污水处理硝化系统崩溃了，怎么办？看完就知道了!

一、污水处理硝化系统崩溃的原因

（一）污泥相关问题

1.  污泥龄 因素

   - 污泥龄（SRT）是指微生物在反应器内的停留时间。在污水处理的硝化系统中，如果污泥龄过短，就会导致硝化菌没有足够的时间在系统内生长和富集。 硝化细菌 世代周期较长，若生物系统的污泥停留时间短于硝化菌最小世代时间的2倍以上，硝化菌的流失率将大于净增率，最终会使硝化菌从系统中流失殆尽。例如在一些处理工艺中，由于排泥过度，或者系统设计时没有考虑到硝化菌的生长需求，污泥龄低于标准值，就会引起硝化崩溃。

2. 污泥回流不畅

   - 污泥回流不畅会使系统中的污泥量减少，进而导致负荷升高。另一方面，回流不畅还会使污泥的泥龄降低，因为细菌有世代期，泥龄低于细菌世代期时（一般泥龄应是细菌世代期的3 - 4倍），细菌无法在系统中聚集形成优势菌种，导致对应的代谢物无法去除，从而影响硝化系统的正常运行，有可能致使硝化崩溃。

3. 污泥量不足

   - 在系统初期启动时，如果污泥量不足，硝化菌数量也会相应较少。比如新建的污水处理厂在调试初期，没有足够的活性污泥投入，此时的硝化系统就比较脆弱，容易受到负荷等因素的影响，限制氨氮的硝化，最终可能导致硝化系统崩溃。

4.  污泥负荷 过高

   - 一是排泥过度导致的负荷高。当过度排泥时，系统内的污泥量下降，而进入系统的污水量相对不变，就使得单位污泥所要处理的污染物增多，即污泥负荷上升。硝化菌在这种高负荷的情况下，竞争不过异养菌，因为异养菌在数量上远远大于硝化菌，会抢夺溶解氧等资源，从而影响硝化菌的生长增殖。

   - 二是系统初期启动污泥量不足也可能导致相对的高负荷。由于初始污泥量少，即使进水量正常也可能出现污泥对于污染物处理能力不够的情况。

   - 三是系统停留时间短导致的高负荷。如果污水在系统内的停留时间过短，意味着污染物在有限的时间内要被处理，这就会造成污泥在短时间内需要处理大量污染物，导致污泥负荷过高，硝化菌不能适应这种高负荷情况，硝化系统可能崩溃、。

  

（二）环境因素

1. 溶解氧（DO）不足或过高

   - 硝化细菌进行代谢需要充足的溶解氧作为电子受体。如果溶解氧过低，硝化细菌的代谢就会受到限制。在活性污泥法系统中，大多数学者认为溶解氧应控制在1.5 - 2.0mg/L内，低于0.5mg/L时硝化反应趋于停止。例如在曝气设备故障或者曝气量不足的情况下，溶解氧可能会低于正常水平，影响硝化效果。另外，溶解氧过高也会带来问题，过高的溶解氧能够使有机物分解过快，微生物会因为缺乏营养，导致活性污泥易于老化、结构松散，而且从经济方面考虑也不合适。因为增加曝气量提高溶解氧需要消耗更多的能量，同时过高的溶解氧对硝化过程的提升效果有限，在DO>2.0mg/L时，溶解氧浓度对硝化过程影响可不予考虑、。

2. 温度不适宜

   - 硝化细菌对温度的变化非常敏感。在5 - 35°C的范围内，硝化菌能进行正常的生理代谢活动。当废水温度低于15°C时，硝化速率会明显下降，当温度低于10°C时已启动的硝化系统只能勉强维持，此时硝化速率只有30°C时的硝化速率的25%。而温度过高也不行，虽然温度升高生物活性增大、硝化速率升高，但温度高于38°C时将使硝化菌大量死亡。比如在寒冷的冬季或者没有温度控制措施的处理系统中，如果温度过低，会影响硝化菌的活性，导致硝化效果下降，甚至使硝化系统崩溃、。

3. pH值异常

   - 硝化菌最适宜的pH值是8.0 - 8.4，在这个pH值条件下，硝化速度最快。如果进水pH值过高或过低，都会影响硝化菌的生长和代谢过程。当pH值偏离这个范围时，硝化功能会下降。例如在水处理设备中如果出现酸性物质（如硫酸、盐酸等），会降低进料水的pH值。当pH值低于6.5时，应及时补充碱度（如NaOH、Na2CO3等），否则硝化系统可能出现崩溃现象、。

  

（三）抑制物的影响

1. 生物降解性较差的有机物

   - 来水中的抑制物未充分代谢或经过部分代谢后剩余的物质依然能够表现出生物毒性，这种情况下硝化菌会受到抑制。例如含有某些特殊结构有机物的污水，如一些具有苯环结构的难降解有机物，微生物难以对其进行彻底分解，其代谢过程中产生的中间产物可能具有生物毒性，影响硝化菌的正常功能，从而影响系统的硝化能力、。

2. 高浓度氨氮及硝酸盐有机物等物质

   - 高浓度氨氮和高浓度硝酸盐有机物及络合阳离子等有毒物质对硝化反应有抑制作用。对于高氨氮废水系统，如果游离氨过高时硝化菌就会被抑制。在高浓度废水处理中，如果没有合理的控制措施，这些抑制物会干扰硝化菌的正常代谢，影响硝化的进行，甚至导致系统崩溃、。

3. 重金属及其他有毒物质

   - 重金属是典型的对硝化反应有抑制作用的物质。比如汞、镉、铅等重金属离子，它们可以与硝化菌细胞内的蛋白质等生物分子结合，改变其结构和功能，从而影响硝化菌的代谢活性。除此之外，一些 化学药剂 如杀菌剂等也属于有毒物质，如果进入污水处理系统，也会抑制硝化菌的生长和硝化功能、。

二、污水处理硝化系统崩溃的解决方法

（一）针对污泥问题的解决方法

1. 调节污泥龄和污泥量

   - 当污泥龄短导致硝化菌没有大量富集时，可以减少排泥甚至停止排泥，提高污泥龄。但要注意不能通过投加碳源增加污泥量的方式来延长污泥龄。如果是因为污泥量不足，例如系统初期启动污泥量不足的情况，可以投加活性污泥来快速解决。例如在一个新建不到一年的污水处理厂，由于初期调试时污泥龄过短造成硝化不稳定，减少排泥一周后，污泥龄得到提升，硝化效果开始好转、。

2. 解决污泥负荷过高问题

   - 如果是排泥过度导致的负荷高，此时要减少污泥排放量，延长污泥龄，杜绝一次性大量排泥。对于系统停留时间短导致的高负荷这种特殊情况，则需要降低负荷，比如可以通过减少进水量等方式，让污泥有足够的时间处理污染物。对于系统初期启动污泥量不足导致的负荷高，可以在初期适当投加活性污泥，以此增加硝化菌数量，提高对污染物的处理能力，降低污泥负荷、。

3. 解决污泥回流不畅问题

   - 如果及时发现污泥回流不畅，可以通过停止排泥，减少进水或者闷爆来恢复。比如在一个小型污水处理站发现污泥回流管堵塞导致回流不畅后，停止排泥并减少进水，利用其他管道将污泥重新补充到系统后，污泥量恢复正常，硝化系统也逐步稳定。如果是未及时发现而导致硝化系统已经崩溃的情况，对于已经崩溃的系统需要重新培养，不过也可以将积压的污泥回流进系统或者投加同类型污泥（一般情况下投加越多效果更好）。

  

（二）改善外部环境条件

1. 调节溶解氧

   - 当溶解氧（DO）小于2.0mg/L时，硝化将受到抑制；当DO小于1.0mg/L时，硝化将受到完全抑制并趋于停止。而对于硝化工艺混合液，应控制其DO在2.0mg/L左右，一般在2.0 - 3.0mg/L之间为宜。如果发现溶解氧不足，可以通过增加曝气量或增加氧气供应的方式来提高污水中的溶解氧浓度。例如在一个采用活性污泥法的污水处理厂，发现硝化效果不好后检测到溶解氧较低，增加了曝气设备的功率，提高了溶解氧含量后，硝化效果得到改善。而如果溶解氧过高，则可以适当降低曝气量来控制溶解氧在合适的范围。

2. 控制温度

   - 在生物硝化系统中，温度对硝化细菌活性影响很大。如果温度过低，可以通过加热或保温的方式提高污水的温度。比如在寒冷的冬季，一些污水处理厂会给处理池包裹保温材料，或者增加热水的注入量来提高水温。在15°C时，硝化菌的氨氧化速率是30°C时的一半，所以在低温时也可以尽量延长污泥龄，增加污泥浓度，通过量来弥补反应速率慢的影响，经济允许的情况下还可投加低温硝化菌来应对低温环境。如果温度过高，则需要采取降温措施如增加散热设备等，避免硝化菌大量死亡。

3. 调节pH值

   - 硝化细菌对pH反应很敏感，在pH为8 - 9的范围内，其生物活性最强，当pH < 6.0或pH > 9.6时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。在生物硝化系统中，应尽量控制混合液的pH大于7.0，当pH < 7.0时，硝化速率将明显下降。当pH < 6.5时，则必须向污水中加碱。由于每克NH3 - N转化为NO3 - -N约消耗7.14g碱度（以CaCO3计），所以要根据污水中的碱度情况进行调节。例如可以通过投加NaOH或者Na2CO3等碱来调节pH值，使pH值在适宜硝化菌生长的范围。

（三）解决抑制物影响的方法

1. 对于生物降解性较差的有机物

   - 可通过提高活性污泥的生物活性来加速对有机抑制物的降解，从而解除对硝化菌的抑制。具体可通过投加与难降解抑制物有相同官能团的物质，比如，一、二、三氯甲烷可投加甲醇，通过共代谢来降解抑制性有机物。如果来水中的抑制物种类多或者具有不确定性，可投加复配的碳源（这种复配碳源具有多种官能团，如羟基、羧基、醚键、醛基、甲基等，并且必须具有较强的可生化性）来实现有机抑制物的降解。另外，还可以通过增加出水回流，将低浓度的水回流到前端，从而使混合后的水中抑制物不表现抑制性或者表现出较低的抑制性。

2. 去除或降低高浓度氨氮及硝酸盐有机物等物质的影响

   - 如果是高浓度氨氮抑制硝化菌，可以通过稀释的方式一直控制低的氨氮浓度。在高氨污水处理调试过程中尽量将pH控制在中性，如果pH过高会导致游离氨浓度升高，可以通过调节pH值来解决。对于高浓度硝酸盐有机物等物质的抑制，可以采用生物法，如利用反硝化菌将硝酸盐转化为氮气去除等方式降低其浓度，从而解除对硝化系统的抑制。

3. 处理重金属及其他有毒物质

   - 对于重金属污染的情况，需要通过预处理方法去除重金属。例如可以采用化学沉淀法，通过向污水中加入硫化物等沉淀剂，使重金属离子形成硫化物沉淀而去除。对于化学药剂（如杀菌剂等有毒物质），如果其无法避免进入系统，可以通过增加专门的处理单元（如活性炭吸附单元等）来吸附去除这些物质，减轻对硝化系统的抑制作用[根据自身知识补充]。

  

三、成功修复污水处理硝化系统的案例

（一）生物反硝化高效脱氮设备应用案例

   - 在一个处理硝酸盐废水的项目中，采用了生物反硝化HDN - FT高效脱氮设备，结合反硝化生物滤池和高效菌种。

   - 问题分析：原系统中的硝化系统受到抑制，导致硝酸盐含量较高，不能满足废水排放的环保标准。抑制可能是由于有机物的生物毒性或者是其他因素如温度、溶解氧等不平衡引起的。

   - 修复过程：该工艺利用了高活性和繁殖力的反硝化菌，在厌氧条件下将硝酸盐氮快速转化为氮气释放到大气中。同时优化了整个生物处理过程中的各项环境参数，如调整了进水的pH值在适宜范围内，稳定了温度，确保了溶解氧等处于对微生物生长和代谢有利的条件。

   - 修复成果：大幅降低了硝酸盐含量，确保了废水排放符合环保标准，同时因生物法的持续优化，处理成本相对较低，提升了企业的环保形象和经济效益。

（二）双室电解反应池创新处理技术案例

   - 这是针对一家精细化学品制造企业排放的难降解硝酸盐废水而进行的处理项目。

   - 问题分析：该企业排放的废水中可能含有难以降解的有机物以及高浓度的硝酸盐等物质，这些物质对硝化系统造成了严重破坏，导致硝化过程无法正常进行。

   - 修复过程：采用了一种基于双室电解反应池的创新处理方法，该技术利用电解过程中的电化学反应，将硝酸盐直接转化为氮气或其他无害物质。在修复过程中，也对废水的其他指标进行了调整，如去除了其中可能存在的重金属离子等抑制性物质，同时调节了pH值、温度等环境因素。

   - 修复成果：该方法不仅处理效率高，而且避免了传统方法中可能产生的铁泥等副产品处理问题，实现了硝酸盐的有效去除和废水的资源化回用，增强了企业的可持续发展能力。

（三）离子交换法与深度处理综合应用案例

   - 某食品加工企业，其生产过程中产生含有较高浓度硝酸盐的清洗废水需要处理。

   - 问题分析：高浓度硝酸盐对硝化系统有干扰，而且清洗废水中可能还含有其他有机物质，如食品残渣、洗涤剂等，对硝化菌的生长有抑制性作用。

   - 修复过程：首先，采用特殊设计的选择性离子交换树脂去除大部分硝酸盐，然后通过反渗透(RO)技术进行深度净化。在整个过程中还监测和调节了其他水质参数，例如溶解氧的补充、pH值的维持等，以改善整体的微生物生存环境，促进硝化系统的恢复。

   - 修复成果：有效地降低了硝酸盐浓度，并且通过深度处理使废水水质达到符合排放或者回用的标准。

四、预防污水处理硝化系统崩溃的措施

（一）进水质量控制

1. 水质监测

   - 定期对进水水质进行全面的监测，包括pH值、温度、化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、氨氮浓度、重金属含量等指标。例如，每天或每周进行一次水质采样分析，建立水质变化数据库。如果发现某些指标出现异常变化，如氨氮浓度突然升高或者pH值偏离正常范围，就可以提前采取措施，防止对硝化系统产生负面影响。

2. 预处理

   - 采用适当的预处理方法对进水进行处理。如果进水含有较多的悬浮物，可以先经过格栅、沉砂池等进行初步沉淀和去除。对于含有难降解有机物或高浓度重金属的污水，可以采用高级氧化、化学沉淀等预处理技术。例如，对于含有重金属的污水，通过化学沉淀法，加入硫化物沉淀剂，可预先降低污水中的重金属含量，避免对后续硝化系统中的硝化菌产生毒害作用。

（二）微生物群落管理

1. 合理控制污泥量和污泥龄

   - 要确保污泥量和污泥龄在合理的范围内。按照硝化菌的生长规律，保持适当的污泥排放量，满足硝化菌的生长需求。例如，根据污水流量、污染物浓度等因素，计算出合适的污泥龄。一般情况下，生物硝化系统的污泥龄较长，对于稳定的污水处理系统，污泥龄应至少是硝化菌最小世代时间的2倍以上，以此维持硝化菌在系统中的稳定性，避免因为污泥量过少或污泥龄过短导致硝化菌流失。

2. 防止污泥中毒

   - 避免毒性物质进入污水处理系统，防止对微生物群落尤其是硝化菌造成毒害。如严格控制工业污染源排放含杀菌剂、重金属离子等有毒物质的废水进入污水处理厂。同时，对污水中可能存在的抑制物进行及时的检测和处理，例如采用生物检测等方法先对抑制物进行评估，然后采取相应的去除或降解措施来保护微生物群落。

（三）环境因素稳定

1. 溶解氧控制

   - 通过有效的曝气系统精确控制溶解氧浓度。安装溶解氧监测仪，实时监测溶解氧含量，并根据监测数据自动调整曝气设备的运行。如将溶解氧控制在1.5 - 2.0mg/L（在活性污泥法系统中适合硝化反应的范围），避免溶解氧过高或过低影响硝化菌的生长和代谢。

2. 温度调节

   - 如果在温度变化较大的地区或者处理对温度敏感污水的系统中，需要设置温度调节设备。例如在寒冷的冬季，可以采用热交换器等设备给污水加热，维持温度在硝化菌适宜的5 - 35°C范围内；在炎热的夏季，采用冷却设备防止温度过高对硝化菌活性产生抑制。

3. pH值维持

   - 实时监测进水和处理过程中的pH值，当pH值不在硝化菌适宜的7.5 - 8.5范围内时，及时调节。可通过自动加药系统，在pH值过低时添加碱剂（如NaOH、Na2CO3），在pH值过高时添加酸（如稀硫酸等），保持pH值的稳定。

（四）系统运行管理

1. 设备维护与检查

   - 定期对污水处理系统的设备进行维护和检查，包括曝气设备、污泥回流设备、泵体等。例如，每周进行一次设备的外观检查，每月进行一次设备的性能测试，及时发现和解决设备故障问题。如曝气设备的穿孔曝气管如果出现堵塞或者破损，会影响溶解氧的供应，通过定期检查能够及时维修或者更换。

2. 操作规范制定与执行

   - 制定详细的污水处理系统操作规范，操作人员严格按照规范进行操作。包括进水流量控制、污泥排放操作、药剂添加量等方面的规范。例如规定进水流量在一定范围内缓慢增加，避免突然增大进水流量造成污泥负荷瞬间升高，影响硝化系统的稳定性。

五、污水处理硝化系统的维护要点

（一）物理设备的维护

1. 外观检查

   - 定期对硝化系统相关的设备外观进行检查，包括罐体、管道、阀门等部件。检查这些部件是否有损坏、渗漏或者松动等情况。例如，每月进行一次全面的外观检查，对于发现的小裂缝或者轻微渗漏可以及时进行修补；对于松动的阀门可以进行紧固，防止在运行过程中出现问题。如果不及时处理这些外观问题，可能会导致设备故障的扩大，影响硝化系统的正常运行。

2. 内部清理

   - 定期清理设备内部的污泥和杂质。对于反应池、管道等部件，要清除可能积累的污泥层，防止污泥堵塞。例如每半年进行一次反应池的清淤工作，清理后的反应池能确保污水和微生物之间更好的接触，提高硝化反应的效率。同时，对于含有筛网或滤网的设备，如前置的格栅、过滤单元等，要清洁或者更换这些滤网，保证设备的过滤效果，防止大颗粒杂质进入系统影响硝化菌。

3. 设备运行检查

   - 定期检查系统内各种设备的运行状况。如对曝气设备，要检查曝气头是否正常工作，曝气管路是否漏气；对于水泵，要检查水泵的流量、扬程等是否正常，叶轮是否磨损等。例如，每季度对曝气设备进行一次详细的性能检查，通过测量曝气强度、检查曝气均匀性等方式判断设备运行情况。发现异常需要及时维修或者更换设备，以保证系统稳定运行。

（二）水质监测与调整

1. 进水水质监测

   - 持续对进水水质进行监测是硝化系统维护的重要环节。精确测量进水的各项参数，如氨氮、COD、BOD、pH值、温度等。建立水质监测档案，分析水质变化趋势。例如，如果发现进水氨氮浓度持续上升，要提前采取措施，如增加硝化菌数量或者优化硝化工艺，防止氨氮过高对硝化系统产生抑制。

2. 出水水质监测

   - 同时对出水水质进行严格监测。主要关注出水的氨氮含量、硝态氮含量等指标是否达标。如果出水氨氮含量超标，就要排查硝化系统中可能存在的问题，如硝化菌活性是否受到抑制、反应条件是否合适等。根据出水水质的反馈，及时调整污水处理系统的运行参数和操作方法。

3. 水质调整措施

   - 根据进水和出水水质的监测结果，采取相应的水质调整措施。如果进水pH值过低，可以在进水前端添加适量的碱液调节pH值；如果发现溶解氧不足导致硝化效果不好，可以增加曝气量提高溶解氧浓度。通过动态的水质调整，维持硝化系统的正常运行。

（三）微生物管理维护

1. 硝化菌生长状况评估

   - 要定期评估硝化菌的生长状况。可以采用微生物检测技术，如显微镜观察、特定酶活性检测等方法，了解硝化菌在系统内的数量、活性等情况。例如，每月可以进行一次硝化菌数量和活性的检测，如果发现硝化菌数量减少或者活性降低，就需要分析原因，如是否有抑制物进入系统，是否环境条件（如溶解氧、pH值等）不利于其生长。

2. 硝化菌营养供应

   - 确保硝化菌有足够的营养供应。虽然硝化菌是 化能自养菌 ，不需要有机碳源，但需要一定的无机营养物质，如氨氮（在合适的浓度范围内）、碱度等。根据水质和硝化菌的生长情况，必要时补充所需的营养物质。例如，每克NH3 - N转化为NO3 - -N约消耗7.14g碱度（以CaCO3计），如果碱度不足，可以补充碳酸盐等碱度来源，维持硝化反应所需的化学平衡。

3. 微生物群落稳定性维护

   - 保持微生物群落的稳定性，避免微生物群落结构发生剧烈变化。防止其他微生物（如异养菌）过度生长抢占硝化菌的生存空间和资源。可以通过合理控制污泥负荷、进水组成等方式，维持整个微生物群落的平衡，确保硝化系统稳定运行。