污水處理總氮控制調整

唐艷云 蔡 欣 林維金

（廣東順控環境投資有限公司，廣東 佛山528325）

造成生化系統總氮去除效率低的原因可能有以下幾點：（1）碳源不足。（2）污泥濃度不夠、品質較差、反硝化菌數量或者活性不夠。（3）需要考慮反硝化菌生長的環境：PH、溶解氧、溫度。（4）考慮污泥輕微中毒的可能性。（5）內回流比小。為了尋找到造成總氮偏高的真正原因，計劃先在實驗室做個實驗，根據實驗結果再對生化系統做調整，避免在現場盲目調整。

1 分析和實驗

1.1 檢查硝化池運行參數

先檢查硝化池運行的幾個參數，基本排除了PH、溫度和溶解氧對生化系統有不良影響：

（1）生化系統PH，由于進水氨氮含量高，進水PH 值高，但硝化池和反硝化池，在不投加片堿時，PH 緩慢下降，理論上，pH在4.5～6.5 時，絲狀菌成為系統的優勢菌種，硝化菌和反硝化菌的生長受到抑制。我司硝化池污水經常需要加堿調整PH 值，PH 值到6.7～6.8 時投加片堿，為了投加方便，常常整包投加到反硝化池中，反硝化池池容小，導致PH 突然升高，檢測反硝化池投加片堿前后PH 的變化情況，投加前PH 為6.7～6.8，加堿后PH 在幾分鐘內升高到7.6 左右，為了避免PH 劇烈波動，需要考慮片堿的投加方式。

（2）由于是南方地區，生化系統的溫度長年在20 度以上，適宜微生物生長。

（3）硝化池溶解氧，控制在2～4mg/l 之間，反硝化池的溶解氧在0.3mg/l 以下，溶解氧都滿足硝化、反硝化條件。硝化池氨氮檢測的結果在2mg/l 以下。

1.2 檢查生化系統污水重金屬含量

檢查生化系統污水重金屬含量，取硝化池污水送重金屬實驗室用重金屬測定儀檢測其重金屬含量，與循環水水質對比，排除了污泥重金屬中毒的可能性，重金屬含量檢測結果如表1。

表1

1.3 考慮硝化池中氨氮含量和亞硝酸根離子含量

考慮硝化池中氨氮含量和亞硝酸根離子含量對系統的影響：理論上，游離氨濃度達到10～150mg/l 時，對亞硝酸鹽菌、硝酸菌產生抑制作用，亞硝酸鹽含量超過30mg/l 會抑制反硝化作用。我司每天都檢測硝化池氨氮含量，檢測結果一般小于2mg/l，亞硝酸根離子也遠低于30mg/l，而且硝化池的溶解氧控制在2～4mg/l，從理論上判斷，氨氮含量和亞硝酸根離子含量也應該很低，可以排除氨中毒、亞硝酸鹽中毒。低濃度處理系統內回流比達到500～600%:1，高于理論上生活污水系統內回流比要求的200～400%:1。

1.4 TN 含量高原因分析

CN 比偏低、兼性菌團數量或活性不夠引起產水TN 含量高：理論上，1g 硝酸鹽轉化為氮氣需要碳源物質BOD52.86g。如果以COD 計，COD：TN 一般不能低于5.5:1，我司廢水碳氮比例失衡，進水碳氮比在2:1 到5:1 之間波動（以COD 計），肯定是導致總氮去除率不高的一方面原因，還有一種原因可能是污泥濃度低、反硝化菌數量或活性不夠。為了查找主要原因，我們專門設置了兩組實驗進行對比分析（為保證實驗效果，實驗時過量加入葡萄糖，做增加污泥濃度的實驗時，污泥濃度補加也較多。）

（1）實驗1：取低濃度反硝化池污水5L，放置在小桶中，同時取小樣檢測取樣的各項指標，開啟攪拌器攪拌試樣，轉速控制在600 轉/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉，慢速攪拌的目的是保證添加的葡萄糖均勻混合在試樣中，同時需要將溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化環境條件）。補充2.5 克葡萄糖，1 小時后取樣檢測，再加入2.5 克葡萄糖，再過1 小時取樣檢測。

（2） 實驗2：取低濃度反硝化池污水4L（污泥濃度為2300mg/l）+1 升高濃度反硝化池污水1L （污泥濃度為18000mg/l）混合，高濃度池的反硝化效果好，污泥濃度高，按4:1混合，提高污泥濃度、補充反硝化菌。取混合后的試樣檢測樣品的各項指標，開啟攪拌器攪拌試樣，轉速控制在600 轉/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉，慢速攪拌的目的是保證添加的葡萄糖均勻混合在試樣中，同時將溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化環境條件）。補充2.5 克葡萄糖，1 小時后取樣檢測后再加入2.5 克葡萄糖，過1 小時取樣檢測。

1.5 實驗數據及結論（表2）

實驗1 第一次加葡萄糖1 小時后檢測，TN 有所下降，當再加葡萄糖后，TN 下降速度緩慢，表示補充碳源對降低TN 有幫助。實驗2 補充碳源的同時補充了高濃度反硝化池的污泥，提高污泥濃度（補充反硝化菌），總氮下降的速度較實驗1 明顯快，實驗1 經過2 小時后總氮的去除為31.2%，實驗2，2 小時后總氮的去除率達到81.12%，葡萄糖的利用率大幅度提高，2 小時后COD 的檢查結果，實驗1 為637.96mg/l，實驗2 為349.51mg/l。表明生化系統反硝化菌數量不足或者是污泥活性不夠也是造成總氮去除效率低的主要原因。

表2

2 現場總氮高的工藝調整方案及結果

2.1 工藝調整

由于進水TN 升高，產水總氮達到80～90mg/l 左右，依據平時運行的數據，結合實驗室的結論，為解決進入3 月份以來低濃度產水總氮偏高的問題，做了以下工藝調整：

（1）葡萄糖的投加方式：先用桶溶解后，再緩慢自流到反硝化池。盡可能24 小時均勻投加。

（2）片堿的投加方式：為緩和片堿整包投加PH 上升快的情況，每次投加半包，由往反硝化池投加改為往硝化池投加（硝化池水量為反硝化池的3 倍）。

表3

（3）反硝化池進水方式：保持不變，連續穩定從調節池進水。

（4）2020 年3 月5 日上午，從高濃度反硝化池抽40 立方的泥至低濃度反硝化池，目標：將低濃度硝化池的污泥濃度從2300mg/l 提高到2730mg/l。同時補充葡萄糖，葡萄糖的量從COD/TN=5:1 提高到6:1。

（5）2020 年3 月6 日上午，視情況再從高濃度硝化池抽40立方的泥至低濃度反硝化池，目標：將污泥濃度從2730mg/l 提高到3150mg/l。葡萄糖的量從COD/TN=6:1 提高到7:1。后續因為進水COD 的變化，進反硝化池的C：N 比有所變化。

（6）降低回流量，但保證回流比大于3:1，控制反硝化池的停留時間超過2.5 小時。反硝化池溶解氧低于0.2mg/l。

2.2 工藝調整后運行情況

調整前后關鍵數據檢測結果，取平均值(從硝化池末端取樣）（表3）

（1）工藝調整后，片堿的投加量由原來的每天兩包減少到每天一包，硝化池PH 下降較調整工藝前緩慢。表示反硝化作用產生堿度，補充了硝化反應過程中消耗的堿度。

（2）片堿投加方式改變后，PH 變化：調整前6.8 突然升高到7.6，調整后PH 從6.8 升高到7.3。

（3）曝氣泵開啟的臺數無明顯變化，表示耗氧量變化不明顯。

（4）采取調整措施后的效果：3 月份初，進水總氮從2 月份的110mg/l 升高到3 月份的170mg/l，產水總氮升高到80～90mg/l，經調整后總氮降到50～60mg/l，總氮去除率從2 月份的49.2%升高到3 月份70%，產水總氮達到我司回用水目標。

（5）從上面的檢測數據顯示，污水進調節池后，COD 有所損耗，但調節池總氮和進水比較基本無變化，為了提高碳源的利用率，減少葡萄糖的補加，后續可縮短污水在調節池的停留時間。

3 結論

從較長期的運行來看，C/N 比低于6:1 時，總氮的去除率較低，C/N 比有時候要到10:1 才能達到較理想的效果，實際運行時C:N 比要比理論上5:1 要高。由于進水氨氮波動較大，在調整葡萄糖的添加量后，產水COD 變化不明顯，TN 降低有時候需要在葡萄糖增量后2-5 天才能體現，表示反硝化菌生長緩慢，最好的辦法是發現進水TN 升高，增加葡萄糖用量的同時，條件允許的情況下也補充反硝化菌，這樣葡萄糖的添加效果才會快速體現。