上一期對(duì)污水廠脫氮的進(jìn)水基礎(chǔ)的細(xì)節(jié)管理進(jìn)行了探討，這一周將從脫氮機(jī)理的方面進(jìn)行污水廠的脫氮運(yùn)行管理的細(xì)節(jié)討論。

對(duì)于污水處理的全部過(guò)程，污水處理的科學(xué)家們通過(guò)近百年的不斷地學(xué)習(xí)和認(rèn)知，科學(xué)家將污水處理的活性污泥中的微生物的脫氮工藝的基本機(jī)理是依據(jù)污水中的氮元素從復(fù)雜有機(jī)物逐步轉(zhuǎn)化為氮單質(zhì)（氮?dú)猓┑幕瘜W(xué)過(guò)程得出的，根據(jù)這個(gè)過(guò)程多個(gè)化學(xué)反應(yīng)，把污水廠內(nèi)氮元素的轉(zhuǎn)化過(guò)程分解成幾個(gè)部分，這幾個(gè)部分基本是沿著污水中的存在的氮的復(fù)雜有機(jī)物轉(zhuǎn)化過(guò)程依次進(jìn)行的。

第一個(gè)部分是氨化過(guò)程，主要是對(duì)進(jìn)入到污水廠的污水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮的過(guò)程，污水中的有機(jī)氮是指以有機(jī)化合物形式存在的氮，如蛋白質(zhì)、氨基酸、肽、尿素、有機(jī)胺、硝基化合物、重氮化合物等。城市生活污水中存在的有機(jī)氮主要是蛋白質(zhì)及其分解產(chǎn)物一多肽和氨基酸。這個(gè)過(guò)程稱為氨化過(guò)程，氨化過(guò)程對(duì)氧氣參與沒有特別的要求，在厭氧好氧的環(huán)境下都可以通過(guò)微生物來(lái)完成的，因此這個(gè)過(guò)程可以發(fā)生在污水廠外的污水輸送管道內(nèi)，在污水管道內(nèi)的流動(dòng)過(guò)程中，厭氧微生物會(huì)對(duì)有機(jī)氮化合物起到一定的氨化分解過(guò)程，也可以發(fā)生在進(jìn)入到污水廠內(nèi)進(jìn)行，因此剩余的部分有機(jī)氮化合物會(huì)在污水廠內(nèi)進(jìn)一步進(jìn)行氨化，最終形成氨氮形式的氮化合物。在污水廠中有一項(xiàng)凱式氮的檢測(cè)指標(biāo)，主要對(duì)進(jìn)水中的有機(jī)氮和氨氮之和進(jìn)行的檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)凱式氮指標(biāo)，可以判定進(jìn)水的C：N比例是否滿足微生物生長(zhǎng)所需的100：5的基本條件。一般的生活污水都會(huì)滿足，工業(yè)廢水中的成分復(fù)雜，需要針對(duì)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)，校核是否滿足。

這個(gè)氨化過(guò)程，簡(jiǎn)單用化學(xué)表達(dá)式就是：有機(jī)氮→氨氮，過(guò)程中主要是各類微生物參與其中，由于生活污水中的有機(jī)氮所占的比例相對(duì)較小，因此在污水廠中沒有針對(duì)有機(jī)氮的去除設(shè)置特定的工藝構(gòu)筑物，主要依賴污水管道內(nèi)的輸送和A2O工藝的厭氧區(qū)，好氧區(qū)進(jìn)行有機(jī)氮的氨化作用。由于含量較低，污水廠的運(yùn)管人員也不將其作為重點(diǎn)的管控對(duì)象進(jìn)行管理。需要注意的是，如果進(jìn)水的凱式氮較高，氨氮較低的時(shí)候，說(shuō)明有機(jī)氮含量高，就需要在工藝環(huán)節(jié)中考慮有機(jī)氮的氨化過(guò)程的控制。考慮到厭氧區(qū)停留時(shí)間較短且調(diào)控的參數(shù)較少，這個(gè)氨化過(guò)程主要考慮好氧區(qū)增加一部分曝氣量滿足氨化過(guò)程的氧氣所需，這樣好氧區(qū)的曝氣量會(huì)有三個(gè)用途，降解有機(jī)物BOD，有機(jī)氮的氨化作用，氨氮的硝化作用，因此在有機(jī)氮較高的污水廠要注意曝氣量的充足保障。

通過(guò)氨化作用后，污水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，和污水中原有的氨氮一起形成占絕對(duì)比例的氮族化合物－氨氮，研究發(fā)現(xiàn)氨氮向氮單質(zhì)的轉(zhuǎn)化有很多途徑，在自然條件下比較常見的是硝化過(guò)程，也有短程硝化過(guò)程，由于其控制條件苛刻，在自然條件下難以重復(fù)再現(xiàn)，一般污水廠不把這個(gè)過(guò)程作為主要的工藝管控對(duì)象，我們要注意由于污水廠內(nèi)的微生物種類及其復(fù)雜多樣性，有充分的理由認(rèn)為在實(shí)際中各種氮的轉(zhuǎn)化途徑都會(huì)有在生物池內(nèi)發(fā)生，但是作為工藝條件苛刻的反應(yīng)，污水廠的工藝控制是無(wú)法長(zhǎng)期穩(wěn)定保持的，因此在實(shí)際運(yùn)行中，也不把這種難以穩(wěn)定控制的反應(yīng)作為主要的控制目標(biāo)，對(duì)于污水廠的運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，需要對(duì)本廠內(nèi)的工藝環(huán)境條件有充分的認(rèn)知，不可盲目迷信各種脫離本廠現(xiàn)實(shí)條件宣傳文案，把精力和財(cái)力投入到無(wú)法穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)和保持的項(xiàng)目中去，最終導(dǎo)致工藝的不穩(wěn)定性更大，日常管理要基于本廠的實(shí)際條件，不可試圖人為的創(chuàng)造和改變，這種人為的因素最終都不可長(zhǎng)久延續(xù)，只能帶來(lái)更復(fù)雜的環(huán)境改變，導(dǎo)致出水水質(zhì)的異常。下面我們主要討論污水廠內(nèi)常見的硝化過(guò)程。

硝化過(guò)程是將氨氮在氧氣參與的條件下通過(guò)硝化細(xì)菌（好氧自養(yǎng)型微生物）轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的氮族化合物的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程在污水廠中稱為硝化過(guò)程。從硝化過(guò)程的定義可以看到這個(gè)過(guò)程中關(guān)鍵的幾個(gè)內(nèi)容：一是需要氧氣的參與，因此這個(gè)過(guò)程是需要在一個(gè)氧氣充足的環(huán)境中進(jìn)行的。污水之所以稱為污水，是因?yàn)槠渲械挠袡C(jī)污染物大量消耗水中溶解的氧氣，導(dǎo)致水體中沒有足夠的氧氣來(lái)維持復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)的氧氣所需，因此污水中的氧氣是嚴(yán)重不足的，也就是說(shuō)僅依靠污水自身是無(wú)法完成硝化反應(yīng)的，所以需要采取額外的人工方式的曝氣，強(qiáng)制性的給污水中提供氧氣，以滿足好氧自養(yǎng)型的硝化菌硝化過(guò)程的氧氣所需。

從上面的分析可以了解到，硝化反應(yīng)需要人工強(qiáng)制性的供給氧氣，這樣在污水廠中就只有一個(gè)合適的區(qū)域可以進(jìn)行，那就是在生物池的好氧區(qū)域來(lái)完成這個(gè)硝化反應(yīng)過(guò)程了。在前文提到生物池的好氧區(qū)域主要降解有機(jī)污染物BOD，加上氨氮的硝化，這樣好氧區(qū)域就具備了兩個(gè)功能，降解BOD和氨氮硝化，對(duì)好氧區(qū)域的管控就需要從這兩個(gè)方面進(jìn)行。在實(shí)際的運(yùn)行中，污水廠的管理人員通過(guò)安放在曝氣池出口位置的溶解氧儀來(lái)確定微生物對(duì)溶解氧的需求量是否充足，降解BOD/COD的好氧自養(yǎng)型細(xì)菌的能力較強(qiáng)，抵抗異常進(jìn)水的毒性干擾也很強(qiáng)，因此一般通過(guò)末端的溶解氧高低，基本可以判斷有機(jī)物的去除情況，但是硝化過(guò)程中的硝化菌能力較弱，進(jìn)水毒性物質(zhì)干擾作用明顯，簡(jiǎn)單的通過(guò)溶解氧還不足以顯示出氨氮的去除效果。隨著污水處理檢測(cè)探頭技術(shù)的發(fā)展，在線的氨氮檢測(cè)探頭也進(jìn)入到污水處理廠中，這樣就可以通過(guò)氨氮檢測(cè)探頭檢測(cè)好氧區(qū)域中段或者末端氨氮的變化，將生物池的好氧區(qū)域的功能完全進(jìn)行監(jiān)控起來(lái)，實(shí)現(xiàn)污水廠的生物處理的過(guò)程控制。

延伸閱讀：

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（一）

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（二）

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（三）

污水廠的處理流程中的工藝細(xì)節(jié)管理（四）

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