氨氮超標的原因

危害及解決辦法

前言

隨著我國城市化進程的加快，城市水污染問題日益突出，城鎮污水的排放量呈現遞增趨勢。近年工業化的高度發展以及人們生活水平的不斷提高，各種工業廢水以及生活污水在污染物數量以及種類方面都呈現出了明顯的增加趨勢。在這種情況下，要想實現污水處理的穩定達標，就必須要對傳統污水處理技術進行優化，促進污水處理廠穩定運行。

氨氮的來源

含氮物質進入水環境的途徑主要包括自然過程和人類活動兩個方面。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區徑流和生物固氮等。人類的活動也是水環境中氮的重要來源，主要包括未處理或處理過的城市生活和工業廢水 、各種浸濾液和地表徑流等。

人工合成的化學肥料是水體中氮營養元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮化合物絕大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。隨著石油、化工、食品和制藥等工業的發展，以及人民生活水平的不斷提高，城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮的含量急劇上升。

近年來，隨著經濟的發展，越來越多含氮污染物的任意排放給環境造成了極大的危害。氮在廢水中以有機態氮、氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以及亞硝態氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態氮是最主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是指以游離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源于生活污水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業廢水，以及農田排水等。氨氮污染源多，排放量大，并且排放的濃度變化大。

氨氮超標的危害

對人體健康的影響

氨在自然環境中會進行氨的硝化過程，即有機物的生物分解轉化環節，氨化作用將復雜有機物轉換為氨氮。速度較快，硝化作用是在亞硝化菌、硝化菌作用下，在好氧條件下，將氨氮氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽；反硝化作用是在外界提供有機碳源情況下，由反硝化菌把硝酸鹽和和亞硝酸鹽還原成氮氣。氨氮在水體中硝化作用的產物硝酸鹽和亞硝酸鹽對飲用水有很大危害。硝酸鹽和亞硝酸鹽濃度高的飲用水可能對人體造成兩種健康危害，長期飲用對身體極為不利，即誘發高鐵血紅蛋白癥和產生致癌的亞硝胺。硝酸鹽在胃腸道細菌作用下，可還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽可與血紅蛋白結合形成高鐵血紅蛋白，造成缺氧。

對生態環境的影響

氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨。其毒性比銨鹽大幾十倍，并隨堿性的增強而增大。氨氮毒性與池水的PH值及水溫有密切關系，一般情況，PH值與水溫愈高，毒性愈強，對魚的危害類似于亞硝酸鹽。魚類對水中氨氮比較敏感，有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害為：攝食降低，生長減慢；組織損傷，降低氧在組織間的輸送；魚和蝦均需要與水體進行離子交換（鈉、鈣等），氨氮過高會增加鰓的通透性，損害鰓的離子交換功能；使水生生物長期處于應激狀態，增加動物對疾病的易感性，降低生長速度；降低生殖能力，減少懷卵量，降低卵的存活率，延遲產卵繁殖。急性氨氮中毒危害為：水生生物表現為亢奮、在水中喪失平衡、抽搐，嚴重者甚至死亡。

氨氮超標的原因及解決辦法

有機物濃度過高

原因：

運行管理不到位，預處理效果差，SS較多，使得廢水處理的生化進水有機物濃度過高，已經超出了生化的處理能力，從而導致COD和氨氮的去除效率低下。COD高時會抑制硝化菌的活性而有利于發揮異氧菌的活性，使得有機氮發生水解而轉化成氨氮，從而造成廢水中的氨氮含量更高。

解決辦法：

立即停止進水進行悶曝、內外回流連續開啟；停止排泥保證污泥濃度；如果有機物已經引起非絲狀菌膨脹可以投加PAC來增加污泥絮性、投加消泡劑來消除沖擊泡沫。后續提高管理水平，做好前端預處理，降低生化負荷。

內回流異常

原因：

因電氣故障、機械故障或人為原因導致內回流異常。內回流導致的氨氮超標也可以歸到有機物沖擊中，因為沒有硝化液的回流，導致好氧池中只有少量外回流攜帶的硝態氮，總體成厭氧環境，碳源只會水解酸化而不會完全代謝成二氧化碳逸出，所以大量有機物進入曝氣池，導致了氨氮的升高。

解決辦法：

內回流已經導致氨氮升高，檢修內回流泵，停止或者減少進水進行悶曝；硝化系統已經崩潰，停止進水悶曝，如果有條件、情況比較緊迫可以投加相似脫氮系統的生化污泥，加快系統恢復。后續定期檢查回流泵，及時發現并解決問題。

pH過低

原因：

一般微生物要在pH=6-9范圍內比較合適，一般pH過低導致的氨氮超標有三種情況：

a.內回流太大或者內回流處曝氣開太大，導致攜帶大量的氧進入缺氧池，破壞缺氧環境，反硝化細菌有氧代謝，部分有機物被有氧代謝掉，嚴重影響了反硝化的完整性，因為反硝化可以補償硝化反應代謝掉堿度的一半，所以因為缺氧環境的破壞導致堿度產生減少，pH降低，低于硝化細菌適宜的pH之后硝化反應受抑制，氨氮升高。

b.進水CN比不足，原因也是反硝化不完整，產生的堿度少，導致的pH下降。

c.進水堿度降低導致的pH連續下降。

解決辦法：

發現pH連續下降就要開始投加堿來維持pH，然后再通過分析去查找原因；如果pH過低已經導致了系統的崩潰，首先要把系統的pH補充上來，然后悶曝或者投加同類型的污泥。

DO過低

原因：

曝氣器老化和間歇曝氣容易導致曝氣器堵塞，池內曝氣充氧和攪拌受阻，而硝化反應是有氧代謝，需要保證曝氣池溶氧適宜的環境（缺氧池DO=0.2~0.5mg/L，好氧池DO≥2mg/L）下才能正常進行，而DO過低則會導致硝化受阻，氨氮超標。

解決辦法：

更換曝氣頭；提高風機變頻功率，增大風量。

泥齡過低

原因：

排泥過多和污泥回流過少都會導致污泥的泥齡降低，因為細菌都有世代期，SRT低于世代期，會導致該細菌無法在系統中聚集，形成不了優勢菌種，所以對應的代謝物無法去除。一般泥齡是細菌世代期的3-4倍。多系列中，污泥回流不均衡，各系列污泥回流相差過大，導致污泥回流少的系列氨氮升高。

解決辦法：

減少進水或者悶曝；投加同類型污泥；如果是污泥回流不均衡導致的問題，把問題系列的減少進水或者悶曝、保證正常系列運行的情況下將部分污泥回流到問題系列，每個系列設置流量計量裝置，便于觀察。

水質波動沖擊

原因：

水質水量波動大，調節池處理不到位，導致來水氨氮突然升高，脫氮系統崩潰，出水氨氮超標。

解決辦法：

保證pH的情況下，投加同類型污泥、悶曝恢復系統；工藝末端增設氨氮去除劑投加和反應裝置用于應急理。

溫度過低

原因：

冬季進水溫度很低，尤其是晝夜溫差大，往往低于細菌代謝需要的溫度，使得細菌休眠，硝化系統異常。

解決辦法：

設計階段把池體做成地埋式的；提前提高污泥濃度；進水加熱至適宜溫度（硝化反應的最佳溫度一般為20-30℃，15℃以下硝化反應速率下降，5℃以下停止；反硝化最佳溫度為20-40℃，15℃以下反硝化菌活性下降；普通好氧菌最佳溫度一般為15-30℃）。

工藝選擇問題

原因：

脫氮選用的工藝是單純的曝氣池、接觸氧化、SBR等等這些工藝，其實，在保證HRT(水力停留時間)和SRT(泥齡)足夠長的情況下，這些工藝是可以脫氨氮的，但不經濟。

解決辦法：

延長HRT和SRT，例如改造成MBR提高泥齡等等；前面增加反硝化池。