市政污水厂运行优化管理（三十七）

市政污水厂运行优化管理（三十七）

1. 有机负荷（有机氮浓度）

有机氮由于是有机物结合了氮的有机化合物，简单化合物（如尿素、氨基酸）较易被分解，氨化速率快。复杂化合物（如蛋白质、多肽）需要先水解为小分子，分解过程较慢。这些有机氮物质都广泛存在于污水厂的进水中，有机氮的含量和类型是氨化作用的底物，是作为氨化作用的底物为异养氨化细菌提供的主要碳源和能量来源，直接影响氨化过程的速率和产出。进水中有机氮的浓度对氨化作用有很大的影响：有机氮浓度高（如高浓度生活污水或工业废水）会加速氨化速率，但若超过微生物处理能力，可能导致中间产物积累，影响系统稳定性。浓度过低时，微生物缺乏足够底物，氨化效率降低。过高的有机负荷（包含有机氮）有时会对硝化效率产生负面影响，因为占主导地位的快速生长的有机物的异养细菌对溶解氧的利用方面要比生长较慢的硝化细菌利用速率要强，在一些污水厂中，进水有机物较高的时候，出水氨氮就会发生波动。

2. 停留时间（HRT）

水力停留时间（Hydraulic Retention Time, HRT）是指污水在处理单元（如初沉池或生物反应器）中停留的时间。微生物需要充足的停留时间来完成生物处理过程：较长的HRT（如8-24小时）有助于微生物充分分解有机氮，确保氨化完全。如果停留时间不足，HRT过短（如<8小时）可能导致有机氮未被完全转化，直接随出水流失，降低氨化效率。在污水厂的活性污泥的运行管理中，应将HRT需与污泥龄（SRT）协调，以平衡微生物生长和底物分解，合理的控制剩余污泥排放保持足够的停留时间，满足氨化作用的彻底进行，这是污水厂在工艺管理过程中需要精细管控的内容。

3. 环境抑制因子

除了有机物的含量的主要因素外，其他一些进水中的微量元素和环境参数也会影响氨化作用。磷和钾等必需营养素的可以提高参与氨化的细菌群落的生长和整体活性。污水处理系统中可能存在一些抑制氨化作用的物质，比如高浓度的重金属（如铜、锌、镉）或有毒化学物质（如氰化物、酚类）会毒害微生物，抑制酶活性，进而会对氨化细菌和硝化细菌的代谢过程产生负面影响。高盐度（如>10g/L NaCl）可能通过渗透压效应抑制微生物生长，降低氨化效率。若系统中碳源（如BOD）过高，其他异养菌可能优先分解碳化合物，竞争性抑制氨化细菌的活性。

4. 工艺条件与设备因素

污水处理厂的运行条件和设备运行管理也会间接影响氨化作用：主要从下面两个方面产生一定的影响，1、混合与搅拌：生化池内的活性污泥保持悬浮状态，能够和进水中的有机氮分子充分的接触，因此生化池内必须保持良好的混合状态（如通过曝气或机械搅拌作用），可提高进水中污染物质与悬浮状态的活性污泥中微生物的接触效率，加快氨化，如果混合搅拌不够充分，比如曝气的局部堵塞，搅拌器损坏等，都可能导致局部活性污泥沉积到生化池底部，导致经过该区域的污染物底物未被有效的去除，造成氨化反应不彻底，导致后续脱氮反应受到影响。

二、污泥回流：

在活性污泥系统中，回流（外回流）污泥是保持生化池内活性污泥浓度的，以满足进水有机污染物负荷的重要工艺措施，通过外回流可增加氨化细菌的浓度，提升处理能力的重要保障。

在污水处理的生物脱氮过程中，氨化是作为第一步进行的工艺，在污水的脱氮处理中起着至关重要的作用，它为随后的脱氮过程，即硝化和反硝化奠定了基础。氨化过程中产生的氨和铵离子是硝化过程的主要底物，是保障后续氨氮、总氮稳定达标的重要前提。

作为污水厂的运行管理人员来说，大多数管理者并不十分在意有机氮的氨化作用，这也是由于氨化作用不需要特殊的环境因素控制，对氧气的需求范围十分宽范，氨化作用的反应过程贯穿了厌氧、缺氧、好氧过程。当污水厂进水的有机氮的含量并不是很高工况下，这部分有机氮会比较彻底的转化成为氨和铵根离子，这种情况下，氨化作用是生物脱氮过程中运行管理最为轻松的环节，也不被污水厂的运维人员加以重视。但是作为生物脱氮的过程之一，污水厂的工艺技术人员还是要有充足的认识，这个过程是存在的，在一些特殊的进水条件下，比如屠宰、肉制品加工废水、豆类制品的废水混入到生活污水中后，还是要对有机氮的去除进行相应的优化管理，合理的控制曝气、工艺混合、回流等条件，优化整个生化处理系统的运行环境，保证氨化作用顺利进行。

生物脱氮反应完成氨化作用以后，会进入到下一个阶段，硝化作用，主要是将氨化作用产生的氨和铵根离子在好氧条件转化为硝态氮，这个过程受到多方面的因素影响，优化管理更为重要。