氨氮是一种水中以铵离子(NH4+和游离子(NH3)存在的氮,也是水体主要营养物质及主要耗氧污染物。在污水治理过程中,氨氮是非常重要的处理对象之一。污水处理厂在整个氮循环系统中承担着消减氨氮量的作用,但实际过程中常发生水氨氮超标或异常等情况,因此需要引起治理单位的重视,并详细分析污水氨氮超标原因,希望能解决与优化。
一、污水中氨氮存在形式及其危害
污水中,氮的存在形式包括氧态氮、有机态氮、亚硝态氮以及硝态氮等形式,而污水中氨氮与总氮比例关系变化背景下,各类形式的氮在指定条件下也可以发生相互转换。因为氨氮中非离子氨是水体中有害因子,毒性非常大,可以对生物产生相对严重的毒害作用。尤其在氧气充足的情况下,氨氮与氧相互作用还可以分解为硝酸盐氮,其中亚硝酸盐氮再与蛋白质结合作用,生成的亚硝胺有着一定的致癌影响,这使得进入水体中的微生物、藻类生物发生大量繁殖,影响水质,最终使得水体富营养化。
二、污水氨氮超标的原因分析
某污水处理厂自建成污水处理厂以来,在工业污水集中处理过程中发挥着非常重要的作用。但由于近几年企业的增加,污水管网铺设工程量也逐渐增多,污水处理厂在统一收集、排放上游地区的污水管网时出现了一些问题。尤其到了后期出现了严重的污水氨氮超标现象,以下就对具体氨氮超标原因做了详细分析。
2.1 化学需氧量(COD)去除问题
进水化学需氧量COD时间若大于设计数值,出水COD就会随着进水浓度变化而变化,因此难以满足标准设计要求。由于大部分化学需氧量去除率基本在 63%左右,一般也需要低于标准设计的 70%,但这种去除波动相对较大。尤其到了四月左右,进水浓度会持续增加,化学需氧量去除率也开始随着进水浓度而降低。其具体原因可能有,化学需氧量去除受到高浓度进水影响,氧化沟无法承担起污水COD处理能力等。另外也有可能是受到有害物质的影响,使得污水处理厂在去除化学需氧量时效率不佳。
2.2 氨氮去除问题
进水的氨氮总量都有着一定范围的波动,波动越大氨氮实际去除效果就越差。若出水浓度较高,氧化池中反硝化功能、硝化作用就会逐渐消失。导致以上情况的原因可能有:
1)进水中含有高浓度的有机物,例如硝化菌、异养菌都会长期存活;
2)反硝化菌与硝化菌对环境要求较高,在高水温、有害物质等水质中,都会形成一定的抑制作用。
2.3 pH 的冲击影响
通常来说,亚硝酸盐氧化菌、氨氧化菌等细菌的生长pH都具备标准,若超出标准范围,生物反应就会被大大削弱。氧化菌在类碱性的环境中适宜生存,若它的pH受到冲击,就会对生物反应带来一定的影响。形成以上情况的主要原因是受到pH影响,氧化池硝化菌、反硝化菌反应作用受到限制,将氧化菌转为了氨态氮,进水氨氮含量也就增多了。
2.4 水温过高或过低
水温过高会在一定程度上破坏氧化池系统。首先表现为,高水温的水质影响着氧化池中的微生物活动与存活微生物量,尤其是在脱氧情况下,水温过高对亚硝化反应的影响更高。水温过低会在一定程度上抑制氧化池中的微生物生长。
此外,高水温水质还会降低好氧量,影响氧化池的曝气充氧效率,从而影响污水氨氮治理效果。
2.5 有毒物质的影响
在污水处理时,由于一些有毒物质,例如重金属对活性微生物的影响非常大,活性污泥脱氢酶活性抑制程度发生变化,也会引发氨氮超标问题。此外,污水中若锰、铁的物质超标,就会影响水质颜色,一些微生物在浓度较高的硫酸盐中也会增大自身的耐受能力,氧化池无法去除掉污水中高浓度硫酸盐。
2.6 泡沫影响
在污水水质中,硝化菌常生活在污泥颗粒表面上,是一种非常微小的自养菌。当污泥颗粒解体时,其变得非常分散和细小,难以形成稳固的菌胶团结构,其凝聚力、沉降力和粘附性都会降低,表层的硝化菌就会不断流失,因此导致污水氨氮去除效果较差。而导致污泥活性的原因可能是泡沫,不排除泡沫物质包裹活性污泥菌团,从而降低活性污泥沉降力,最终影响硝化菌性能和效率。
2.7 水力停留时间的影响
水力的停留时长也会影响污水氨氮去除情况。若水力停留时间过短,就会导致污泥快速流失,若水力停留时间过长,就会增加污泥的泥龄。而污泥的泥龄主要是指活性污泥微生物在生化系统中的停留时间,通过每天排放剩余活性污泥量能有效控制泥龄。这是由于硝化细菌生长过程缓慢,为了确保硝化反应期具备充足的硝化菌,就需要延长污泥泥龄。一般情况下,硝化反应的时间在6 h左右,而反硝化时间相对较短,只需要2 h就可以完成。因此,反硝化、硝化最佳的水力停留时间应控制在 1:3范围中。
2.8 溶解氧
在污水处理过程中,溶解氧对硝化效率产生着一定的影响。硝化细菌作为一种好氧的自养菌,主要是由亚硝化菌以及硝化菌组成的,其中亚硝化菌又可以将氨氮化为亚硝酸盐,而硝化菌则可以将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。氨氮在消化过程中,是一种消耗氧气的过程,其中AAO法则为厌氧——缺氧——好氧的一种反应方法。在厌氧过程中,聚磷菌通过释放磷元素,并去除掉部分BOD。反硝化细菌作为一种厌氧异养菌,在缺氧过程中自动摄取水体中的生化需氧量,将其作为主要碳源,并将硝态氮进一步转化为氮气。而在好氧阶段,污水水体中的有机氮氨化后通过硝化转化为硝酸盐氮。硝化细菌的繁殖需要较高质量的溶解氧,氧作为硝化作用过程中的一种电子受体,保持DO含量较高,就会保证脱氮效果,反之则会影响脱氮效果。若溶解氧DO过高,也会在一定程度上影像硝化菌的正常增值,再加上污水内回流作用下,溶解氧会流入缺氧阶段,这也对反硝化作用产生了一定的影响。
三 总 结
综上所述,简单分析了影响污水氨氮超标的几种常见原因,针对这几个问题,希望大家能想出建议与对策,希望相关部门要加强对排污企业的监督,制定出规范、科学的解决方案,调整相关工艺参数,从而确保问题的及时解决,控制好污水氨氮含量,保证污水处理厂的良好处理效率。
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