污水处理氮磷超标的原因分析及控制方法

脱氮除磷工艺越来越多的应用到污水处理当中， 但是在实际运行过程中，出水氮磷含量超标的情况常常困扰着水厂的工作人员。因此，厘清脱氮除磷工艺的重要参数并加以控制，能够很好的保证系统的正常运行，出水氮磷含量达标。
　　污水氮含量超标原因及控制方法
　　氨氮超标
　　1.污泥负荷与污泥龄
　　生物硝化属低负荷工艺，F/M一般在0.05～0.15kgBOD/ kgMLVSS•d。
　　负荷越低，硝化进行得越充分，NH-N向NO--N转化的效率就越高。
　　与低负荷相对应，生物硝化系统的SRT般较长， 因为硝化细菌世代周期较长，若生物系统的污泥停留时间过短，污泥浓度较低时，硝化细菌就培养不起来，也就得不到硝化效果。
　　SRT控制在多少，取决于温度等因素。对于以脱氮为主要目的生物系统，通常SRT可取11～23d。
　　2.回流比与水力停留时间
　　生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大，主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐，若回流比太小，活性污泥在二沉池的停留时间就较长，容易产生反硝化，导致污泥上浮。通常回流比控制在50～100%。
　　生物硝化曝气池的水力停留时间也较活性污泥工艺长，至少应在8h以上。
　　这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除率低得多，因而需要更长的反应时间。
　　3.BOD5/TKN
　　BOD5/TKN越大，活性污泥中硝化细菌所占的比例越小，硝化速率就越小，在同样运行条件下硝化效率就越低；
　　反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。
　　很多城市污水处理厂的运行实践发现，BOD5/ TKN值范围为2～3左右。
　　4.溶解氧
　　硝化细菌为专性好氧菌，无氧时即停止生命活动，且硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。
　　因此，需保持生物池好氧区的溶解氧在2mg/L以上，特殊情况下溶解氧含量还需提高。
　　5.温度与pH
　　硝化细菌对温度的变化也很敏感，当污水温度低于15℃时，硝化速率会明显下降，当污水温度低于5℃时，其生理活动会完全停止。
　　因此，冬季时污水处理厂特别是北方地区的污水处理厂出水氨氮超标的现象较为明显。
　　硝化细菌对pH反应很敏感，在pH为8～9的范围内，其生物活性强，当pH<6.0或>9.6时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。因此，应尽量控制生物硝化系统的混合液pH大于7.0。
　　总氮超标
　　1.污泥负荷与污泥龄
　　由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能获得而稳定的的反硝化。
　　因而，脱氮系统也采用低负荷或超低负荷，并采用高污泥龄。
　　2.内、外回流比
　　生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些，这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去，二沉池中NO --N浓度不高。
　　另一方面，反硝化系统污泥沉速较快，在保证要求回流污泥浓度的前提下，可以降低回流比，以便延长污水在曝气池内的停留时间。
　　运行良好的污水处理厂，外回流比可控制在50%以下。而内回流比一般控制在300～500%之间。
　　3.缺氧区溶解氧
　　对反硝化来说，希望DO尽量低，最好是零，这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化，提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看，要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下，还是有困难的，因此也就影响了生物反硝化的过程，进而影响出水总氮指标。
　　4.BOD5/TKN
　　反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以进入缺氧区的污水中有充足的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。
　　由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后，进厂BOD5低于设计值，而氮、磷等指标则相当于或高于设计值，使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求，也导致了出水总氮超标的情况时有发生。
　　5.温度与pH
　　反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高，反硝化速率越高，在30～35℃ 时，反硝化速率增至较大。当低于15℃时，反硝化速率将明显降低， 至5℃时，反硝化将趋于停止。反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感，在pH为6～9的范围内，均能进行正常的生理代谢，但生物反硝化的合适pH范围为6.5～8.0。
　　污水生物除磷总磷超标原因及对策
　　1.污泥负荷与污泥龄
　　厌氧-好氧生物除磷工艺是一种高F/M低SRT系统。
　　当F/M较高，SRT较低时，剩余污泥排放量也就较多。
　　因而，在污泥含磷量一定的条件下，除磷量也就越多，除磷效果越好。
　　对于以除磷为主要目的生物系统，通常F/M为0.4～0.7kgBOD/kgMLSS•d，SRT为3.5～7d。
　　但是，SRT也不能太低，以保证BOD5的有效去除为前提。
　　2.BOD/TP
　　要保证除磷效果，应控制进入厌氧区的污水中BOD/TP大于20。
　　由于聚磷酸菌属不动菌属，其生理活动较弱，只能摄取有机物中分解的部分。
　　因此，进水中应保证BOD5的含量，确保聚磷酸菌正常的生理代谢。
　　但许多城市污水处理厂实际进水存在碳源偏低，氮、磷等浓度较高等现象，导致BOD5/TP值无法满足生物除磷的需要，影响了生物除磷的效果。
　　3.溶解氧
　　厌氧区应保持严格厌氧状态，即溶解氧低于0.2mg/L，此时聚磷菌才能进行磷的有效释放，以保证后续处理效果。
　　而好氧区的溶解氧需保持在2.0mg/L以上，聚磷菌才能有效吸磷。因此，对于厌氧区和好氧区溶解氧的控制不当，将会大影响生物除磷的效果。
　　4.回流比与水力停留时间
　　厌氧-好氧除磷系统的的回流比不宜太低，应保持足够的回流比，防止聚磷菌在二沉池内遇到厌氧环境发生磷的释放。
　　在保证快速排泥的前提下，应尽量降低回流比，以免缩短污泥在厌氧区的实际停留时间，影响磷的释放。在厌氧-好氧除磷系统中，若污泥沉降性能良好，则回流比在50～70%范围内，即可保证快速排泥。
　　污水在厌氧区的水力停留时间一般在1.5～2.0h的范围内。停留时间太短，一是不能保证磷的有效释放，二是污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机物分解成低级脂肪酸，以供聚磷菌摄取，从而影响磷的释放。污水在好氧区的停留时间一般在4～6h，这样即可保证磷的充分吸收。
　　5.pH
　　低pH有利于磷的释放，高pH有利于磷的吸收，而除磷效果是磷释放和吸收的综合。因此在生物除磷系统中，宜将混合液的pH控制在6.5～8.0的范围内。