污水處理總氮控制調(diào)整

唐艷云 蔡 欣 林維金

（廣東順控環(huán)境投資有限公司，廣東 佛山528325）

造成生化系統(tǒng)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(zhì)較差、反硝化菌數(shù)量或者活性不夠。（3）需要考慮反硝化菌生長的環(huán)境：PH、溶解氧、溫度。（4）考慮污泥輕微中毒的可能性。（5）內(nèi)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(jù)實驗結(jié)果再對生化系統(tǒng)做調(diào)整，避免在現(xiàn)場盲目調(diào)整。

1 分析和實驗

1.1 檢查硝化池運行參數(shù)

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

（1）生化系統(tǒng)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(tǒng)的優(yōu)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(jīng)常需要加堿調(diào)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(dǎo)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(nèi)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(qū)，生化系統(tǒng)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(jié)果在2mg/l 以下。

1.2 檢查生化系統(tǒng)污水重金屬含量

檢查生化系統(tǒng)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(huán)水水質(zhì)對比，排除了污泥重金屬中毒的可能性，重金屬含量檢測結(jié)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(tǒng)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(chǎn)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(jié)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(yīng)該很低，可以排除氨中毒、亞硝酸鹽中毒。低濃度處理系統(tǒng)內(nèi)回流比達到500～600%:1，高于理論上生活污水系統(tǒng)內(nèi)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(shù)量或活性不夠引起產(chǎn)水TN 含量高：理論上，1g 硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣需要碳源物質(zhì)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(dǎo)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(shù)量或活性不夠。為了查找主要原因，我們專門設(shè)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(zhuǎn)速控制在600 轉(zhuǎn)/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉(zhuǎn)，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(huán)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(zhuǎn)速控制在600 轉(zhuǎn)/分鐘左右，讓試樣能慢速旋轉(zhuǎn)，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(huán)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(shù)據(jù)及結(jié)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(jīng)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(jié)果，實驗1 為637.96mg/l，實驗2 為349.51mg/l。表明生化系統(tǒng)反硝化菌數(shù)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(xiàn)場總氮高的工藝調(diào)整方案及結(jié)果

2.1 工藝調(diào)整

由于進水TN 升高，產(chǎn)水總氮達到80～90mg/l 左右，依據(jù)平時運行的數(shù)據(jù)，結(jié)合實驗室的結(jié)論，為解決進入3 月份以來低濃度產(chǎn)水總氮偏高的問題，做了以下工藝調(diào)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(xù)穩(wěn)定從調(diào)節(jié)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(xù)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(diào)整后運行情況

調(diào)整前后關(guān)鍵數(shù)據(jù)檢測結(jié)果，取平均值(從硝化池末端取樣）（表3）

（1）工藝調(diào)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(diào)整工藝前緩慢。表示反硝化作用產(chǎn)生堿度，補充了硝化反應(yīng)過程中消耗的堿度。

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

（3）曝氣泵開啟的臺數(shù)無明顯變化，表示耗氧量變化不明顯。

（4）采取調(diào)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(chǎn)水總氮升高到80～90mg/l，經(jīng)調(diào)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(chǎn)水總氮達到我司回用水目標。

（5）從上面的檢測數(shù)據(jù)顯示，污水進調(diào)節(jié)池后，COD 有所損耗，但調(diào)節(jié)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(xù)可縮短污水在調(diào)節(jié)池的停留時間。

3 結(jié)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(diào)整葡萄糖的添加量后，產(chǎn)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(xiàn)，表示反硝化菌生長緩慢，最好的辦法是發(fā)現(xiàn)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(xiàn)。