氨氮超標的原因分析及處理措施

在污水處理中，氮是引起水體富營(yíng)養化的主要營(yíng)養物質(zhì)，同時(shí)，氨氮超標也是造成環(huán)境污染的原因之一。

氮的去除不是靠細胞過(guò)量吸收去除的，其主要機理為：

● 顆粒性不可生物降解有機氮通過(guò)生物絮凝作用成為活性污泥組分，通過(guò)排除剩余活性污泥從系統中去除；

● 顆粒性可生物降解有機氮通過(guò)水解轉化為溶解性可生物降解有機氮。溶解性不可生物降解有機氮，隨處理出水排出，決定出水的有機氮濃度；

● 溶解性可生物降解有機氮通過(guò)異養菌的氨化作用轉化為氨氮，其中尿素可迅速水解成碳酸銨。好氧條件下硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，缺氧條件下反硝化菌將硝酸鹽異化還原成氣態(tài)氮，從水中除去。

由于缺氧區反硝化需要大量碳源，因此一般缺氧區都放置在生物處理的前端（進(jìn)水端），但是進(jìn)水中多為氨氮，少有硝態(tài)氮，無(wú)法進(jìn)行反硝化，因此需要內回流。

生化池出水中的總氮濃度和內回流是一樣的，因此，即使是理論狀態(tài)下，最大的脫氮率也只能達到(r+R)/(1+r+R)，其中，r為內回流比，R為污泥回流比。

氮生化去除過(guò)程主要包含氨化過(guò)程、硝化過(guò)程、反硝化過(guò)程，其中反硝化過(guò)程包含全程反硝化和短程反硝化，硝化細菌世代周期5~8天，反硝化細菌世代周期15天左右。

1、氨化過(guò)程：氨化過(guò)程是微生物分解有機氮化物產(chǎn)生氨的過(guò)程，一般可分為兩步。第一步是含氮有機化合物(蛋白質(zhì)、核酸等)降解為多肽、氨基酸、氨基糖等簡(jiǎn)單含氮化合物，第二步則是降解產(chǎn)生的簡(jiǎn)單含氮化合物在脫氨基過(guò)程中轉變?yōu)镹H?。

2、硝化過(guò)程：硝化反應過(guò)程原理為：在有氧條件下，氨氮被硝化細菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽。包括兩個(gè)基本反應步驟：由亞硝酸菌參與將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應；硝酸菌參與將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。

3、反硝化過(guò)程：反硝化反應過(guò)程原理為：在缺氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出，從而達到除氮的目的。

反硝化是將硝化反應過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮氣的過(guò)程，反硝化菌是一類(lèi)化能異養兼性缺氧型微生物。亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養菌，它們利用CO?、CO?2ˉ、HCO?-等做為碳源，通過(guò)NH?、NH?﹢、或NO2ˉ的氧化還原反應獲得能量。

硝化反應過(guò)程需要在好氧條件下進(jìn)行，并以氧做為電子受體，氮元素做為電子供體。當有分子態(tài)氧存在時(shí)，反硝化菌氧化分解有機物，利用分子氧作為最終電子受體，當無(wú)分子態(tài)氧存在時(shí)，反硝化細菌利用硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3﹢和N?﹢做為電子受體，有機物則作為碳源提供電子供體提供能量并得到氧化穩定，由此可知反硝化反應須在缺氧條件下進(jìn)行。

反硝化過(guò)程中，反硝化菌需要有機碳源（如碳水化合物、醇類(lèi)、有機酸類(lèi)）作為電子供體，利用NO3ˉ中的氮進(jìn)行缺氧呼吸。硝化反應每氧化1g氨氮耗氧4.57g，消耗堿度7.14g，表現為pH值下降，在反硝化過(guò)程中，去除硝酸鹽氮的同時(shí)去除碳源，這部分碳源折合DO2.6g，另外，反硝化過(guò)程中補償堿度3.57g。

1、有機物濃度高分析原因：運行管理不到位，預處理效果差，SS較多，使得廢水處理的生化進(jìn)水有機物濃度過(guò)高，已經(jīng)超出了生化的處理能力，從而導致COD和氨氮的去除效率低下。COD高時(shí)會(huì )抑制硝化菌的活性而有利于發(fā)揮異氧菌的活性，使得有機氮發(fā)生水解而轉化成氨氮，從而造成廢水中的氨氮含量更高。

解決辦法：立即停止進(jìn)水進(jìn)行悶曝、內外回流連續開(kāi)啟；停止排泥保證污泥濃度；如果有機物已經(jīng)引起非絲狀菌膨脹可以投加PAC來(lái)增加污泥絮性、投加消泡劑來(lái)消除沖擊泡沫。后續提高管理水平，做好前端預處理，降低生化負荷。

2、內回流異常分析原因：因電氣故障、機械故障或人為原因導致內回流異常。內回流導致的氨氮超標也可以歸到有機物沖擊中，因為沒(méi)有硝化液的回流，導致好氧池中只有少量外回流攜帶的硝態(tài)氮，總體成厭氧環(huán)境，碳源只會(huì )水解酸化而不會(huì )完全代謝成二氧化碳逸出，所以大量有機物進(jìn)入曝氣池，導致了氨氮的升高。

.解決辦法：內回流已經(jīng)導致氨氮升高，檢修內回流泵，停止或者減少進(jìn)水進(jìn)行悶曝；硝化系統已經(jīng)崩潰，停止進(jìn)水悶曝，如果有條件、情況比較緊迫可以投加相似脫氮系統的生化污泥，加快系統恢復。后續定期檢查回流泵，及時(shí)發(fā)現并解決問(wèn)題。

3、pH過(guò)低分析原因：一般微生物要在pH=6-9范圍內比較合適，一般pH過(guò)低導致的氨氮超標有三種情況：a.內回流太大或者內回流處曝氣開(kāi)太大，導致攜帶大量的氧進(jìn)入缺氧池，破壞缺氧環(huán)境，反硝化細菌有氧代謝，部分有機物被有氧代謝掉，嚴重影響了反硝化的完整性，因為反硝化可以補償硝化反應代謝掉堿度的一半，所以因為缺氧環(huán)境的破壞導致堿度產(chǎn)生減少，pH降低，低于硝化細菌適宜的pH之后硝化反應受抑制，氨氮升高。b.進(jìn)水CN比不足，原因也是反硝化不完整，產(chǎn)生的堿度少，導致的pH下降。c.進(jìn)水堿度降低導致的pH連續下降。

解決辦法：發(fā)現pH連續下降就要開(kāi)始投加堿來(lái)維持pH，然后再通過(guò)分析去查找原因；如果pH過(guò)低已經(jīng)導致了系統的崩潰，首先要把系統的pH補充上來(lái)，然后悶曝或者投加同類(lèi)型的污泥。

4、DO過(guò)低原因分析：曝氣器老化和間歇曝氣容易導致曝氣器堵塞，池內曝氣充氧和攪拌受阻，而硝化反應是有氧代謝，需要保證曝氣池溶氧適宜的環(huán)境（缺氧池DO=0.2~0.5mg/L，好氧池DO≥2mg/L）下才能正常進(jìn)行，而DO過(guò)低則會(huì )導致硝化受阻，氨氮超標。

解決辦法：更換曝氣頭；提高風(fēng)機變頻功率，增大風(fēng)量。

5、泥齡過(guò)低原因分析：排泥過(guò)多和污泥回流過(guò)少都會(huì )導致污泥的泥齡降低，因為細菌都有世代期，SRT低于世代期，會(huì )導致該細菌無(wú)法在系統中聚集，形成不了優(yōu)勢菌種，所以對應的代謝物無(wú)法去除。一般泥齡是細菌世代期的3-4倍。多系列中，污泥回流不均衡，各系列污泥回流相差過(guò)大，導致污泥回流少的系列氨氮升高。

解決辦法：減少進(jìn)水或者悶曝；投加同類(lèi)型污泥；如果是污泥回流不均衡導致的問(wèn)題，把問(wèn)題系列的減少進(jìn)水或者悶曝、保證正常系列運行的情況下將部分污泥回流到問(wèn)題系列，每個(gè)系列設置流量計量裝置，便于觀(guān)察。

6、水質(zhì)波動(dòng)沖擊原因分析：水質(zhì)水量波動(dòng)大，調節池處理不到位，導致來(lái)水氨氮突然升高，脫氮系統崩潰，出水氨氮超標。

解決辦法：保證pH的情況下，投加同類(lèi)型污泥、悶曝恢復系統；工藝末端增設氨氮去除劑投加和反應裝置用于應急理。

7、溫度過(guò)低原因分析：冬季進(jìn)水溫度很低，尤其是晝夜溫差大，往往低于細菌代謝需要的溫度，使得細菌休眠，硝化系統異常。

解決辦法：設計階段把池體做成地埋式的；提前提高污泥濃度；進(jìn)水加熱至適宜溫度（硝化反應的最佳溫度一般為20-30℃，15℃以下硝化反應速率下降，5℃以下停止；反硝化最佳溫度為20-40℃，15℃以下反硝化菌活性下降；普通好氧菌最佳溫度一般為15-30℃）。