食品污水氨氮超标原因分析和解决办法

　　食品废水属于生化性较好的一种污水，在污水处理系统上通常采用气浮沉淀+生化处理系统。生化处理系统采用厌氧+水解酸化+好氧+沉淀(或MBR膜)处理工艺。经过生化处理后的污水一般COD、BOD、SS等指标都能满足排放标准。但是氨氮(NH3+H)和总氮经常出现标准，尤其很多地方对氨氮指标都有排放要求。造成食品污水氨氮超标的原因有哪些呢?

　　食品污水处理系统氨氮超标主要是因为生化处理系统硝化细菌决定的。硝化细菌属于自养细菌，个体游离，需要通过异养微生物作为载体聚集生存。生长繁殖周期特别漫长，对生存环境要求较高，受到水力负荷冲击很容易造成硝化细菌菌群数量减少。所以硝化细菌是决定污水氨氮是否能够达标的重要因素。

　　原因一：生化系统污泥负荷过高

　　生化系统微生物分为异养微生物和自养微生物。异养微生物可以快速将水中有机物进行分解，形成碳氧化合物，降低污水有机物浓度和污泥负荷。硝化细菌只有有机负荷降低到一定程度以后才会进行硝化反应。一般设计取值小于0.15kgBOD5/KgMLss.d。当污泥浓度负荷过高时，硝化细菌并不进行工作，造成污水氨氮指标超标。所以在食品污水处理系统运行时，首先需要控制硝化反应污泥负荷不能太高，尽可能降低后端好氧池COD浓度。污泥负荷对于硝化细菌，硝化反应是非常重要!

　　原因二: 污泥龄太短(SRT)

　　硝化细菌生长周期较长，这就需要生化池需要有较长的污泥泥龄。那污泥泥龄又是指什么含义呢?

　　污泥泥龄:指曝气池中活性污泥的总量与每日排放的剩余污泥的比值，稳定运行时剩余污泥量就是新增长的活性污泥量。污泥龄也是体现新增长的微生物在好氧池中的平均停留时间，也可以理解为污泥总量增长一倍也就是繁殖一代所需要的时间。

　　泥龄ts是活性污泥在曝气池中的平均停留时间，即曝气池中的活性污泥量/每天从曝气池系统排出的剩余污泥量

　　TS=(X*VT)/(QS*XR+Q*XE)

　　式中:tS——泥龄，dX——曝气池中的活性污泥浓度，即 MLSS，kg/m3VT——曝气池总体积，m3QS——每天排出的剩余污泥体积，m3/dXR——剩余污泥浓度，kg/m3Q——设计污水流量，m3/dXE——二沉池出水的悬浮固体浓度，kg/m3

　　为了保证好氧系统的微生物中有足够的硝化菌，需要增加硝化菌的繁殖数量，为此虽然硝化菌的繁殖周期在5d，但是为了提高硝化菌的浓度，通常将污泥龄控制在繁殖周期的 2 倍。有些资料也显示是10～15d。相对来说污泥泥龄越长，硝化细菌的比例会越高，但是污泥泥龄越长，造成老化污泥的比例也会越高，污泥沉淀性能变差，造成污泥流失和去除效率降低，所以需要根据实际运行状况进行调整合适的污泥泥龄。

　　原因三:有毒有害物质(抑制物)

　　有毒有害物质对于所有微生物，细菌都是致命的作用。硝化细菌也不例外。这些物质会降低微生物的活性。

　　有毒有害物质：指抗生素等杀菌物质，也包含影响硝化反应酶活性的物质，比如重金属及其有机化合物。尽量防止这些物质进入系统。

　　抑制性物质 : 抑制硝化的物质主要有重金属、酚、硫脲及其衍生物、 游离氨、双氧水等。有毒有害物质对于微生物是致命的，所以在处理一些含有毒有害物质的污水时一定要做好预处理，防止有毒有害物质进入生化池!

　　原因四:食品污水PH值酸碱度

　　PH值在污水处理中非常重要。PH值的高低对硝化作用影响很大。硝化菌对pH反应很敏感，在pH中性或弱碱性条件下(pH为8～9的范围内)，其生物活性比较高，硝化过程反应迅速。硝化反应是一个消耗碱度的过程，会造成污水的PH值降低。实际运行过程中污水PH值降低并不都是硝化反应造成的。进水污水偏酸性会造成PH降低。

　　硝化反应随着NH3-N被转化成NO3-N，会产生部分酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3-N约消耗 7.14g碱度(以CaC03计)。因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH 值降低至7.0 以下，使硝化速率降低或受到抑制。正常的城市污水应该是偏碱性的，即PH一般都大于 7.0，此时的pH则主要取决于污水中碱度的大小。

　　而对于食品废水，PH波动较大，所以进入好氧池中的PH要时常监测。硝化菌的PH值范围是 7.5-8.0，PH太高或者太低都会影响。硝化菌的生长，一般来讲PH低于6.8时硝化细菌的生长就会收到抑制。同时也不能高于8.9。

　　原因五：生化池温度(T)水温

　　微生物的生长繁殖都与温度有这关因素。鲜花细菌生长速率μ=0.47*1.103(T-15)通过计算书可以知道硝化菌的生长速率和温度成正比关系，温度高于15℃，随着温度的升高，硝化速率也会增长，小于 15℃，随着温度的降低，硝化速率也会急剧下降。一般温度低于 15℃，硝化速率下降 30%，温度低于 10℃，硝化速率下降 70%。在 10-15℃， 会出现亚硝酸氮的积累会导致亚硝酸化的进行速度。所以温度很重要：

　　①每个菌种都有一个适合生长温度，温度过高或者过低都会影响菌种活性，硝化菌的适合生长温度为 25-30℃。

　　②冬天食品废水水温都会较低，一般我们都会采取提高外回流比，适当增加污泥浓度，提高硝化菌浓度。同时适当延长好氧池曝气时间，(曝气也会产生热量虽然微弱)。但同时需要注意曝气时间，防止曝气过量污泥解絮过氧化。

　　原因六：好氧池溶解氧(DO)

　　溶解氧是指经过微生物氧化反应以后，生化池内剩余氧的量。

　　溶解氧过高或者过低对硝化反应的影响?

　　溶解氧过高：溶解氧过高对硝化反应没有明显的抑制，但是好氧池是由很多类型微生物菌群组成，溶解氧过高会造成污泥老化，菌胶团解体，污泥沉淀性能变差，硝化菌流失。同时过渡曝气也会造成风机电能的浪费。

　　溶解氧过低：好氧微生物与硝化菌存在恶性竞争，溶解氧低于1.5mg/l，硝化细菌便会收到抑制，低于0.5mg/l，硝化反应基本停止。一般把溶解氧控制在 2-3mg/l左右。

　　原因七：营养物质、BOD（污水的可生化性）

　　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)对硝化反应却是一个威胁，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。

　　原因八：进水氨氮的浓度过高

　　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。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。氨氮进水浓度高于150mg/L对硝化反应会产生一定的抑制作用，需要加大外回流进行稀释。

　　原因九：食品污水的盐度（含盐量）

　　污水的盐分对微生物活性污泥沉淀性能、生物膜结构、微生物活性都有影响，盐度太高会造成硝化细菌活性降低，处理效率差，一般进水盐度升高，活性污泥处理有机物效率就会降低，对氧气消耗会升高。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!

　　原因十：食品污水碱度（调节PH值的能力）

　　在硝化反应过程需要消耗一定量的碱度，如果污水中没有足够的碱度，硝化反应将使污水的pH值下降，硝化反应速率降低，为了保证硝化反应顺利进行就必须保证污水中的碱度大于硝化反应所需的碱度。

　　生活污水，进水中NH3-N浓度一般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。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：污水处理系统应补充的碱度，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。

　　通过上边的叙述可以知道造成食品污水氨氮出水不达标的因素有很多种，需要根据实际运行状况，了解前后污水处理站运行参数的变化，做成相应的调整。不能盲目操作，这样会使污水处理系统处理效果越来越差。