純水設(shè)備解讀：走進(jìn)硝化世界的王國(guó)，帶你揭開(kāi)硝化細(xì)菌的面紗
微生物的世界里面生活著一種貴族菌種，天生嬌貴，禁不起雨，經(jīng)不起浪。就是污師們又愛(ài)又恨的硝化細(xì)菌。生物脫氮的驍將，微生物界的貴族！下面先介紹下這位貴族來(lái)頭！硝化細(xì)菌屬于化能自養(yǎng)型細(xì)菌，個(gè)體游離，需要依靠廣大的異養(yǎng)型微生物而凝聚存活。而且生長(zhǎng)繁殖周期長(zhǎng)，相對(duì)于異養(yǎng)型微生物的繁殖周期滯后一代！這就是貴族的高傲？關(guān)鍵這主天生嬌貴，對(duì)于生存環(huán)境敏感，要求苛刻，屬于溫室里的花朵。不可怠慢！否則翻臉比翻書(shū)都快！
上面介紹了硝化細(xì)菌出身名門(mén)，自帶貴族血統(tǒng)。接下來(lái)關(guān)于如何伺候這爺，專門(mén)私人訂制了一套方案也就是影響因素及控制，供大家探討交流。
私人訂制一：污泥負(fù)荷Ns
自帶的貴族環(huán)境注定了經(jīng)不起強(qiáng)壓高負(fù)荷的體力工作，不像賤命的異養(yǎng)型微生物，吃屎的玩意，其實(shí)沒(méi)有菌膠團(tuán)的擋風(fēng)遮雨，也就沒(méi)有硝化細(xì)菌的生存之地！有機(jī)物的去除是先進(jìn)行碳氧氧化，再進(jìn)行氮氧化。有機(jī)物先通過(guò)菌膠團(tuán)分解氧化生成二氧化碳與水，局部作為自身能量消耗。純水設(shè)備只有有機(jī)負(fù)荷降低到一定水平，硝化細(xì)菌才開(kāi)始工作進(jìn)行硝化反應(yīng)。對(duì)于這個(gè)污泥負(fù)荷，設(shè)計(jì)值及經(jīng)驗(yàn)值一般小于0.15kgBOD5/KgMLss.d通過(guò)介紹相信大家也能知道污泥負(fù)荷對(duì)于硝化細(xì)菌，硝化反應(yīng)是尤為重要！
私人訂制二：污泥齡（SRT
貴族的血統(tǒng)自帶的高傲，導(dǎo)致了品種的優(yōu)良，世代周期變長(zhǎng)，導(dǎo)致了較長(zhǎng)的污泥齡。首先簡(jiǎn)單介紹一下污泥齡:污泥齡是指曝氣池中活性污泥的總量與每日排放的剩余污泥的比值，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)剩余污泥量就是新增長(zhǎng)的活性污泥量。因此，污泥齡也是新增長(zhǎng)的活性污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，也可以理解為污泥總量增長(zhǎng)一倍也就是繁殖一代所需要的時(shí)間。
泥齡ts活性污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，即曝氣池中的活性污泥量/每天從曝氣池系統(tǒng)排出的剩余污泥量
TS=X*VT/QS*XR+Q*XE
式中:
tS泥齡，d
X曝氣池中的活性污泥濃度，即 MLSSkg/m3
VT曝氣池總體積，m3
QS每天排出的剩余污泥體積，m3/d
XR剩余污泥濃度，kg/m3
Q設(shè)計(jì)污水流量，m3/d
XE二沉池出水的懸浮固體濃度，kg/m3
為了保證好氧系統(tǒng)的微生物中有足夠的硝化菌，需要增加硝化菌的繁殖數(shù)量，為此雖然硝化菌的繁殖周期在5d但是為了提高硝化菌的濃度，通常將污泥齡控制在繁殖周期的2倍。有些資料也顯示是1015d
案例分享：某生活污水處置廠，主要工藝為A2O工藝，進(jìn)水水量5000m3/d進(jìn)水 COD300-400mg/l進(jìn)水氨氮為 20mg/l出水在16-20mg/l氨氮出水要求 5mg/l從去除率來(lái)看脫氮效果不明顯，幾乎沒(méi)有經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)詢問(wèn)運(yùn)營(yíng)人員，運(yùn)行管理人員平時(shí)運(yùn)行，如果出水 COD升高，檢測(cè)SV30為 85%時(shí)，就采取排泥措施，還有DO偏高，污泥
沉降性能不好，也會(huì)排泥，基本 1-2d排一次泥，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分析判斷，排泥太勤，污泥齡短硝化菌流失，硝化效率低下甚至無(wú)去除率。
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況建議：
1條件允許的情況下投泥。
2減少排泥時(shí)間，甚至不排。提高污泥齡。
私人訂制三：有毒有害物質(zhì)（抑制物）
有毒有害物質(zhì)對(duì)于所有微生物，細(xì)菌都是致命的作用。硝化細(xì)菌也不例外。下面介紹一下有毒有害物質(zhì):有毒有害物質(zhì)是指抗生素等殺菌物質(zhì)，純水設(shè)備也包括影響硝化反應(yīng)酶活性的物質(zhì)，比如重金屬及其有機(jī)化合物。盡量防止這些物質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)。
抑制性物質(zhì) :抑制硝化的物質(zhì)主要有重金屬、酚、硫脲及其衍生物、游離氨、雙氧水等。有毒有害物質(zhì)對(duì)于微生物是致命的所以在處置一些含有毒有害物質(zhì)的污水時(shí)一定要做好預(yù)處理，防止有毒有害物質(zhì)進(jìn)入生化池！
私人訂制四：PH值
污水處置中PH至關(guān)重要，同理pH值酸堿度也是影響硝化作用的重要因素。硝化菌對(duì)pH反應(yīng)很敏感，pH中性或微堿性條件下（pH為89范圍內(nèi)）其生物活性最強(qiáng)，硝化過(guò)程最迅速。
關(guān)于PH值，污師們都知道硝化反應(yīng)會(huì)消耗堿度，致使PH值會(huì)降低。但是PH降低不一定就是因?yàn)橄趸磻?yīng)引起。接下來(lái)分析一下關(guān)于PH降低的原因：PH下降的原因可能有兩個(gè)：
一是進(jìn)水中有強(qiáng)酸排入，導(dǎo)致人流污水pH降低，因而混合液的pH也隨之降低。
二是由硝化方程式可知，隨著NH3-N被轉(zhuǎn)化成NO3-N會(huì)發(fā)生局部酸度H+這部分酸度將消耗局部堿度，每克NH3-N轉(zhuǎn)化成NO3-N約消耗 7.14g堿度(以CaC03計(jì))因而當(dāng)污水中的堿度不足而TKN負(fù)荷又較高時(shí)，便會(huì)耗盡污水中的堿度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果無(wú)強(qiáng)酸排人，正常的鄉(xiāng)村污水應(yīng)該是偏堿性的即PH一般都大于 7.0此時(shí)的pH則主要取決于污水中堿度的大小。
而對(duì)于工業(yè)廢水，PH動(dòng)搖較大，所以進(jìn)入好氧池中的PH要時(shí)常監(jiān)測(cè)。硝化菌的最佳 PH值范圍是7.5-8.0PH太高或者太低都會(huì)影響。硝化菌的生長(zhǎng)，從我運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)來(lái)看PH低于6.8時(shí)硝化菌的生長(zhǎng)就會(huì)收到抑制。同時(shí)不能高于8.9
案例分享：某鄉(xiāng)村污水處置廠（生活+工業(yè)）日處理量2萬(wàn)m3/d工藝;水解酸化+A 2/O進(jìn)水指標(biāo)COD:200~300mg/L氨氮NH3-N15~20mg/LTN:25mg/L,TP:1mg/L排放規(guī)范一級(jí)A
情況描述;系統(tǒng)一直運(yùn)行正常，忽然一夜之間氨氮升高，直到基本無(wú)去除率，曝氣池污泥顏色不正常發(fā)暗，無(wú)土腥味，二沉池飄泥。COD出水指標(biāo)升高。由于事故發(fā)生在第二天才發(fā)現(xiàn)指標(biāo)異常。經(jīng)詢問(wèn)當(dāng)班人員頭天沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。唯一不正常就是發(fā)現(xiàn)旋流沉砂池外表有大量泡沫。由于系統(tǒng)惡化比較快，初步懷疑有毒有害物資進(jìn)入，有大量異常工業(yè)廢水進(jìn)入。通過(guò)檢測(cè)水解池出口PH4.5~5.0曝氣池PH5.5~5.8溶解氧：5.0~5.8通過(guò)分析得出由于工業(yè)酸性廢水進(jìn)入，導(dǎo)致系統(tǒng)PH降低，微生物得到抑制，菌膠團(tuán)趨于解體。硝化細(xì)菌死亡，氨氮無(wú)去除率，COD超標(biāo)。為了盡快恢復(fù)系統(tǒng)決定停止進(jìn)水，排空水解池，調(diào)節(jié)進(jìn)水PH開(kāi)大污泥回流系統(tǒng)稀釋中和生化系統(tǒng)PH提高曝氣池污泥濃度。投加部分污泥，5天左右系統(tǒng)恢復(fù)正常。純水設(shè)備同時(shí)向環(huán)保局演講排查異常水質(zhì)來(lái)源。
私人訂制五：溫度（T
溫室里的花朵，對(duì)于溫度的要求也是至關(guān)重要！
硝化菌的比生長(zhǎng)速率u
μ=0.47*1.103T-15
由上面式子可以看出硝化菌的生長(zhǎng)速率和溫度成正比關(guān)系，溫度高于15℃，隨著溫度的升高，硝化速率也會(huì)增長(zhǎng)，小于 15℃，隨著溫度的降低，硝化速率也會(huì)急劇下降。根據(jù)我經(jīng)驗(yàn)，溫度低于 15℃，硝化速率下降 30%溫度低于 10℃，硝化速率下降 70%10-15℃，會(huì)出現(xiàn)亞硝酸氮的積累會(huì)導(dǎo)致亞硝酸化的進(jìn)行速度。
所以溫度很重要：
a每個(gè)菌種都有一個(gè)最適生長(zhǎng)溫度，溫度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響菌種活性，硝化菌的最適生長(zhǎng)溫度為 25-30℃。
b一般情況現(xiàn)場(chǎng)呈現(xiàn)的問(wèn)題是水溫過(guò)低，那么水溫過(guò)低我該如何運(yùn)營(yíng)？通常采取如下措施：
?提高外回流比，適當(dāng)增加污泥濃度，提高硝化菌濃度。
?適當(dāng)延長(zhǎng)好氧池曝氣時(shí)間，曝氣也會(huì)發(fā)生熱量雖然微弱）需要注意曝氣時(shí)間，防止曝氣過(guò)量污泥解絮。
私人訂制六：溶解氧（DO
首先介紹下溶解氧很多人認(rèn)為是溶解在水中的氧，其實(shí)不然我將它定義為溶解在水中的氧經(jīng)過(guò)微生物氧化反應(yīng)利用后水中剩余的氧量。
溶解氧過(guò)高或者過(guò)低對(duì)硝化反應(yīng)的影響？
溶解氧過(guò)高：溶解氧過(guò)高對(duì)硝化反應(yīng)沒(méi)有明顯的抑制，但是好氧池是個(gè)大家庭，溶解氧過(guò)高會(huì)導(dǎo)致污泥老化，菌膠團(tuán)解體，硝化菌流失。同時(shí)也是對(duì)能源的一種浪費(fèi)。
溶解氧過(guò)低：好氧菌與硝化菌惡性競(jìng)爭(zhēng)，硝化菌如此嬌貴，如何競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)強(qiáng)大的好氧軍團(tuán)。根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)溶解氧低于1.5mg/l硝化細(xì)菌便會(huì)收到抑制，低于0.5mg/l硝化反應(yīng)基本停止。一般把溶解氧控制在2-3mg/l左右為佳。
私人訂制七：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)
民以食為天，微生物的生長(zhǎng)繁殖也離不開(kāi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的均衡決定了微生物的生長(zhǎng)情況。關(guān)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也就是碳，氮，磷等物質(zhì)。硝化細(xì)菌是自養(yǎng)菌，需要無(wú)機(jī)碳源，水中自帶的碳酸根及碳酸氫根以及曝氣和異養(yǎng)菌代謝產(chǎn)生的CO2完全可以滿足硝化細(xì)菌的需要，而有機(jī)碳源（BOD對(duì)硝化卻是一個(gè)威脅，有機(jī)碳源過(guò)多，導(dǎo)致異養(yǎng)菌爭(zhēng)奪氧氣和優(yōu)勢(shì)菌種的地位，所以，一般進(jìn)硝化池BOD不大于80PPM而脫氮系統(tǒng)不缺N源，不需要考慮，磷酸鹽的話，硝化細(xì)菌在菌膠團(tuán)中比例很小，而且合成慢，基本上都可以滿足需要。
私人訂制八：進(jìn)水氨氮的濃度
硝化反應(yīng)是將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，再亞硝酸菌氧化為硝態(tài)氮。有研究標(biāo)明當(dāng)氨氮濃度較低時(shí)，隨著濃度的增加，氨氧化速率和亞硝酸氧化速率均增加，純水設(shè)備而且亞硝酸氧化速率增長(zhǎng)較快，當(dāng)濃度增大到一定水平，反應(yīng)速率均減小。
平常運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)為氨氮起始濃度（好氧池前端）市政高于 100mg/l硝化反應(yīng)，工業(yè)高于 150mg/l將受到一定水平抑制。高氮氮廢水可以通過(guò)回流稀釋等防止起始濃度的影響，比如養(yǎng)殖，垃圾滲濾液等）
私人訂制九：鹽分
生物法處置高鹽含氮廢水的過(guò)程中，鹽分能夠直接影響溶解氧濃度及氧氣轉(zhuǎn)移到液相的能力，引起硝化微生物新陳代謝功能、活性污泥沉降性、顆粒污泥以及生物膜結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致生物絮體或胞外聚合物解體從而影響硝化效率。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：硝化反應(yīng)的氯小于2000mg/l情況下正常進(jìn)行 ;當(dāng)然如果進(jìn)水比較穩(wěn)定，可以馴化耐鹽，耐氯，氯在5000mg/L也能正常進(jìn)行。氯的影響在于波動(dòng)性，如果進(jìn)水波動(dòng)大，硝化受的影響就大，很容易流失！
私人訂制十：堿度
硝化過(guò)程中需要消耗一定量的堿度，如果污水中沒(méi)有足夠的堿度，硝化反應(yīng)將導(dǎo)致pH值的下降，使反應(yīng)速率減緩，所以硝化反應(yīng)要順利進(jìn)行就必需使污水中的堿度大于硝化所需的堿度。
對(duì)于典型的鄉(xiāng)村污水，進(jìn)水中NH3-N濃度一般為 2040mgLTKN約 5060mgL堿度約200mgL以Ca2CO3計(jì))左右。
硝化反應(yīng)中每硝化1gNH3-N需要消耗7.14g堿度，所以硝化過(guò)程中需要的堿度量可按下式計(jì)算：
堿度=7.14QΔCNH3-N10-3
式中：
Q為進(jìn)入濾池的日平均污水量，m3d
ΔCNH3-N為進(jìn)出NH3-N濃度的差值，mgL
7.14為硝化需堿量系數(shù)，kg堿度／kgNH3-N
?對(duì)于含氨氮濃度較高的工業(yè)廢水，純水設(shè)備通常需要補(bǔ)充堿度才干使硝化反應(yīng)器內(nèi)的pH值維持在7.28.0之間。計(jì)算公式如下：
堿度＝K7.14QΔCNH3-N103
式中：K為安全系數(shù)，一般為 1.21.3
實(shí)際工程中進(jìn)行堿度核算應(yīng)考慮以下幾部分：入流污水中的堿度，生物硝化消耗的堿度，分解 BOD5發(fā)生的堿度，以及混合液中應(yīng)保持的剩余堿度。要使生物硝化順利進(jìn)行，必需滿足下式：
原水總堿度＋BOD5分解發(fā)生的堿度＞硝化消耗的堿度＋混合液應(yīng)保持的堿度如果堿度不足，要使硝化順利進(jìn)行，則必需投加純堿，補(bǔ)充堿度。
投加的堿量可按下式計(jì)算：
補(bǔ)充堿度＝（硝化消耗的堿度＋混合液應(yīng)保持的堿度）原水總堿
度＋BOD5分解發(fā)生的堿度
式中：
系統(tǒng)應(yīng)補(bǔ)充的堿度，mgL
硝化消耗的堿度一般按硝化每kgNH3-N消耗 7.14kg堿計(jì)算。以 CaCo3
混合液應(yīng)保一般按曝氣池排出的混合液中剩余 50mg/L堿度(以 CaCO3計(jì))計(jì)算；
BOD5分解過(guò)程中產(chǎn)生的堿量與系統(tǒng)的SRT有關(guān)系：
當(dāng) SRT＞20d時(shí)，可按降解每千克 BOD5產(chǎn)堿 0.1kg計(jì)算；
當(dāng) SRT＝1020d時(shí)，按 0.05kgA LK/kgBOD5
當(dāng) SRT＜10d時(shí)，按 0.01gA LK/kgBOD5
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