總氮達(dá)標(biāo)排放是也一項(xiàng)污水廠的基本要求。然而，實(shí)際生產(chǎn)過程中，出水總氮超標(biāo)是極為常見且棘手的問題。今天我們將深入探討導(dǎo)致總氮異常的常見因素及對(duì)應(yīng)的解決策略，減少背鍋情況出現(xiàn)。

TN 的去除原理

總氮的去除是去除它里面包含的氮元素，所以氮元素的去除就會(huì)伴隨總氮的下降。

回顧：（總氮=有機(jī)氮+無機(jī)氮）（無機(jī)氮=氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮）

有機(jī)氮去除：微生物通過氨化作用，將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，然后再利用硝化作用將氨氮去除。

氨氮去除：在好氧條件下，亞硝酸菌首先將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，接著硝酸菌再將亞硝酸鹽氮進(jìn)一步氧化為硝酸鹽氮，這個(gè)過程被稱為硝化作用。那氨氮就去除了，只剩下硝酸鹽氮待處理。

注：咱平時(shí)聽到的硝化菌就是亞硝酸菌+硝酸菌的統(tǒng)稱

硝酸鹽氮去除：在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用碳源將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑥亩鴱乃幸莩觯瑢?shí)現(xiàn)硝酸鹽氮的去除。

邏輯：總氮 =（有機(jī)氮+氨氮+亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮）每降低里面的任何一個(gè)元素指標(biāo)都是在相應(yīng)的降低總氮。

轉(zhuǎn)化過程：有機(jī)氮→氨氮→亞硝酸鹽氮→硝酸鹽氮→亞硝酸鹽氮→氮?dú)?/span>（能不能理解總氮怎么去除了？）

回憶小知識(shí)

硝化過程：氨氮→亞硝酸鹽氮→硝酸鹽氮（在好氧池里進(jìn)行）

反硝化過程：硝酸鹽氮→亞硝酸鹽氮→氮?dú)猓ㄔ谌毖醭乩镞M(jìn)行）

下面我們把超標(biāo)情況分析分為進(jìn)水問題及工藝控制問題兩塊來分析。

進(jìn)水水質(zhì)

進(jìn)水有機(jī)氮比例高

當(dāng)進(jìn)水有機(jī)氮占總氮比例過高時(shí)，咱剛剛?cè)コ硪部吹搅耍袡C(jī)氮轉(zhuǎn)化到氮?dú)猓粋€(gè)是開頭，一個(gè)是結(jié)尾，微生物需要更長(zhǎng)時(shí)間和更多的代謝步驟將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，再進(jìn)一步進(jìn)行硝化和反硝化。若處理系統(tǒng)不能適應(yīng)這種高有機(jī)氮負(fù)荷，就會(huì)導(dǎo)致總氮去除不徹底。

解決辦法：在前端增加水解酸化池，通過水解酸化菌將大分子有機(jī)氮分解為小分子的氨氮，提高后續(xù)生物處理的可生化性。同時(shí)，優(yōu)化生物處理工藝，延長(zhǎng)水力停留時(shí)間，使微生物有足夠時(shí)間進(jìn)行有機(jī)氮的轉(zhuǎn)化和總氮的去除，說白了就是降低進(jìn)水量，水量停留時(shí)間自然就長(zhǎng)，如果沒有水解酸化池，可以適當(dāng)降低外回流比，針對(duì)性延長(zhǎng)厭氧池的停留時(shí)間。

進(jìn)水氮負(fù)荷沖擊

工業(yè)廢水排放規(guī)律不穩(wěn)定或集中排放，可能使污水廠進(jìn)水氮濃度在短時(shí)間內(nèi)急劇升高，超出生物處理系統(tǒng)的承受能力。微生物在高氮負(fù)荷沖擊下，代謝功能紊亂，硝化和反硝化過程都會(huì)受到抑制。

解決辦法：在污水廠內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)池，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)和水量進(jìn)行均衡調(diào)節(jié)，緩沖氮負(fù)荷沖擊。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)水總氮，氨氮濃度，當(dāng)濃度過高時(shí)，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)應(yīng)對(duì)。如果超標(biāo)特別嚴(yán)重，緊急調(diào)用應(yīng)急池。

進(jìn)水水量沖擊

暴雨、排水系統(tǒng)故障等原因?qū)е逻M(jìn)水水量突然大幅增加，污水在處理構(gòu)筑物內(nèi)的停留時(shí)間縮短，也就是水力停留時(shí)間變短，使得微生物與污染物接觸反應(yīng)時(shí)間不足，總氮無法充分去除。

解決辦法：使用調(diào)節(jié)池，在水量沖擊發(fā)生時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整提升泵的運(yùn)行頻率，控制進(jìn)入處理系統(tǒng)的水量。沒有調(diào)節(jié)池的可調(diào)用應(yīng)急池。同時(shí)，優(yōu)化處理工藝的運(yùn)行參數(shù)，如提高污泥濃度，以增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)高水量的適應(yīng)能力。

進(jìn)水有毒有害物質(zhì)

污水中若含有重金屬、農(nóng)藥、酚類等有毒有害物質(zhì)，會(huì)抑制硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌，阻礙微生物的生長(zhǎng)、繁殖和代謝，進(jìn)而影響總氮的去除效果。

解決辦法：和處理氮負(fù)荷沖擊類式。

工藝運(yùn)行參數(shù)

溶解氧控制不當(dāng)

在硝化階段，溶解氧需維持在 2 - 4mg/L，若溶解氧太低，硝化細(xì)菌的活性會(huì)受到抑制，氨氮不能完全轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。而在反硝化階段，溶解氧應(yīng)控制在 0.5mg/L 以下，實(shí)際情況基本在0.2-0.3mg/L，過高的溶解氧會(huì)使反硝化細(xì)菌優(yōu)先利用氧氣進(jìn)行代謝，無法有效還原硝態(tài)氮。整個(gè)過程可理解為氮元素不去除，總氮就下降不了。

解決辦法：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曝氣池和缺氧區(qū)的溶解氧濃度。根據(jù)不同處理階段的需求，精確控制溶解氧水平，滿足硝化和反硝化反應(yīng)的需要。

污泥齡不合適

污泥齡過短，硝化細(xì)菌無法在系統(tǒng)內(nèi)充分富集，導(dǎo)致硝化能力不足，氨氮去除效果不佳，污泥齡過長(zhǎng)，污泥會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象，微生物活性降低，對(duì)總氮的去除能力也會(huì)下降。

解決辦法：適當(dāng)延長(zhǎng)污泥齡，但要注意防止污泥老化。定期監(jiān)測(cè)污泥的性能指標(biāo)，如SV30、SVI等，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果及時(shí)調(diào)整排泥量。具體可查看《SV30深度解說》《SRT深度解說》

內(nèi)回流比不合理

原因：內(nèi)回流的作用是將好氧區(qū)的硝態(tài)氮回流至缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化。內(nèi)回流比過低，缺氧區(qū)硝態(tài)氮供應(yīng)不足，反硝化反應(yīng)不充分，好氧區(qū)硝態(tài)氮積累。內(nèi)回流比過高，會(huì)攜帶過多溶解氧至缺氧區(qū)，破壞缺氧環(huán)境，抑制反硝化細(xì)菌活性。

解決辦法：可通過經(jīng)驗(yàn)公式確定內(nèi)回流比，再根據(jù)實(shí)際情況修正比值。一般內(nèi)回流比可控制在 200% - 400%。具體可查看《回流比深度解說》

外回流比不合理

外回流主要是維持曝氣池中活性污泥的濃度。外回流比過低，曝氣池中活性污泥濃度不足，微生物數(shù)量有限，影響處理效果。外回流比過高，則可能導(dǎo)致污泥的過度循環(huán)，影響污泥活性，還會(huì)導(dǎo)致水力停留時(shí)間縮短。

解決辦法：可通過經(jīng)驗(yàn)公式確定外回流比，再根據(jù)實(shí)際情況修正比值。一般可控制在20% - 100%。具體可查看《回流比深度解說》

碳源不足

反硝化過程需要碳源為反硝化細(xì)菌提供電子供體，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)狻．?dāng)碳氮比 C/N 低于 3 時(shí)，碳源嚴(yán)重不足，反硝化細(xì)菌缺乏能量來源，無法有效完成脫氮過程。

解決辦法：當(dāng)碳源不足時(shí)，可投加甲醇、乙酸鈉、葡萄糖等易生物降解的碳源。可通過經(jīng)驗(yàn)公式確定投加量，再根據(jù)實(shí)際情況修正投加量。C/N控制在 4-6，投加點(diǎn)一般選擇在缺氧區(qū)前端。具體可查看《碳源投加深度解說》

有機(jī)氮去除低

污水中部分有機(jī)氮結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以被微生物直接利用和分解。若處理工藝中缺乏有效的水解酸化或預(yù)處理步驟，有機(jī)氮無法轉(zhuǎn)化為可被后續(xù)處理單元有效處理的形態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致有機(jī)氮在出水中殘留，有機(jī)氮無法下降，那總氮隨之也無法下降。

解決辦法：在前端增設(shè)水解酸化池或預(yù)處理單元，利用水解酸化菌將復(fù)雜的有機(jī)氮分解為簡(jiǎn)單的氨氮等形態(tài)，提高有機(jī)氮的可生化性。如果沒有水解酸化池，可以適當(dāng)降低外回流比，針對(duì)性延長(zhǎng)厭氧池的停留時(shí)間。

溫度

硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌對(duì)溫度較為敏感。適宜硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的溫度一般在 15 - 30℃，當(dāng)水溫低于 15℃時(shí)，硝化細(xì)菌活性顯著降低，硝化反應(yīng)速率減慢。反硝化細(xì)菌適宜生長(zhǎng)溫度在 20 - 40℃，當(dāng)水溫低于 15℃ 時(shí)同樣會(huì)影響反硝化效果。

解決辦法：對(duì)于溫度較低的地區(qū)或季節(jié)，可適當(dāng)增加曝氣和污泥濃度。

pH 值

硝化反應(yīng)適宜的 pH 值范圍通常在 7.0-8.0，反硝化反應(yīng)的適宜 pH 值在 7.0-7.5 值超出這個(gè)范圍，pH 值超出這個(gè)范圍，會(huì)影響微生物體活性，進(jìn)而影響硝化和反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，導(dǎo)致出水總氮異常。

解決辦法：因?yàn)橄趸呛膲A環(huán)節(jié)，求穩(wěn)可控制在7.5-8.5，對(duì)于 pH 值的調(diào)節(jié)，可在進(jìn)水口或反應(yīng)池中投加適量的酸或堿，如鹽酸、氫氧化鈉等，將 pH 值控制在適宜的范圍內(nèi)。但要注意投加量的控制，避免突躍現(xiàn)象。

污泥負(fù)荷

污泥負(fù)荷過高，微生物代謝速率過快，會(huì)導(dǎo)致微生物處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，活性污泥的沉降性能變差，同時(shí)也會(huì)影響硝化和反硝化效果。污泥負(fù)荷過低，微生物生長(zhǎng)緩慢，系統(tǒng)處理能力下降，總氮去除效率降低。

解決辦法：根據(jù)處理工藝和進(jìn)水水質(zhì)，通過調(diào)整污泥濃度和進(jìn)水水量，將污泥負(fù)荷控制在合適的范圍內(nèi)。具體可查看《F/M深度解說》

反硝化速率

反硝化速率受多種因素影響，這是一個(gè)異常的大方向，總氮的異常還是大概率是硝態(tài)氮去除率下降的原因，這就是為什么總是有人問，為什么氨氮那么低，總氮那么高的原因。如碳源種類和濃度、溫度、pH 值、溶解氧等。當(dāng)這些因素不能滿足反硝化細(xì)菌的需求時(shí)，反硝化速率降低，導(dǎo)致硝態(tài)氮不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦觯斐沙鏊偟瑯?biāo)。