廢水處理中硝化細菌影響因素
廢水處理中硝化細菌影響因素
一、淤積量Ns。
更多的硝化細菌仍與菌膠團相伴存活，有機物的去除首先是碳氧氧化，然后是氮氧化。有機質首先通過菌膠團分解氧化，生成二氧化碳和水，部分作為自身的能量消耗。僅當有機物負荷降低到一定程度時，硝化細菌就開始進行硝化反應。該污泥負荷的設計值和經(jīng)驗值通常小于0.15kgBOD5/KgMLss.d。相信大家也可以通過介紹了解到污泥負荷對于硝化細菌來說，硝化反應尤其重要！
二、淤泥年齡(SRT)
先簡要介紹一下污泥年齡：污泥年齡是指曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每天排放的剩余污泥總量之比，剩余污泥在穩(wěn)定運行時即為活性污泥新增量。所以，污泥齡也就是新生長的活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，也可以理解為污泥總量增加了一倍，即繁殖所需的時間。
污泥年齡ts是指活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，也就是活性污泥在曝氣池中的日排量/曝氣池系統(tǒng)中剩余污泥的數(shù)量。
ts=(X×VT)/(QS×XR+Q×XE)
公式中：
TS-泥齡，d。
X-曝氣池內(nèi)活性污泥的濃度，即MLSS、kg/m3。
VT-曝氣池的總容積，m3
QS-每日剩余污泥排放量，m3/d。
XR-剩余污泥的濃度為kg/m3。
Q-設計污水流量m3/d。
XE-二沉池出水懸浮物濃度，kg/m3
為確保有氧系統(tǒng)的微生物中有足夠的硝化菌，需要增加硝化菌的增殖數(shù)量，為此，盡管硝化菌的增殖周期為5天，但為了提高其濃度，一般要將污泥齡控制在增殖周期的2倍左右。部分數(shù)據(jù)還顯示為10~15天。
共享項目：一家生活污水處理廠，主要處理工藝為A2O法，進水量5000m3/d，進水COD300-400mg/l，氨氮濃度20mg/l，出水濃度16-20mg/l，氨氮濃度5mg/l。在脫氮率方面，幾乎沒有現(xiàn)場詢問過操作人員，操作人員操作正常，如果出水COD升高，檢測SV30為85%時，他們就采取了排泥措施，另外DO偏高，污泥沉降性差，他們也會排泥，基本1-2d排一次泥，根據(jù)現(xiàn)場的分析判斷，排泥過勤，污泥齡短，硝化菌流失，硝化效率低，甚至沒有去除率。
根據(jù)實地情況建議：
1.在條件允許的情況下進行泥漿注入。
2.減少甚至不排泥水的時間。延長污泥年齡
三、毒性危險物質(抑制劑)
毒害物質對所有微生物、細菌都有致死作用。硝化菌也不例外。以下是關于有毒有害物質的介紹：有毒有害物質包括諸如抗生素這樣的殺菌物質，還包括影響硝化反應酶活性的物質，例如重金屬及其有機化合物。盡可能避免這些物質進入系統(tǒng)。
抑硝劑：抑硝劑主要有重金屬、酚類、硫脲及其衍生物、游離氨和過氧化氫等。毒害物質對微生物來說是致命的，因此對含有毒害物質的污水一定要做好處理前的準備，防止毒害物質進入生化池！
四、ph值
PH值對污水處理至關重要，pH值的同理性也是影響硝化效果的重要因素。在pH中性或微堿性條件下(pH在8~9之間)，硝化菌對pH反應敏感，其生物活性最強，硝化過程最快。
在PH值方面，學者認為硝化反應會消耗堿度，導致PH值下降。但PH降低未必是由于硝化作用所致。下一步對PH下降的原因進行分析：
PH下降可能有兩個原因：
1.其中之一是強酸排入進水中，造成人流污水pH降低，從而使混合物pH也相應降低。
2.由硝化方程可知，當NH3-N轉化為NO3-N時，會產(chǎn)生部分酸性H+，這部分酸性會消耗一部分堿性，大約消耗7.14g的NO3-N(CaC03)。因此當污水中的堿度不足而TKN負荷又較高時，則可使污水中的堿度耗盡，使混合液中的pH值降到7.0以下，從而降低或抑制硝化速率。
若沒有強酸排放，城市正常污水應為偏堿性，即PH值一般大于7.0，此時pH值則主要取決于污水中堿度的大小。
而且對工業(yè)廢水，PH波動較大，因此進入好氧池的PH要經(jīng)常監(jiān)測。最好的硝化細菌的pH范圍在7.5-8.0之間，pH過高或過低都有影響。根據(jù)我們的操作經(jīng)驗，硝化細菌的生長在6.8~6.8pm之間，將受到抑制。同一時間不得超過8.9。
實例共享：某城市污水處理廠(生活+工業(yè))日處理水量2萬m3/d，工藝；水解酸化+A2/O進水COD:200~300mg/L,NH3-N:15~20mg/L,TN:25mg/L,TP:1mg/L。排放物標準A。
說明；系統(tǒng)一直運行正常，突然在一夜之間氨氮上升，直至基本沒有脫除，曝氣池污泥顏色不正常發(fā)暗，沒有土腥味，二沉池飄泥。二氧化碳排放指標呈上升趨勢。因為第二天才發(fā)生事故才發(fā)現(xiàn)指標異常。在頭一天詢問過工作人員沒有發(fā)現(xiàn)異常。惟一的異常是旋流沉砂池表面出現(xiàn)了大量泡沫。因系統(tǒng)惡化較快，初步懷疑有毒有害物質進入，出現(xiàn)大量異常工業(yè)廢水。經(jīng)檢測水解池出口PH:4.5~5.0，曝氣池出口PH:5.5~5.8，溶解氧：5.0~5.8經(jīng)分析得出，由于工業(yè)酸性廢水的進入，使系統(tǒng)PH降低，微生物受到抑制，菌膠團趨于解體。氮化菌死亡，氨氮未得到去除，COD超標。為盡快恢復系統(tǒng)決定停止進水、清空污水池、調整進水PH、開大污泥回流系統(tǒng)稀釋中和生化系統(tǒng)PH、提高曝氣池污泥濃度。部分污泥投入運行后，系統(tǒng)5天左右恢復正常。并向環(huán)保局匯報排查水質異常源情況。
五、溫度(T)
對溫度的要求也很重要！
硝化菌生長率u：
μ=0.47×1.103(T-15)
從以上的例子中可以看出，硝化細菌的生長速度與溫度成正比關系，當溫度高于15℃時，硝化細菌的生長速度會增加，但不超過15℃時，硝化速率會急劇下降。從經(jīng)驗來看，當溫度低于15℃時，硝化速率降低30%，當溫度低于10℃時，硝化速率降低70%。亞硝酸氮在10-15℃的累積將導致亞硝酸化的進行速度。
因此，溫度至關重要：
1.每一菌種都有一個最佳生長溫度，溫度過高或過低都會影響其活性，25-30℃是硝化細菌最佳生長溫度。
2.一般現(xiàn)場出現(xiàn)的問題是水溫太低了，那么水溫太低我們怎么操作呢？一般采取的措施有：
適當增加污泥濃度，提高硝化細菌的外流比。
好氧池曝氣時間適當延長，(曝氣雖弱但也會產(chǎn)生熱量)。要注意曝氣時間，防止過多的污泥脫絮。
六、溶氧(DO)
先說溶解氧許多人認為溶解于水中的氧，其實我們把它定義為，溶解于水中的氧氣經(jīng)過微生物氧化反應利用后，在水中剩余的氧氣。
對硝化反應的影響是過高還是過低？
1.高溶氧量：溶氧量對硝化反應無明顯抑制作用，但好氧池是一個大家庭，高溶氧量將導致污泥老化，菌膠團解體，硝化細菌流失。此外，它還浪費能源。
2.溶氧過低：好氧菌和硝化菌惡性競爭，硝化菌是如此嬌貴，怎么會有過強的好氧軍團？依據(jù)多年經(jīng)驗，溶解氧低于1.5mg/l，硝化細菌就會受到抑制，硝化反應基本停止，低于0.5mg/l。通常情況下，最好將溶解氧控制在2-3mg/l。
七、營養(yǎng)物質
微生物的生長繁殖也離不開營養(yǎng)物質。營養(yǎng)物質的均衡決定了微生物的生長情況。關于營養(yǎng)物質也就是碳，氮，磷等物質。硝化細菌是自養(yǎng)菌，需要無機碳源，水中自帶的碳酸根及碳酸氫根以及曝氣和異養(yǎng)菌代謝產(chǎn)生的CO2完全可以滿足硝化細菌的需要，而有機碳源（BOD）對硝化卻是一個威脅，有機碳源過多，導致異養(yǎng)菌爭奪氧氣和優(yōu)勢菌種的地位，所以，一般進硝化池BOD不大于80PPM，而脫氮系統(tǒng)不缺N源，不需要考慮，磷酸鹽的話，硝化細菌在菌膠團中比例很小，而且合成慢，基本上都可以滿足需要。
八、進水氨氮的濃度
硝化反應是將氨態(tài)氮轉化為亞硝態(tài)氮，再亞硝酸菌氧化為硝態(tài)氮。有研究表明當氨氮濃度較低時，隨著濃度的增加，氨氧化速率和亞硝酸氧化速率均增加，而且亞硝酸氧化速率增長較快，當濃度增大到一定程度，反應速率均減小。
平常運營過程中，總結的經(jīng)驗為氨氮起始濃度（好氧池前端）市政高于100mg/l硝化反應，工業(yè)高于150mg/l將受到一定程度抑制。（高氮氮廢水可以通過回流稀釋等避免起始濃度的影響，比如養(yǎng)殖，垃圾滲濾液等）
九、鹽分
在生物法處理高鹽含氮廢水的過程中，鹽分能夠直接影響溶解氧濃度及氧氣轉移到液相的能力，引起硝化微生物新陳代謝功能、活性污泥沉降性、顆粒污泥以及生物膜結構改變，導致生物絮體或胞外聚合物解體從而影響硝化效率。
根據(jù)經(jīng)驗：硝化反應的氯小于2000mg/l的情況下正常進行;當然如果進水比較穩(wěn)定，可以馴化耐鹽，耐氯，氯在5000mg/L也能正常進行。氯的影響在于波動性，如果進水波動大，硝化受的影響就大，很容易流失！
是、堿度
在硝化過程中需要消耗一定量的堿度，如果污水中沒有足夠的堿度，硝化反應將導致pH值的下降，使反應速率減緩，所以硝化反應要順利進行就必須使污水中的堿度大于硝化所需的堿度。
對于典型的城市污水，進水中NH3-N濃度一般為20～40mg／L。TKN約50～60mg／L，堿度約200mg／L(以Ca2CO3計)左右。
在硝化反應中每硝化1gNH3-N需要消耗7.14g堿度，所以硝化過程中需要的堿度量可按下式計算：
堿度=7.14×QΔCNH3-N×10-3
式中：
Q為進入濾池的日平均污水量，m3／d；
ΔCNH3-N為進出NH3-N濃度的差值，mg／L；
7.14為硝化需堿量系數(shù)，kg堿度／kgNH3-N。
Ø對于含氨氮濃度較高的工業(yè)廢水，通常需要補充堿度才能使硝化反應器內(nèi)的pH值維持在7.2～8.0之間。計算公式如下：
堿度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10—3
式中：K為安全系數(shù)，一般為1.2～1.3。
實際工程中進行堿度核算應考慮以下幾部分：入流污水中的堿度，生物硝化消耗的堿度，分解BOD5產(chǎn)生的堿度，以及混合液中應保持的剩余堿度。要使生物硝化順利進行，必須滿足下式：
原水總堿度＋BOD5分解產(chǎn)生的堿度＞硝化消耗的堿度＋混合液應保持的堿度如果堿度不足，要使硝化順利進行，則必須投加純堿，補充堿度。
投加的堿量可按下式計算：
補充堿度＝（硝化消耗的堿度＋混合液應保持的堿度）—（原水總堿度＋BOD5分解產(chǎn)生的堿度
式中：
系統(tǒng)應補充的堿度，mg／L；
硝化消耗的堿度一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg堿計算。（以CaCo3）；
混合液應保一般按曝氣池排出的混合液中剩余50mg/L堿度(以CaCO3計)計算；
BOD5分解過程中產(chǎn)生的堿量與系統(tǒng)的SRT有關系：
當SRT＞20d時，可按降解每千克BOD5產(chǎn)堿0.1kg計算；
當SRT＝10～20d時，按0.05kgALK/kgBOD5；
當SRT＜10d時，按0.01gALK/kgBOD5。
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