質(zhì)效率和微生物的硝化活性，調(diào)控好氧段的DO濃度，不同水質(zhì)的最適DO不同，可針對(duì)冬季運(yùn)行條件下，同過(guò)小試確定在不浪費(fèi)能量的情況下最大限度地提高對(duì)氨氮的去除效率。

（三）延長(zhǎng)污泥齡

減少氧化溝排泥量。一是因?yàn)橄趸来芷陂L(zhǎng)，增長(zhǎng)SRT可以有利于硝化菌的生長(zhǎng)，二是硝化效果降低時(shí)，大量的硝化菌被流失，排泥會(huì)加速硝化菌的流失，故延長(zhǎng)污泥齡，一定程度上可以提高污泥濃度，從而抵消硝化菌活性降低所產(chǎn)生的影響。

（四）加強(qiáng)抑制物質(zhì)的排查

苯胺、乙二胺、萘胺、芥子油、酚、甲基引哚、硫脲、氨基硫脲等對(duì)微生物硝化有抑制作用，冬季由于水溫較低，硝化菌活性較低，其抗沖擊負(fù)荷能力降低，故污水處理廠在冬季運(yùn)行時(shí)，需加強(qiáng)排查，從源頭控制硝化抑制物質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。同時(shí)需要進(jìn)一步強(qiáng)化預(yù)處理作用，以消除抑制物質(zhì)對(duì)系統(tǒng)的沖擊。

（五）投加消化促進(jìn)劑

硝化促進(jìn)劑是利用微生物營(yíng)養(yǎng)與生理學(xué)方法進(jìn)行合理配方，根據(jù)微生物營(yíng)養(yǎng)生理及污水處理的共代謝原理，促進(jìn)硝化細(xì)菌發(fā)生作用，提高污水處理的氨氮去除效率。但有研究表明，在硝化效果剛出現(xiàn)減弱現(xiàn)象，出水氨氮逐步上升時(shí)期投加的話，效果非常明顯。但一旦系統(tǒng)喪失硝化能力時(shí)再投加促進(jìn)劑，效果則不怎么明顯。同時(shí)需要指出，該類產(chǎn)品價(jià)格往往比較高昂，一般在應(yīng)急情況下使用或水量不大的情況使用。

四、結(jié)語(yǔ)

出水氨氮作為污水處理廠重要指標(biāo)之一，由于硝化細(xì)菌對(duì)溫度非常敏感，冬季溫度較低時(shí)，對(duì)出水氨氮的指標(biāo)影響最明顯，并且指標(biāo)上升較快，常常讓運(yùn)行人員措手不及。通過(guò)對(duì)機(jī)理及影響因素的分析，可幫助我們更快地采取有效的控制措施，縮短硝化系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王阿華，楊小麗，葉峰.南方地區(qū)污水處理廠低溫生物脫氮的對(duì)策研究[J].給水排水，？2009，35（10）：28-33.

[2]鄒雨璇，祝貴兵，馮曉娟，等.低溫條件下濕地氨氮強(qiáng)化凈化技術(shù)及其氨氧化微生物機(jī)制[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，？2014，34（4）：864-871.