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       氨氮超標是污水處理中常見異常情況之一，當出水氨氮發生異常時，可通過對系統耗氧速率、堿度消耗等硝化影響因素的分析，可較為便捷、準確的判斷硝化效果的發展趨勢。同時，采取切實有效的控制措施，可縮短硝化系統的恢復時間。

       一、氨氮異常時工藝數據的變化

       在運行穩定的情況下，出水氨氮往往能保持較低的水平，但硝化菌一旦受損，出水氨氮濃度短期內將迅速上升。出水數據監測往往受監測頻次、監測速度等影響，數據結果反饋滯后。借助硝化效果短期內急劇變化的特點，分析各項表征硝化影響因素的工藝數據，以此判斷系統的健康度，進而及時采取相關補救措施。

       1、氧濃度變化判斷耗氧速率快慢 在忽略細菌自身同化作用的條件下，硝化過程分兩步進行：氨氮在亞硝化菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮在硝化菌的作用下被氧化成硝酸鹽氮。根據硝化反應公式每去除1g NH4+-N需消耗4.57g O2。利用上述結論，王建龍等人通過測量OUR表征硝化活性來了解反應器中的硝化狀態。在曝氣量固定，進水負荷變化不大的情況下，硝化是否完全直接影響生化池內溶解氧濃度的高低，因此發現出水氨氮異常時，操作人員需充分利用中控系統好氧池實時DO曲線的變化規律，根據氧消耗情況來判斷硝化效果，短期內DO曲線呈明顯上升趨勢的需積極采取措施，防止系統的進一步惡化。

       2、出水pH變化堿度消耗快慢 生物在硝化反應進行中伴隨大量H+，消除水中的堿度。每1g氨被氧化需消耗7.14g堿度(以CaCO3計)。反之，隨著硝化效果的減弱，堿度的消耗會有所下降。因此可以通過對出水在線pH的變化情況判斷硝化池的硝化效果。在線pH計，數據準確可靠，實時反饋，在實際運行中尤為有效。

       二、氨氮超標常見原因

       導致出水氨氮超標的原因涉及許多方面，主要有：

       1、溫度

       硝化細菌對溫度的變化也很敏感。在5~35℃的范圍內，硝化細菌能進行正常的生理代謝活動，并隨溫度的升高，生物活性增大。在30℃左右，其生物活性增至*大，而在低于5℃時，其生理活動趨于停止。在生物硝化系統的運行管理中，當污水溫度在16℃之上時，采用8~10d的泥齡即可；但當溫度低于10℃時，應將泥齡SRT增至12~20d。

       2、污泥負荷F/M

       生物硝化屬低負荷工藝，F/M一般都在0.15 kgBOD/(kgMLVSS·d)以下。負荷越低，硝化進行得越充分，NH3-N向NO3—-N轉化的效率就越高。有時為了使出水NH3-N非常低，甚至采用F/M為0.05kgBOD/(kgMLVSS·d)的超低負荷。

       3、泥齡SRT

       與低負荷相對應，生物硝化系統的泥齡SRT一般較長，這主要是因為硝化細菌增殖速度較慢，世代期長，如果不保證足夠長的SRT，硝化細菌就培養不起來，也就得不到硝化效果。實際運行中，SRT控制在多少，取決于溫度等因素。但一般情況下，要得到理想的硝化效果，SRT至少應在15d以上。

       4、水力停留時間HRT

       生物硝化系統曝氣池的水力停留時間Ta一般也較傳統活性污泥工藝長，至少應在8h之上。這主要是因為硝化速率較有機污染物的去除速率低得多，因而需要更長的反應時間。

       5、溶解氧DO

       硝化工藝混合液的DO應控制在2.0 mg/L，一般在2.0~3.0 mg/L之間。當DO小于2.0 mg/L時，硝化將受到抑制；當DO小于1.0 mg/L時，硝化將受到完全抑制并趨于停止。生物硝化系統需維持高濃度DO，其原因是多方面的。*先，硝化細菌為專性好氧菌，無氧時即停止生命活動，不像分解有機物的細菌那樣，大多數為兼性菌。其次，硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。另外，絕大多數硝化細菌包埋在污泥絮體內，只有保持混合液中較高的溶解氧濃度，才能將溶解“擠入”絮體內，便于硝化菌攝取。

       一般情況下，將每克NH3-N轉化成NO3-N約需氧4.57g，對于典型的城市污水，生物硝化系統的實際供氧量一般較傳統活性污泥工藝高50%以上，具體取決于進水中的TKN濃度。

       6、pH和堿度

       硝化細菌對pH反應很敏感，在PH為8~9的范圍內，其生物活性*強，當PH＜6.0或＞9.6時，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。在生物硝化系統中，應盡量控制混合液的pH大于7.0，當pH＜7.0時，硝化速率將明顯下降。當pH＜6.5時，則必須向污水中加堿。

       混合液pH下降的原因可能有兩個，一是進水中有強酸排入，導致入流污水pH降低，因而混合液的pH也隨之降低。如果無強酸排入，正常的城市污水應該是偏堿性的，即pH一般都大于7.0，此時混合液的pH則主要取決于入流污水中堿度的大小。由硝化反應方程可看出，隨著NH3-N被轉化成NO3-N，會產生出部分礦化酸度H＋，這部分酸度將消耗部分堿度，每克NH3-N轉化為NO3-N約消耗7.14g堿度(以CaCO3計)。因而當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，便會耗盡污水中的堿度，使混合液pH降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。

       7、有毒物質

       某些重金屬離子、絡合陰離子、氰化物以及一些有機物質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較高，便會抑制生物硝化的正常運行。例如，當鉛離子大于0.5mg/L、酚大于5.6mg/L、硫脲大于0.076mg/L時，硝化均會受到抑制。有趣的是，當NH3-N濃度大于200mg/L時，也會對硝化過程產生抑制，但城市污水中一般不會有如此高的NH3-N濃度。

       三、氨氮異常的控制措施

       若主體生化處理單元，若出現 NH4-N有上升態勢，針對不同的原因，可選擇如下應急措施防止水質的進一步惡化。

       1、減小進水氨氮負荷

       減少進水氨氮負荷，一是降低進水氨氮濃度，二是減少進水水量。對于接納部分工業廢水的污水廠來說，容易受氨氮(或有機氮)的沖擊，因此在線儀顯示有高濃度氨氮進入時需及時啟用應急調節池，同時加大對排污企業的抽樣監測力度，從源頭控制進水氨氮濃度。減少進水水量是促進硝化菌恢復的強有效手段，但實際運行中，受調節池停留時間、外部管網外溢風險等制約，僅可實施幾小時。平日需積累各泵站輸送規律，合理調度爭取減負時間。

       2、維持硝化必須的堿度量

       氨氮的氧化過程消耗堿度，pH值下降，從而影響硝化的正常進行，因此溶液中必須有充足的堿度才能保證硝化的順利進行。實驗研究表明，當ALK/N<8.85時，堿度將影響硝化過程的進行，堿度增加，硝化速率增大。但當ALK/N≥9.19(堿度過量30)以后，繼續增加堿度，硝化速率增加甚微，甚至會有所下降。過高的堿度會產生較高的pH值，反而會抑制硝化的進行。故控制ALK/N在8-10較為合理。在實際工程中，可向硝化池內投加溶解完成的碳酸鈉以提高堿度。

       3、合理控制氧濃度

       氨氮氧化需要消耗溶解氧，但氧濃度并非越高越好。由氧氣在水中的傳質方程可知，液相主體中的DO濃度越高，氧的傳質效率越低。綜合考慮氧在水中的傳質效率和微生物的硝化活性，調控好氧段的DO在2.5mg/L左右可以在不浪費能量的情況下*大限度地提高對氨氮的去除效率。

       4、其它工藝上的微調

        ①減少排泥量。一是因為硝化菌世代周期長，較長的SRT有利于硝化菌的生長;二是硝化效果降低時，大量的硝化菌被流失，排泥會加速硝化菌的流失。

        ②增加內、外回流。前者是為系統提供更長的好氧時間，有利于硝化菌的生長。后者一方面可維持生化單元相對較高的污泥濃度，提高系統的抗沖擊能力;另一方面可降低進入氧化溝的氨氮濃度，進而減少高濃度氨氮或游離氨對硝化菌的抑制作用。

       ③加大取樣化驗分析頻次， 檢驗所采取的應急措施對出水水質的改善效果， 否則應更換其他方法或多種方法聯用，盡量縮短處理系統的恢復時間。

參考資料：

[1]陳煥軍. "市政污水處理廠出水氨氮超標問題分析及對策." 建筑工程技術與設計 000.008(2015):1256-1256.[2]環保工程師. “污水處理 N（氮）P（磷）超標的原因分析及控制方法”