為什么硝化作用會崩潰？本文告訴你！

一，硝化反應的影響因素

1.污泥負荷F / M和污泥齡SRT

生物硝化是一個低負荷過程，F / M一般為0.15 kgBOD / （kgMLVSS·d）以下。負載越低，硝化作用進行得越充分，NH3-N轉化為NO3-N的效率就越高。有時，為了使出水NH3-N非常低，甚至使用F / M為0.05kgBOD /（kgMLVSS·d）的超低負荷。

對應于低負荷，生物硝化系統的污泥齡SRT通常較長，主要是因為硝化細菌繁殖緩慢且產生周期長。如果不能耕種，將無法獲得硝化作用。在實際操作中，控制多少SRT取決于溫度等因素。但一般情況下，為獲得理想的硝化效果，SRT應至少為15d。

2.回流比R和水力停留時間T

生物硝化系統的回流比通常比傳統的活性污泥法大。這主要是因為生物硝化系統中的活性污泥混合物已經包含大量的硝酸鹽。 。

生物硝化系統曝氣池的水力停留時間Ta通常比傳統的活性污泥法長至少8h。這主要是因為硝化速率遠低于有機污染物的去除速率，因此需要更長的反應時間。

3.溶解氧DO

硝化過程混合物的DO應控制在2.0 mg / L，通常在2.0至3.0 mg / L之間。當DO小于2.0時mg / L，將抑制硝化作用；當DO小于1.0 mg / L時，硝化作用將被完全抑制并趨于停止。由于多種原因，生物硝化系統需要維持高濃度的DO。首先，硝化細菌是專性需氧細菌，厭氧時會停止生命活動。與分解有機物的細菌不同，大多數細菌都是兼性細菌。其次，硝化細菌的吸氧率遠低于分解有機物的細菌。如果不能保持足夠的氧氣，硝化細菌將“競爭”所需的氧氣。此外，絕大多數硝化細菌都嵌入污泥絮凝物中。只有在混合溶液中保持較高的溶解氧濃度，溶液才能被“擠壓”到絮凝物中，以促進硝化細菌的吸收。

通常，NH3-N向NO3-N的轉化率約為4.57g / g。對于典型的城市污水，生物硝化系統的實際供氧量通常高于傳統的活性污泥法。高于50％，取決于進水中TKN的濃度。

4.硝化率

生物硝化系統的一個特殊過程參數是硝化率，硝化率是指每天每單位重量活性污泥轉化的氨氮量，通常用NR表示，單位通常是gNH3-N /（gMLVSS·d）。 NR值取決于活性污泥中硝化細菌的比例，溫度和許多其他因素，典型值為0.02 gNH3-N /（gMLVSS·d），即每天每克活性污泥約0.02 gNH3-N轉換為NO3-N。

5. BOD5 / TKN對硝化的影響

TKN是指水中有機氮和氨氮的總和。進水中BOD5與TKN的比例是影響硝化作用的重要因素。 BOD5 / TKN越大，活性污泥中硝化細菌的比例越小，硝化率NR越小，相同運行條件下的硝化效率越低；相反，BOD5 / TKN越小，硝化效率越高。典型城市污水的BOD5 / TKN約為5-6。此時，硝化細菌在活性污泥中的比例約為5％。如果污水的BOD5 / TKN提高到9，硝化細菌的比例將降低到3％；如果BOD5 / TKN降低到3，硝化細菌的比例可高達9％。其次，當BOD5 / TKN變小時，由于硝化細菌比例的增加，一些細菌將從污泥絮凝物中分離出來并處于游離狀態?？傊?，當BOD5 / TKN太小時，雖然硝化效率提高了，但出水的澄清度卻降低了。 BOD5 / TKN過大時，雖然清晰度提高，但硝化效率降低。因此，對于一個生物硝化系統，有一個最佳的BOD5 / TKN值。許多污水處理廠的運行實踐發現，BOD5 / TKN的最佳范圍是2?3。

6.效果pH和堿度對硝化的影響

硝化細菌對pH反應非常敏感。在pH 8-9的范圍內，生物活性最強。 <6.0或9.6，硝化細菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。在生物硝化系統中，應將混合溶液的pH值控制在7.0以上。當pH小于7.0時，硝化速率將顯著降低。當pH值小于6.5時，必須向污水中添加堿。

混合溶液的pH值下降可能有兩個原因。一種是強酸排放到進水中，這導致進水污水的pH降低，因此混合溶液的pH也降低。如果沒有強酸排出，則正常的城市污水應為堿性，即pH值通常大于7.0。此時，混合溶液的pH值主要取決于進水的堿度。從硝化反應方程式可以看出，隨著NH3-N轉化為NO3-N，將產生一部分礦化的酸度H +，而這部分酸度將消耗部分堿度，每克NH3 -N轉化為NO3-N大約消耗了7.14g堿度（以CaCO3計算）。因此，當污水中的堿度不足并且TKN負荷高時，污水中的堿度將被耗盡，并且混合溶液的pH將被降低至7.0以下，從而硝化率降低或被抑制。

7.有毒物質對硝化的影響

一些重金屬離子，復合陰離子，氰化物和某些有機物會干擾或破壞硝化細菌的正常生理活動。當這些物質在污水中的濃度很高時，將抑制生物硝化的正常運行。例如，當鉛離子大于0.5 mg / L，苯酚大于5.6 mg / L，硫脲大于0.076 mg / L時，硝化作用會受到抑制。有趣的是，當NH3-N的濃度大于200mg / L時，也會抑制硝化作用，但是城市污水中通常沒有這么高的NH3-N濃度。

8.溫度對硝化作用的影響

硝化細菌對溫度變化也非常敏感。在5?35°C的范圍內，硝化細菌可以進行正常的生理和代謝活動，并且隨著溫度的升高，生物活性也隨之增加。在約30°C時，其生物活性增加到最大，而在低于5°C時，其生理活性完全停止。在生物硝化系統的運行和管理中，當污水溫度高于16℃時，可以使用8?10d的泥齡；但當溫度低于10℃時，泥齡SRT應增加到12?20d。

其次，影響硝化細菌生長和硝化效率的化學物質

1，無機氮化合物

1）主要是游離氨（FA）：游離氨對兩種硝化細菌的抑制作用不同。對于亞硝酸鹽細菌，FA抑制的質量范圍為10-150 mg / L，而對于硝酸鹽細菌，該范圍僅為0.1-1.0 mg / L。

2）游離亞硝酸：在水中，亞硝酸鹽以游離和離子形式存在。游離亞硝酸鹽是硝化細菌的主要底物，也是亞硝酸鹽氧化細菌的抑制劑。游離亞硝酸對氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌的生長和繁殖具有一定的毒性，游離亞硝酸對亞硝酸鹽細菌的抑制濃度為0.06 mgN / L，對硝酸鹽細菌也有抑制作用。它是2.8mgN / L。與硝化細菌相比，硝化細菌具有更強的適應性。

2.消毒劑

1）氯酸鹽：初始抑制濃度（以氯酸鉀為例）約為0.001至0.01 mmol / L（約0.1225-1.225 mg / L）。 ;當完全抑制的濃度以ClO3-濃度計為1-10 mmo l / L時，硝化細菌被完全抑制。

2）亞氯酸鹽：當亞氯酸鹽的濃度為3 mmol / L時，可以完全抑制硝酸鹽細菌。

3）（重）金屬

當水被Cr，Cd，Cu，Zn，Pb，Ag，As等重金屬污染時，硝化作用將受到抑制。原因可能是重金屬影響硝化過程中的酶活性，從而影響正常的生理過程，例如硝化細菌的轉錄，導致硝化細菌的硝化效率下降甚至死亡。

一些學者認為汞主要表現為抑制蛋白質和核酸等生物大分子的合成，誘變作用，阻止細胞分裂，抑制生物氧化和運動。鉛會引起細胞膜損傷并破壞營養物質的運輸。 Cd的誘變作用導致DNA鏈斷裂。高濃度的錳會干擾細胞中鎂（II）的運輸。銅離子螯合巰基并干擾細胞蛋白質或酶的結合；六價鉻通過細胞膜的硫酸鹽通道進入細胞，當六價鉻在細胞質中還原為三價鉻時產生的氧化應激會導致蛋白質和DNA損傷。一些重金屬對硝化的抑制作用大致如下：EC50：效應濃度的一半，可導致50％的受試者產生特定劑量的藥物作用。

IC50：抑制濃度的一半，即藥物抑制細胞生長，病毒復制等所需的濃度的50％。

4.苯酚

苯酚對硝化具有抑制作用。當苯酚2,4-二氯苯酚共存時，會產生疊加的抑制作用。許多學者表明，苯酚對硝化反應的抑制率為一半，即IC50約為20mg / L。

5。硝化抑制劑

在農業中，硝化抑制劑通常用于氮肥，以抑制肥料中氮的硝化損失。該過程具有明顯的抑制作用，主要是：ATC（4-氨基-1,2,4-三唑），疊氮化鉀，2-氯-6-（三氯甲基）吡啶，2-氨基-4-氯-9-甲基吡啶，硫代噻唑，雙氰胺，硫脲-N-2,5-二氯苯基琥珀酰胺，4-氨基-1,2,3-三唑鹽酸鹽，am基于硫脲的.。

這些物質通常屬于硫化合物，N雜環化合物和雙氰胺化合物。由于其特殊的化學結構，這些物質會影響硝化過程中氨單加氧酶（AMO）的氧化過程，從而影響硝化過程。當這些硝化抑制劑通常用于農業時，其用量為總氮的約0.1％-1％，這可能對硝化過程產生顯著的抑制作用。

3.分析和消除硝化系統中的異常問題

現象1：硝化系統中混合液的pH值降低，硝化效率降低，并且NH3-廢水中的氮濃度增加。

原因和解決方法如下：

1堿度不足。檢查第二個沉淀池廢水中的堿度。如果小于20mg / L，則可以判斷為堿度不足。

2從污水中排放酸性廢水。檢查進水的pH值，如果pH值太低，說明酸性廢水已排放，并采取石灰中和等臨時措施，同時加強上游污染源的管理。

現象2：混合溶液的pH值正常，但硝化效率降低，出水中的NH3-N濃度增加。

原因和解決方法如下：

1氧氣供應不足。檢查混合溶液的DO值是否小于2mg / L。如果DO太低，請增加通氣量。

2溫度太低。檢查進水或混合液溫度是否明顯降低，影響硝化效果。應對措施可以是增加投入運行的曝氣池的數量或增加混合液濃度ML VSS。

3流入TKN負載太高。檢查進水污水中TKN的濃度是否升高。如果增加，則應增加要投入運行的曝氣池的數量或曝氣池的MLVSS，并同時增加曝氣量。

4硝化細菌數量不足。首先檢查污泥是否過多，如果污泥量太大，減少污泥量；其次，檢查污泥是否由于某種原因浮在二級沉淀池中，造成污泥流失，并采取控制措施。如果不是以上兩個原因，請檢查流入的污水BOD5 / TKN是否過大，從而降低MLVSS中硝化細菌的比例。它會增加主水槽的停留時間并降低BOD5 / TKN值。

現象3：活性污泥的沉降速度太慢。

原因和解決方法如下：

1污泥中毒。檢查活性污泥的耗氧率SOUR和硝化率NR是否降低。如果減少量過多，則應確認污泥中毒，并應尋求污水中毒的來源，以加強上游污染源的管理。

2污泥膨脹。

現象4：第二種沉積物的流出物是渾濁的，并帶有針狀絮狀物。

原因和解決方案如下：

1二次沉淀廢水的濁度系統是由于活性污泥中硝化細菌的比例較高，可以適當增加BOD5 / TKN值，但最好不要影響硝化效果。

2由于生物硝化系統的低負荷或超低負荷過程，活性污泥的沉降速度過快，無法有效地捕獲一些游離的細小絮凝物，因此不可避免地要攜帶流出物中的針狀絮狀物?？刂漆槧钚鯛钗锏挠行Т胧┦窃黾游勰嗯欧帕亢徒档蚐RT，但這不可避免地會影響硝化效果，并使出水NH3-N超過標準。在實際操作中，首先應權衡解決針刺問題的重要性或保持有效硝化的重要性，然后采取操作控制措施。

6）分析測量和記錄

除了傳統活性污泥法的檢測項目外，生物硝化系統還應添加以下項目：

1 TKN：包括進水和出水的TKN值?；旌蠘悠窇辽倜刻煲淮?。

2 NO-3-N：第二個沉淀池廢水中的主要NO-3-N測量值應為混合樣品，至少每天一次。

3pH：每天測量幾次混合溶液的流出pH值，并且可以根據過程控制的需要隨時進行檢測。

4堿度：包括進水的總堿度和次要沉淀廢水的總堿度，至少每天一次進行混合采樣。

5NR：定期測量混合溶液的硝化率NR。每周一次，或根據過程控制的需要，隨時進行測量。

四，實際運行中硝化系統失衡的情況

1.有機物引起的氨氮超標

CN比小于3的污水由于反硝化過程要求CN比為4-6，因此有必要添加碳源以提高反硝化的完整性。當時添加的碳源是甲醇。由于某種原因，甲醇儲罐的出口閥脫落，大量甲醇進入A池，導致曝氣池中大量泡沫，廢水中的COD和氨氮猛增，系統崩潰。 。

分析：大量的碳源進入A池，無法進行反硝化，并進入曝氣池，因為底物充足，異養細菌需氧代謝，大量的氧氣和微量元素被消耗掉了，因為硝化細菌是細菌，新陳代謝能力差，氧氣被打亂，不能形成顯性菌株，因此硝化反應受到限制，氨氮增加。

解決方案：

1）立即停止爆炸用的水流入并持續打開內部和外部回流

2）停止壓泥以確保污泥濃度

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3）如果有機物引起非絲狀細菌膨脹，則可以添加PAC來增加污泥的絮凝劑，并可以添加消泡劑以消除沖擊泡沫

2 。由內部回流引起的氨氮超出標準

作者目前遇到由內部回流引起的氨氮過多的兩個原因：內部回流泵出現電氣故障（現場跳閘停機會發出運行信號），機械故障（葉輪脫落）和人為原因（（未測試內部回流泵的正向和反向旋轉，并且場景反向）。

分析：內部的氨氮過多回流也可歸因于有機物的影響，因為沒有硝化液，僅在A池中由外部回流攜帶少量硝酸鹽氮，這通常是厭氧環境。碳源只會被水解和酸化，不會完全代謝為二氧化碳而逃逸。因此，大量有機物進入曝氣池，導致氨氮上升。

解決方案：

內部回流問題很容易找到。您可以使用數據和趨勢來確定是否是由內部回流引起的問題：O池出口處的初始硝態氮增加，A池中的硝態氮減少至0，pH降低等，因此解決方案分為三種情況：

1）及時發現問題，可以維修內部回流泵。

2）內部回流導致氨氮上升，檢修內部回流泵，停止或減少爆炸用水

3）硝化系統崩潰，如果條件更緊急，可以停止進水，可以添加類似于反硝化系統的生化污泥以加快系統恢復速度。

3。氨氮由于pH值低而超出標準

作者目前遇到3例氨氮由于pH值低而超過標準：

1）內部回流太大或內部回流處的曝氣太大，會導致將大量氧氣帶入A池，破壞缺氧環境，反硝化細菌的需氧代謝，某些有機物質被需氧代謝，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的一半堿度，所以低氧環境的破壞導致堿度降低和pH降低，這低于硝化細菌的適當pH值。硝化反應被抑制后，氨氮增加。一些同事可能會遇到這種情況，但從沒有找到理由。

2）進水中CN比例不足也是由于反硝化作用不完全，導致堿度降低，導致pH下降。

3）由于進水口堿度的降低導致PH值的連續降低。

分析：pH降低引起的氨氮超標，實際發生的可能性相對較低。由于pH值不斷降低是一個過程，因此一般操作人員在沒有問題時會開始添加堿來調節PH。

解決方案：

1）低pH值的問題實際上非常簡單。發現如果pH連續下降，則必須開始添加堿以維持PH，然后通過分析找到它。原因。

2）如果pH值太低，則會導致系統崩潰。目前，當作者暴露于5.8至6的pH值時，硝化系統尚未崩潰，但會及時添加PH。補充系統的PH，然后分解或添加相同類型的污泥。

4. DO引起的氨氮太低。

我操作的廢水是高硬度廢水，特別容易結垢。一段時間后，曝氣頭會堵塞，導致DO不能一直升高，導致氨氮增加。

分析：原因很簡單。曝氣的作用是充氧和攪動。曝氣頭的堵塞會同時受到影響。硝化反應是有氧代謝，必須確保曝氣池中的溶解氧。正常操作只能在適當的環境中進行，但溶解氧太低會導致硝化受阻，氨氮超過標準。

解決方案：

1）更換充氣頭，如果由于低硬度操作問題而造成的堵塞，可以考慮采用此方法

2）改型為大型孔式曝氣機（氧氣利用率過低，風扇余量大且錢不菲的企業可以考慮）或噴射式曝氣機（僅使用監控池中的水作為動力流體，尤其是高硬度污水，請記?。。?/p>

5.泥齡造成的氨氮超過標準

目前，作者遇到兩種情況：

1）泥漿壓力過高導致氨氮上升。

2）污泥回流不均勻，兩個系統之間的污泥回流差異太大，導致污泥回流較少的一側氨氮增加。

分析：壓力污泥過多和污泥回流太少會導致污泥年齡降低，因為細菌有一個生長期，而SRT低于生長期，這會導致細菌沒有生長期。由于無法形成優勢細菌，因此無法去除相應的代謝產物。平均泥齡是細菌產生的3-4倍。

解決方案：

1）減少水的流入或爆炸

2）添加相同類型的污泥（通常使用1、2片（效果是更好）

3。如果問題是由于污泥回流不平衡引起的，請減少進水量或問題系列的爆裂，并在確保正常系列操作的條件下將部分污泥返還給問題。系列

6.氨氮沖擊導致的氨氮超過標準

這種情況通常僅在工業污水或工業污水進入生活污水管網的系統中遇到。情況是上游汽提塔的控制溫度降低，導致進水氨氮突然升高，脫氮系統崩潰，廢水中氨氮超標，氨氣中的氨味污水處理場所特別堅固（一部分游離氨會逸出）。

分析：氨氮的影響尚無明確的解釋。細菌的作用較弱，但是當FA（游離氨）的濃度為10?150mg / L時，它開始抑制AOB（氨氧化細菌/亞硝酸細菌），而游離氨（FA）影響NOB（亞硝酸鹽）氧化細菌/硝酸細菌的影響更為敏感，游離氨（FA）對NOB（亞硝酸鹽氧化細菌/硝酸細菌）的抑制作用為0.1至60 mg / L。眾所周知，硝化反應是由硝酸鹽引起的。硝酸鹽細菌直接完全抑制了亞硝酸鹽細菌，這可能導致硝化系統的崩潰。

解決方案：

在保證PH值的情況下，以下三種方法可以同時更好，更快地工作

1）降低水蒸氣中氨氮的濃度系統

2）添加相同類型的污泥

3）爆炸

7.太低的溫度導致氨氮超標

這是大多數情況，發生在北方沒有隔熱或供暖的污水處理廠，因為水溫低于硝化細菌的合適溫度，并且由于冬季新陳代謝緩慢，MLSS不會升高，導致氨氮去除率降低。

分析：細菌對溫度的要求比人類低，但也有底線。特別是對于自養硝化細菌而言，工業廢水相對較少，因為工業生產產生的廢水溫度不會因為環境溫度的變化波動很大，而生活污水的溫度基本上受環境溫度控制。冬季進水溫度非常低，特別是晝夜溫差往往低于細菌新陳代謝所需要的溫度，使細菌處于休眠和硝化狀態。

解決方案：

1）將罐體埋入設計階段（較小的污水處理比較合適）

2）預先增加污染負載

3）進水加熱，如果有均質的調節水箱，可以在水箱中加熱，因此波動較小，如果是直接進水，電加熱或蒸汽換熱可以使用混合或混合來提高水溫。這需要更精確的溫度控制，以控制進水溫度的波動。

4）曝氣加熱技術相對比較小，到目前為止尚未見過。實際上，當壓縮和吹送空氣時，溫度已經升高。如果曝氣管可以承受，則可以考慮加熱壓縮空氣以提高生化池溫度。