废水处理中硝化细菌影响因素

一、淤积量Ns。
更多的硝化细菌仍与菌胶团相伴存活，有机物的去除首先是碳氧氧化，然后是氮氧化。有机质首先通过菌胶团分解氧化，生成二氧化碳和水，部分作为自身的能量消耗。仅当有机物负荷降低到一定程度时，硝化细菌就开始进行硝化反应。该污泥负荷的设计值和经验值通常小于0.15kgBOD5/KgMLss.d。相信大家也可以通过介绍了解到污泥负荷对于硝化细菌来说，硝化反应尤其重要！

二、淤泥年龄(SRT)
先简要介绍一下污泥年龄：污泥年龄是指曝气池内活性污泥总量与每天排放的剩余污泥总量之比，剩余污泥在稳定运行时即为活性污泥新增量。所以，污泥龄也就是新生长的活性污泥在曝气池中的平均停留时间，也可以理解为污泥总量增加了一倍，即繁殖所需的时间。
污泥年龄ts是指活性污泥在曝气池中的平均停留时间，也就是活性污泥在曝气池中的日排量/曝气池系统中剩余污泥的数量。
ts=(X×VT)/(QS×XR+Q×XE)
公式中：
TS-泥龄，d。
X-曝气池内活性污泥的浓度，即MLSS、kg/m3。
VT-曝气池的总容积，m3
QS-每日剩余污泥排放量，m3/d。
XR-剩余污泥的浓度为kg/m3。
Q-设计污水流量m3/d。
XE-二沉池出水悬浮物浓度，kg/m3
为确保有氧系统的微生物中有足够的硝化菌，需要增加硝化菌的增殖数量，为此，尽管硝化菌的增殖周期为5天，但为了提高其浓度，一般要将污泥龄控制在增殖周期的2倍左右。部分数据还显示为10~15天。
共享项目：一家生活污水处理厂，主要处理工艺为A2O法，进水量5000m3/d，进水COD300-400mg/l，氨氮浓度20mg/l，出水浓度16-20mg/l，氨氮浓度5mg/l。在脱氮率方面，几乎没有现场询问过操作人员，操作人员操作正常，如果出水COD升高，检测SV30为85%时，他们就采取了排泥措施，另外DO偏高，污泥沉降性差，他们也会排泥，基本1-2d排一次泥，根据现场的分析判断，排泥过勤，污泥龄短，硝化菌流失，硝化效率低，甚至没有去除率。

根据实地情况建议：
1.在条件允许的情况下进行泥浆注入。
2.减少甚至不排泥水的时间。延长污泥年龄
三、毒性危险物质(抑制剂)
毒害物质对所有微生物、细菌都有致死作用。硝化菌也不例外。以下是关于有毒有害物质的介绍：有毒有害物质包括诸如抗生素这样的杀菌物质，还包括影响硝化反应酶活性的物质，例如重金属及其有机化合物。尽可能避免这些物质进入系统。
抑硝剂：抑硝剂主要有重金属、酚类、硫脲及其衍生物、游离氨和过氧化氢等。毒害物质对微生物来说是致命的，因此对含有毒害物质的污水一定要做好处理前的准备，防止毒害物质进入生化池！
四、ph值
PH值对污水处理至关重要，pH值的同理性也是影响硝化效果的重要因素。在pH中性或微碱性条件下(pH在8~9之间)，硝化菌对pH反应敏感，其生物活性最强，硝化过程最快。

在PH值方面，学者认为硝化反应会消耗碱度，导致PH值下降。但PH降低未必是由于硝化作用所致。下一步对PH下降的原因进行分析：
PH下降可能有两个原因：
1.其中之一是强酸排入进水中，造成人流污水pH降低，从而使混合物pH也相应降低。
2.由硝化方程可知，当NH3-N转化为NO3-N时，会产生部分酸性H+，这部分酸性会消耗一部分碱性，大约消耗7.14g的NO3-N(CaC03)。因此当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，则可使污水中的碱度耗尽，使混合液中的pH值降到7.0以下，从而降低或抑制硝化速率。
若没有强酸排放，城市正常污水应为偏碱性，即PH值一般大于7.0，此时pH值则主要取决于污水中碱度的大小。
而且对工业废水，PH波动较大，因此进入好氧池的PH要经常监测。最好的硝化细菌的pH范围在7.5-8.0之间，pH过高或过低都有影响。根据我们的操作经验，硝化细菌的生长在6.8~6.8pm之间，将受到抑制。同一时间不得超过8.9。
实例共享：某城市污水处理厂(生活+工业)日处理水量2万m3/d，工艺；水解酸化+A2/O进水COD:200~300mg/L,NH3-N:15~20mg/L,TN:25mg/L,TP:1mg/L。排放物标准A。
说明；系统一直运行正常，突然在一夜之间氨氮上升，直至基本没有脱除，曝气池污泥颜色不正常发暗，没有土腥味，二沉池飘泥。二氧化碳排放指标呈上升趋势。因为第二天才发生事故才发现指标异常。在头一天询问过工作人员没有发现异常。惟一的异常是旋流沉砂池表面出现了大量泡沫。因系统恶化较快，初步怀疑有毒有害物质进入，出现大量异常工业废水。经检测水解池出口PH:4.5~5.0，曝气池出口PH:5.5~5.8，溶解氧：5.0~5.8经分析得出，由于工业酸性废水的进入，使系统PH降低，微生物受到抑制，菌胶团趋于解体。氮化菌死亡，氨氮未得到去除，COD超标。为尽快恢复系统决定停止进水、清空污水池、调整进水PH、开大污泥回流系统稀释中和生化系统PH、提高曝气池污泥浓度。部分污泥投入运行后，系统5天左右恢复正常。并向环保局汇报排查水质异常源情况。
五、温度(T)
对温度的要求也很重要！
硝化菌生长率u：
μ=0.47×1.103(T-15)
从以上的例子中可以看出，硝化细菌的生长速度与温度成正比关系，当温度高于15℃时，硝化细菌的生长速度会增加，但不超过15℃时，硝化速率会急剧下降。从经验来看，当温度低于15℃时，硝化速率降低30%，当温度低于10℃时，硝化速率降低70%。亚硝酸氮在10-15℃的累积将导致亚硝酸化的进行速度。
因此，温度至关重要：
1.每一菌种都有一个最佳生长温度，温度过高或过低都会影响其活性，25-30℃是硝化细菌最佳生长温度。
2.一般现场出现的问题是水温太低了，那么水温太低我们怎么操作呢？一般采取的措施有：
适当增加污泥浓度，提高硝化细菌的外流比。
好氧池曝气时间适当延长，(曝气虽弱但也会产生热量)。要注意曝气时间，防止过多的污泥脱絮。
六、溶氧(DO)
先说溶解氧许多人认为溶解于水中的氧，其实我们把它定义为，溶解于水中的氧气经过微生物氧化反应利用后，在水中剩余的氧气。
对硝化反应的影响是过高还是过低？
1.高溶氧量：溶氧量对硝化反应无明显抑制作用，但好氧池是一个大家庭，高溶氧量将导致污泥老化，菌胶团解体，硝化细菌流失。此外，它还浪费能源。
2.溶氧过低：好氧菌和硝化菌恶性竞争，硝化菌是如此娇贵，怎么会有过强的好氧军团？依据多年经验，溶解氧低于1.5mg/l，硝化细菌就会受到抑制，硝化反应基本停止，低于0.5mg/l。通常情况下，最好将溶解氧控制在2-3mg/l。
七、营养物质
微生物的生长繁殖也离不开营养物质。营养物质的均衡决定了微生物的生长情况。关于营养物质也就是碳，氮，磷等物质。硝化细菌是自养菌，需要无机碳源，水中自带的碳酸根及碳酸氢根以及曝气和异养菌代谢产生的CO2完全可以满足硝化细菌的需要，而有机碳源（BOD）对硝化却是一个威胁，有机碳源过多，导致异养菌争夺氧气和优势菌种的地位，所以，一般进硝化池BOD不大于80PPM，而脱氮系统不缺N源，不需要考虑，磷酸盐的话，硝化细菌在菌胶团中比例很小，而且合成慢，基本上都可以满足需要。
八、进水氨氮的浓度
硝化反应是将氨态氮转化为亚硝态氮，再亚硝酸菌氧化为硝态氮。有研究表明当氨氮浓度较低时，随着浓度的增加，氨氧化速率和亚硝酸氧化速率均增加，而且亚硝酸氧化速率增长较快，当浓度增大到一定程度，反应速率均减小。
平常运营过程中，总结的经验为氨氮起始浓度（好氧池前端）市政高于100mg/l硝化反应，工业高于150mg/l将受到一定程度抑制。（高氮氮废水可以通过回流稀释等避免起始浓度的影响，比如养殖，垃圾渗滤液等）
九、盐分
在生物法处理高盐含氮废水的过程中，盐分能够直接影响溶解氧浓度及氧气转移到液相的能力，引起硝化微生物新陈代谢功能、活性污泥沉降性、颗粒污泥以及生物膜结构改变，导致生物絮体或胞外聚合物解体从而影响硝化效率。
根据经验：硝化反应的氯小于2000mg/l的情况下正常进行;当然如果进水比较稳定，可以驯化耐盐，耐氯，氯在5000mg/L也能正常进行。氯的影响在于波动性，如果进水波动大，硝化受的影响就大，很容易流失！
是、碱度
在硝化过程中需要消耗一定量的碱度，如果污水中没有足够的碱度，硝化反应将导致pH值的下降，使反应速率减缓，所以硝化反应要顺利进行就必须使污水中的碱度大于硝化所需的碱度。
对于典型的城市污水，进水中NH3-N浓度一般为20～40mg／L。TKN约50～60mg／L，碱度约200mg／L(以Ca2CO3计)左右。
在硝化反应中每硝化1gNH3-N需要消耗7.14g碱度，所以硝化过程中需要的碱度量可按下式计算：
碱度=7.14×QΔCNH3-N×10-3
式中：
Q为进入滤池的日平均污水量，m3／d；
ΔCNH3-N为进出NH3-N浓度的差值，mg／L；
7.14为硝化需碱量系数，kg碱度／kgNH3-N。
Ø对于含氨氮浓度较高的工业废水，通常需要补充碱度才能使硝化反应器内的pH值维持在7.2～8.0之间。计算公式如下：
碱度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10—3
式中：K为安全系数，一般为1.2～1.3。
实际工程中进行碱度核算应考虑以下几部分：入流污水中的碱度，生物硝化消耗的碱度，分解BOD5产生的碱度，以及混合液中应保持的剩余碱度。要使生物硝化顺利进行，必须满足下式：
原水总碱度＋BOD5分解产生的碱度＞硝化消耗的碱度＋混合液应保持的碱度如果碱度不足，要使硝化顺利进行，则必须投加纯碱，补充碱度。
投加的碱量可按下式计算：
补充碱度＝（硝化消耗的碱度＋混合液应保持的碱度）—（原水总碱度＋BOD5分解产生的碱度
式中：
系统应补充的碱度，mg／L；
硝化消耗的碱度一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg碱计算。（以CaCo3）；
混合液应保一般按曝气池排出的混合液中剩余50mg/L碱度(以CaCO3计)计算；
BOD5分解过程中产生的碱量与系统的SRT有关系：
当SRT＞20d时，可按降解每千克BOD5产碱0.1kg计算；
当SRT＝10～20d时，按0.05kgALK/kgBOD5；
当SRT＜10d时，按0.01gALK/kgBOD5。