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气温下降,冬季氨氮超标如何破解?
2020-10-28



导 语

冬季气温低,导致水温也变低,影响了生化处理效果,生化池菌种生长速度慢、活性低,反硝化效率也变低,导致氨氮降不下来。生物脱氮对环境条件敏感,容易受温度变化影响,由于四季的交替和所处的地理位置影响,若不加以人工调控,硝化很容易出现问题,导致氨氮超标。




一、低温氨氮超标的原因分析

生物脱氮的基本原理就是先利用好氧阶段,通过硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将NH3-N通过硝化作用转化为NO2-和NO3-。然后在缺氧条件下,通过反硝化作用将硝氮转化为N2,N2随后溢出水面释放到大气,参与自然界N的循环,从而达到降低水中氮含量的目的。


氨氧化细菌(AOB,就是把氨氮变成亚硝酸盐的细菌)最佳生长温度为25~30℃,亚硝酸氧化细菌(NOB,就是把亚硝酸盐变成硝酸盐的细菌)的最佳生长温度为25~30℃。硝化菌对温度较为敏感,温度不但会降低硝化菌的比增长速率,并且会降低其生物活性。在温度低于15℃时,硝化速率急剧降低。另一方面,反硝化反应的适宜温度为20~35℃,低于15℃时,反硝化细菌的繁殖速率、代谢速率和生物活性也都会降低,从而导致脱氮效果下降。当温度低于5℃时,硝化细菌的生命活动几乎停止。大量的研究表明,硝化作用会受到温度的严重影响,尤其是温度冲击的影响更加明显。




二、低温生物脱氮不达标的解决方法



1.加热

(1) 曝气池、二沉池等池壁采用发泡保温板保温,外砌砖围护结构,池顶加盖等保温措施;

(2) 鼓风机一侧设空气预热室,将冬季-10~-20℃的冷空气预热到5~8℃,空气管道设置管廊,便于保温处理等;

(3) 适当加热污泥,包括回流污泥;

(4) 用热蒸汽给进入曝气池的污水加热。


2.提高泥龄/MLSS

提高泥龄的最终表现是MLSS的提高,冬季微生物增殖缓慢,做为自养菌的硝化细菌增殖更为缓慢,提高泥龄可以使硝化细菌能保持在一定的范围内,并且适当提高污泥浓度MLSS,在细菌代谢能力下降的前提下,可以使总量的污泥代谢能力能保持稳定。

通常,温度每降低1℃,硝化菌比增长速率降低10%,因此,欲维持与常温期相同的硝化菌浓度,温度每降低1℃时泥龄需相应提高10%。所以,降低污泥负荷,在实际操作中可以有效降低温度对系统处理效果的负面影响。


3.溶解氧浓度

为了弥补低温对系统带来的不利影响,可以通过提高溶解氧浓度的措施。有研究表明,初始溶解氧为2mg/L时,为取得相同的硝化速率,温度每下降1℃,溶解氧浓度相应提高10%。溶解氧是生物硝化的重要环境因素,一般应在2mg/L以上,最低控制在0.5~0.7mg/L。对于同时去除有机物和进行硝化、反硝化的工艺,硝化菌在活性污泥中约占5%,大部分硝化菌位于生物絮体内部。因此,溶解氧浓度的增加,将提高溶解氧对生物絮体的穿透力,提高硝化反应速率。


4.生物固定化(填料)

经固定化处理后,微生物的抗逆性能提高,能耐受外界环境的变化,从而保持了较高的活性。此外,微生物经包埋固定后持留能力得以增强,可望实现反应器的快速启动和高效稳定运行。通过固定化可以削弱温度变化对硝化作用的影响。固定化是一种有效的技术手段,然而也会使微生物活性有所降低,且固定化后,传质阻力会增大,氧的传质阻碍尤为明显,固定化更能在厌氧条件下发挥其优势。此外,其成本也有待技术经济评估。


5.驯化

驯化就是在某一特定环境条件,人为地长期处理某一微生物群体,同时不断将它们进行移种传代,以达到累积和选择合适的自发突变体的一种古老育种方法。微生物的驯化是脱氮工艺运用到低温环境中的重要措施,使微生物体内的酶和细胞膜的脂类组成能够适应低温环境,并能在低温条件下发挥作用。大量研究表明,通过适当的驯化策略,经历一定的驯化时间,低温脱氮工艺可以实现稳定运行。




三、总结

出水氨氮作为污水处理厂重要指标之一,由于硝化细菌对温度非常敏感,冬季温度较低时,对出水氨氮的指标影响最明显,并且指标上升较快,常常让运行人员措手不及。通过对机理及影响因素的分析,可帮助我们更快地采取有效的控制措施,缩短硝化系统的恢复时间。