浅谈冬季氨氮超标的原因及对策
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【摘 要】在冬季低温条件下，污水处理厂经常出现氨氮指标招标，笔者通过对出水氨氮异常的分析，并结合实际经验，对控制措施提出了部分建议，希望为发生该类异常现象的污水处理厂提供些许参考。
【关键词】冬季；低温；氨氮；污水处理厂
前言：
目前，主要的降氨氮方法有生物硝化反硝化、化学氧化以及膜法等。在污水处理厂在应用中，考虑到处置成本和运行稳定，多采用生物硝化反硝化。但在冬季，特别是在北方无保温或加热的污水处理厂，由于温度低，生化池菌种生长速度慢、活性低，导致出水水质不稳定，超过出水水质标准等情况。其中对氨氮的指标影响是最突出的。由于硝化细菌对温度较为敏感，生化池因为水温低于硝化细菌的适宜温度，而且MLSS没有为了冬季代谢缓慢而提高，使得氨氮去除率大大下降。
一、原因分析
生物脱氮的基本原理就是先利用好氧阶段，通过硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将NH3-N通过硝化作用转化为NO2-和NO3-。然后在缺氧条件下，通过反硝化作用将硝氮转化为N2，N2随后溢出水面释放到大气，参与自然界N的循環。从而达到降低水中氮含量的目。
硝化反应的效果对生物脱氮至关重要，硝化反应受温度影响非常大，硝化菌对温度较为敏感，温度不但会降低硝化菌的比增长速率，并且会降低其生物活性。在温度低于15℃时，硝化速率急剧降低。另一方面，反硝化反应的适宜温度为20～35℃，低于15℃时，反硝化细菌的繁殖速率、代谢速率和生物活性也都会降低，从而导致脱氮效果下降。并且随着温度的降低，反硝化速率明显下降，同时使得缺氧区中溶解氧的含量增加，也抑制了硝酸盐氮的还原。
此外，若是夏季，由于水温较高，硝化菌活性好，对有毒有害物质的抗冲击能力较强；到冬季水温降低后，硝化菌活性也随之降低，对有毒有害物质更就显得非常敏感。故在冬季，有工业废水进入的污水处理厂，其水质极容易受其抑制，从而导致氨氮去除率大幅降低。
二、主要影响因素分析
（一）溶解氧浓度
温度主要影响硝化菌的比增长速率及活性。为了弥补低温对系统带来的不利影响，可以通过提高溶解氧浓度的措施。有研究表明，初始溶解氧为2mg/L时，为取得相同的硝化速率，温度每下降1℃，溶解氧浓度相应提高10%。溶解氧是生物硝化的重要环境因素，一般应在2mg/L以上，最低控制在0.5～0.7mg/L。对于同时去除有机物和进行硝化、反硝化的工艺，硝化菌在活性污泥中约占5%，大部分硝化菌位于生物絮体内部。因此，溶解氧浓度的增加，将提高溶解氧对生物絮体的穿透力，提高硝化反应速率。
（二）污泥龄和污泥负荷
活性污泥中硝化菌的活性的最重要决定因素是温度和泥龄。只有当好氧池的泥龄超过硝化菌的世代周期时，才能进行硝化。通常，温度每降低1℃，硝化菌比增长速率降低10%，因此，欲维持与常温期相同的硝化菌浓度，温度每降低1℃时泥龄需相应提高10%。所以，降低污泥负荷，在实际操作中可以有效降低温度对系统处理效果的负面影响。
三、建议措施
（一）减小进水氨氮负荷
减少进水氨氮负荷，一是降低进水氨氮浓度，二是减少进水水量。冬季，活性污泥容易受氨氮（或有机氮）的冲击，因此建议启用应急调节池，从而可以有效地控制进水量，进而控制进水氨氮浓度。并可采用回流一定比例的出水水量与进水混合后进水，以达到降低进水负荷的目的，。虽然减少进水氨氮是促进硝化菌恢复的强有效手段，但实际运行中，很多污水处理厂受调节池停留时间和应急水池储水量的限制，可调整空间并不大。
（二）合理控制氧浓度
氨氮氧化需要消耗溶解氧，但氧浓度并非越高越好。由氧气在水中的传质方程可知，液相主体中的DO浓度越高，氧的传质效率越低。故需综合考虑氧在水中的传质效率和微生物的硝化活性，调控好氧段的DO浓度，不同水质的最适DO不同，可针对冬季运行条件下，同过小试确定在不浪费能量的情况下最大限度地提高对氨氮的去除效率。
（三）延长污泥龄
减少氧化沟排泥量。一是因为硝化菌世代周期长，增长SRT可以有利于硝化菌的生长，二是硝化效果降低时，大量的硝化菌被流失，排泥会加速硝化菌的流失，故延长污泥龄，一定程度上可以提高污泥浓度，从而抵消硝化菌活性降低所产生的影响。
（四）加强抑制物质的排查
苯胺、乙二胺、萘胺、芥子油、酚、甲基引哚、硫脲、氨基硫脲等对微生物硝化有抑制作用，冬季由于水温较低，硝化菌活性较低，其抗冲击负荷能力降低，故污水处理厂在冬季运行时，需加强排查，从源头控制硝化抑制物质进入系统。同时需要进一步强化预处理作用，以消除抑制物质对系统的冲击。
（五）投加消化促进剂
硝化促进剂是利用微生物营养与生理学方法进行合理配方，根据微生物营养生理及污水处理的共代谢原理，促进硝化细菌发生作用，提高污水处理的氨氮去除效率。但有研究表明，在硝化效果刚出现减弱现象，出水氨氮逐步上升时期投加的话，效果非常明显。但一旦系统丧失硝化能力时再投加促进剂，效果则不怎么明显。同时需要指出，该类产品价格往往比较高昂，一般在应急情况下使用或水量不大的情况使用。
四、结语
出水氨氮作为污水处理厂重要指标之一，由于硝化细菌对温度非常敏感，冬季温度较低时，对出水氨氮的指标影响最明显，并且指标上升较快，常常让运行人员措手不及。通过对机理及影响因素的分析，可帮助我们更快地采取有效的控制措施，缩短硝化系统的恢复时间。
【参考文献】
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