污水处理总氮控制调整

唐艳云 蔡 欣 林维金

（广东顺控环境投资有限公司，广东 佛山528325）

造成生化系统总氮去除效率低的原因可能有以下几点：（1）碳源不足。（2）污泥浓度不够、品质较差、反硝化菌数量或者活性不够。（3）需要考虑反硝化菌生长的环境：PH、溶解氧、温度。（4）考虑污泥轻微中毒的可能性。（5）内回流比小。为了寻找到造成总氮偏高的真正原因，计划先在实验室做个实验，根据实验结果再对生化系统做调整，避免在现场盲目调整。

1 分析和实验

1.1 检查硝化池运行参数

先检查硝化池运行的几个参数，基本排除了PH、温度和溶解氧对生化系统有不良影响：

（1）生化系统PH，由于进水氨氮含量高，进水PH 值高，但硝化池和反硝化池，在不投加片碱时，PH 缓慢下降，理论上，pH在4.5～6.5 时，丝状菌成为系统的优势菌种，硝化菌和反硝化菌的生长受到抑制。我司硝化池污水经常需要加碱调整PH 值，PH 值到6.7～6.8 时投加片碱，为了投加方便，常常整包投加到反硝化池中，反硝化池池容小，导致PH 突然升高，检测反硝化池投加片碱前后PH 的变化情况，投加前PH 为6.7～6.8，加碱后PH 在几分钟内升高到7.6 左右，为了避免PH 剧烈波动，需要考虑片碱的投加方式。

（2）由于是南方地区，生化系统的温度长年在20 度以上，适宜微生物生长。

（3）硝化池溶解氧，控制在2～4mg/l 之间，反硝化池的溶解氧在0.3mg/l 以下，溶解氧都满足硝化、反硝化条件。硝化池氨氮检测的结果在2mg/l 以下。

1.2 检查生化系统污水重金属含量

检查生化系统污水重金属含量，取硝化池污水送重金属实验室用重金属测定仪检测其重金属含量，与循环水水质对比，排除了污泥重金属中毒的可能性，重金属含量检测结果如表1。

表1

1.3 考虑硝化池中氨氮含量和亚硝酸根离子含量

考虑硝化池中氨氮含量和亚硝酸根离子含量对系统的影响：理论上，游离氨浓度达到10～150mg/l 时，对亚硝酸盐菌、硝酸菌产生抑制作用，亚硝酸盐含量超过30mg/l 会抑制反硝化作用。我司每天都检测硝化池氨氮含量，检测结果一般小于2mg/l，亚硝酸根离子也远低于30mg/l，而且硝化池的溶解氧控制在2～4mg/l，从理论上判断，氨氮含量和亚硝酸根离子含量也应该很低，可以排除氨中毒、亚硝酸盐中毒。低浓度处理系统内回流比达到500～600%:1，高于理论上生活污水系统内回流比要求的200～400%:1。

1.4 TN 含量高原因分析

CN 比偏低、兼性菌团数量或活性不够引起产水TN 含量高：理论上，1g 硝酸盐转化为氮气需要碳源物质BOD52.86g。如果以COD 计，COD：TN 一般不能低于5.5:1，我司废水碳氮比例失衡，进水碳氮比在2:1 到5:1 之间波动（以COD 计），肯定是导致总氮去除率不高的一方面原因，还有一种原因可能是污泥浓度低、反硝化菌数量或活性不够。为了查找主要原因，我们专门设置了两组实验进行对比分析（为保证实验效果，实验时过量加入葡萄糖，做增加污泥浓度的实验时，污泥浓度补加也较多。）

（1）实验1：取低浓度反硝化池污水5L，放置在小桶中，同时取小样检测取样的各项指标，开启搅拌器搅拌试样，转速控制在600 转/分钟左右，让试样能慢速旋转，慢速搅拌的目的是保证添加的葡萄糖均匀混合在试样中，同时需要将溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化环境条件）。补充2.5 克葡萄糖，1 小时后取样检测，再加入2.5 克葡萄糖，再过1 小时取样检测。

（2） 实验2：取低浓度反硝化池污水4L（污泥浓度为2300mg/l）+1 升高浓度反硝化池污水1L （污泥浓度为18000mg/l）混合，高浓度池的反硝化效果好，污泥浓度高，按4:1混合，提高污泥浓度、补充反硝化菌。取混合后的试样检测样品的各项指标，开启搅拌器搅拌试样，转速控制在600 转/分钟左右，让试样能慢速旋转，慢速搅拌的目的是保证添加的葡萄糖均匀混合在试样中，同时将溶解氧控制在0.2mg/l 以下（反硝化环境条件）。补充2.5 克葡萄糖，1 小时后取样检测后再加入2.5 克葡萄糖，过1 小时取样检测。

1.5 实验数据及结论（表2）

实验1 第一次加葡萄糖1 小时后检测，TN 有所下降，当再加葡萄糖后，TN 下降速度缓慢，表示补充碳源对降低TN 有帮助。实验2 补充碳源的同时补充了高浓度反硝化池的污泥，提高污泥浓度（补充反硝化菌），总氮下降的速度较实验1 明显快，实验1 经过2 小时后总氮的去除为31.2%，实验2，2 小时后总氮的去除率达到81.12%，葡萄糖的利用率大幅度提高，2 小时后COD 的检查结果，实验1 为637.96mg/l，实验2 为349.51mg/l。表明生化系统反硝化菌数量不足或者是污泥活性不够也是造成总氮去除效率低的主要原因。

表2

2 现场总氮高的工艺调整方案及结果

2.1 工艺调整

由于进水TN 升高，产水总氮达到80～90mg/l 左右，依据平时运行的数据，结合实验室的结论，为解决进入3 月份以来低浓度产水总氮偏高的问题，做了以下工艺调整：

（1）葡萄糖的投加方式：先用桶溶解后，再缓慢自流到反硝化池。尽可能24 小时均匀投加。

（2）片碱的投加方式：为缓和片碱整包投加PH 上升快的情况，每次投加半包，由往反硝化池投加改为往硝化池投加（硝化池水量为反硝化池的3 倍）。

表3

（3）反硝化池进水方式：保持不变，连续稳定从调节池进水。

（4）2020 年3 月5 日上午，从高浓度反硝化池抽40 立方的泥至低浓度反硝化池，目标：将低浓度硝化池的污泥浓度从2300mg/l 提高到2730mg/l。同时补充葡萄糖，葡萄糖的量从COD/TN=5:1 提高到6:1。

（5）2020 年3 月6 日上午，视情况再从高浓度硝化池抽40立方的泥至低浓度反硝化池，目标：将污泥浓度从2730mg/l 提高到3150mg/l。葡萄糖的量从COD/TN=6:1 提高到7:1。后续因为进水COD 的变化，进反硝化池的C：N 比有所变化。

（6）降低回流量，但保证回流比大于3:1，控制反硝化池的停留时间超过2.5 小时。反硝化池溶解氧低于0.2mg/l。

2.2 工艺调整后运行情况

调整前后关键数据检测结果，取平均值(从硝化池末端取样）（表3）

（1）工艺调整后，片碱的投加量由原来的每天两包减少到每天一包，硝化池PH 下降较调整工艺前缓慢。表示反硝化作用产生碱度，补充了硝化反应过程中消耗的碱度。

（2）片碱投加方式改变后，PH 变化：调整前6.8 突然升高到7.6，调整后PH 从6.8 升高到7.3。

（3）曝气泵开启的台数无明显变化，表示耗氧量变化不明显。

（4）采取调整措施后的效果：3 月份初，进水总氮从2 月份的110mg/l 升高到3 月份的170mg/l，产水总氮升高到80～90mg/l，经调整后总氮降到50～60mg/l，总氮去除率从2 月份的49.2%升高到3 月份70%，产水总氮达到我司回用水目标。

（5）从上面的检测数据显示，污水进调节池后，COD 有所损耗，但调节池总氮和进水比较基本无变化，为了提高碳源的利用率，减少葡萄糖的补加，后续可缩短污水在调节池的停留时间。

3 结论

从较长期的运行来看，C/N 比低于6:1 时，总氮的去除率较低，C/N 比有时候要到10:1 才能达到较理想的效果，实际运行时C:N 比要比理论上5:1 要高。由于进水氨氮波动较大，在调整葡萄糖的添加量后，产水COD 变化不明显，TN 降低有时候需要在葡萄糖增量后2-5 天才能体现，表示反硝化菌生长缓慢，最好的办法是发现进水TN 升高，增加葡萄糖用量的同时，条件允许的情况下也补充反硝化菌，这样葡萄糖的添加效果才会快速体现。