城镇污水处理厂冬季总氮处理对策分析
边向征 刘建军 卢艳丽 樊博 万金颖
摘要：脱氮除磷工艺在污水处理中的应用越来越多，在实际运行过程中，出水氮含量超标的情况时有发生。如何投加有机物，控制好脱氮工艺的重要参数，对降低总氮起着越来越重要的作用。
关键词：城镇污水处理厂；总氮；对策分析
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0039-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.022
Analysis on total nitrogen treatment countermeasures of urban sewage treatment plant in winter
Bian Xiangzheng1， Liu Jianjun 2， Lu Yanli 1， Fan Bo 1，Wan Jinying
（1.Langfang Environmental Protection Bureau， Langfang Hebei 065000，China； 2.Guan Jiutong Base Utility Co.， Ltd.， Langfang Hebei 065000，China）
Abstract： More and more application of denitrification and phosphorus removal process in the process of actual operation， excessive amounts of water and nitrogen content in happen.How to adding the organic matter， good control of the important parameters of denitrification process， to reduce the total nitrogen is playing a more and more important role.
Key words： Urban sewage treatment plant； Total nitrogen；Countermeasures analysis
近年来污水处理的主要工艺已发生变化，从常规二级处理逐渐变为重视脱氮除磷的深度处理上来。但是在实际运行过程中，由于工艺复杂性及参数的变化性，导致氮磷含量超标的情况时有发生，特别是总氮超标影响着水厂的运行。污水中的总氮是造成水环境污染的主要物质之一，2017～2018年，国家环保部门对总氮的监管开始进入到污水厂内，在污水厂的出口增加总氮在线检测仪，对污水厂的出水总氮实行了实时监控。这对于各个污水厂来说是水质管理上台阶的具体要求，那么污水处理厂在日常管理中，要如何实现总氮的达标运行呢？目前可通过工艺参数的优化以及好氧反硝化菌群和反硝化聚磷菌群的驯化与投加，来强化低碳源城镇污水在冬季低温条件下的TN的去除，并保证系统的运行效能。[1]
1 一般污水处理厂总氮超标的原因
总氮超标原因主要包括：污泥负荷与污泥龄，内、外回流比， 缺氧区溶解氧，BOD5/TKN及温度与pH。在北方城镇污水处理厂，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，反硝化速率增至最大。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謝，但生物反硝化的最佳pH范围为6.5～8.0。[2]
2 北方某城镇污水处理厂提高总氮去除效果实验
例如北方某城镇污水处理厂冬季运行总氮去除率较低，通过分析，主要由两方面原因引起，一是进水水质变化，碳源不足，碳氮比过低，营养物质失衡导微生物活性降低；二是冬季水温较低，进一步抑制了脱氮微生物反硝化细菌的活性。两个因素的综合作用，使污水厂冬季总氮去除率降低，存在较大的超标风险。为此污水处理厂决定从提高微生物活性的角度入手，自2017年2月13日开始，在生化池缺氧区投加乙酸钠碳源，进行提高总氮去除效果实验，投加比例约为0.8%（日处理水量平均1.2万吨/日，投加乙酸钠平均0.95吨/日），截至3月6日已投加21天。
2.1 总氮去除效果分析
投加乙酸钠前后总氮排放浓度走势图
2.2 总氮浓度走势图分析
污水厂一期自2月13日～3月6日开始投加乙酸钠。从走势图数据看，13日开始投加乙酸钠后，2月14日～3月6日一期出水总氮平均浓度为12.10 mg/L，全部达标； 2月26日夜间因加药管道维修，停止加药8小时，27日总氮浓度骤升至15.22 mg/L。
实验表明：乙酸钠对总氮的去除效果具有明显的提升作用，出水浓度稳定达标，具有可操作性；乙酸钠投加除氮效果快，效果稳定可靠，中断加药或药量不足会导致总氮浓度的迅速反弹；自2月份以来，生化池水温变化幅度在1℃以下，可忽略水温的变化对总氮去除的影响。
2.3 项目建设运行成本分析
本工程建设项目主要是药剂储存间、加药设备间、加药计量泵、配电仪表及配套工艺管线，建设投资约为20万元。按乙酸钠投加比例0.8%，乙酸钠价格3499元/吨（含税价，纯度58%-60%）， 单位加药运行成本为0.28元/吨（电费忽略不计）。根据本次实验数据确定，一座处理水量为4.0万吨/日的污水处理厂，投加时间为每年11月1日～次年3月31日，即年投加天数为150天，11月份和3月份投加比例为0.7%，12月份～2月份投加比例为0.8%，乙酸钠市场价格按3499元/吨（纯度58%-60%），年度运行总成本约为160万元。
2.4 其他影响及安全
2.4.1 投加乙酸钠对出水COD的影响
乙酸钠作为优质碳源，在为微生物提供营养物质的同时，也会提高污水中COD的浓度，2月份投加药剂之前总出水COD平均浓度为16mg/L，投加药剂之后变为18mg/L，结合进水及二沉池COD浓度走势发现，乙酸钠对出水COD的影响在排放限值合理波动范围内，不会出现因投加碳源导致COD超标的环保风险。
2.4.2 药剂的安全保存
乙酸钠为白色晶体，在空气中可被风化，可燃，易溶于水。应存于密闭、干燥、防火的空间内。
3 结论
通过实验表明乙酸钠投加对降低总氮起重要作用，出水浓度稳定达标，具有可操作性。
参考文献
[1]张栋俊. 泥膜共生多级A/O工艺特性及脱氮除磷效能研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2015.
[2] 苏君博， 赵凯， 李国兵. 城市污水处理厂出水氮磷超标因素分析及对策[J]. 生物技术世界， 2012（3）：52-52.
收稿日期：2018-06-15
作者简介：边向征（1975-），高级工程师，研究方向为环境保护。
摘要：脱氮除磷工艺在污水处理中的应用越来越多，在实际运行过程中，出水氮含量超标的情况时有发生。如何投加有机物，控制好脱氮工艺的重要参数，对降低总氮起着越来越重要的作用。
关键词：城镇污水处理厂；总氮；对策分析
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0039-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.022
Analysis on total nitrogen treatment countermeasures of urban sewage treatment plant in winter
Bian Xiangzheng1， Liu Jianjun 2， Lu Yanli 1， Fan Bo 1，Wan Jinying
（1.Langfang Environmental Protection Bureau， Langfang Hebei 065000，China； 2.Guan Jiutong Base Utility Co.， Ltd.， Langfang Hebei 065000，China）
Abstract： More and more application of denitrification and phosphorus removal process in the process of actual operation， excessive amounts of water and nitrogen content in happen.How to adding the organic matter， good control of the important parameters of denitrification process， to reduce the total nitrogen is playing a more and more important role.
Key words： Urban sewage treatment plant； Total nitrogen；Countermeasures analysis
近年来污水处理的主要工艺已发生变化，从常规二级处理逐渐变为重视脱氮除磷的深度处理上来。但是在实际运行过程中，由于工艺复杂性及参数的变化性，导致氮磷含量超标的情况时有发生，特别是总氮超标影响着水厂的运行。污水中的总氮是造成水环境污染的主要物质之一，2017～2018年，国家环保部门对总氮的监管开始进入到污水厂内，在污水厂的出口增加总氮在线检测仪，对污水厂的出水总氮实行了实时监控。这对于各个污水厂来说是水质管理上台阶的具体要求，那么污水处理厂在日常管理中，要如何实现总氮的达标运行呢？目前可通过工艺参数的优化以及好氧反硝化菌群和反硝化聚磷菌群的驯化与投加，来强化低碳源城镇污水在冬季低温条件下的TN的去除，并保证系统的运行效能。[1]
1 一般污水处理厂总氮超标的原因
总氮超标原因主要包括：污泥负荷与污泥龄，内、外回流比， 缺氧区溶解氧，BOD5/TKN及温度与pH。在北方城镇污水处理厂，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，反硝化速率增至最大。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謝，但生物反硝化的最佳pH范围为6.5～8.0。[2]
2 北方某城镇污水处理厂提高总氮去除效果实验
例如北方某城镇污水处理厂冬季运行总氮去除率较低，通过分析，主要由两方面原因引起，一是进水水质变化，碳源不足，碳氮比过低，营养物质失衡导微生物活性降低；二是冬季水温较低，进一步抑制了脱氮微生物反硝化细菌的活性。两个因素的综合作用，使污水厂冬季总氮去除率降低，存在较大的超标风险。为此污水处理厂决定从提高微生物活性的角度入手，自2017年2月13日开始，在生化池缺氧区投加乙酸钠碳源，进行提高总氮去除效果实验，投加比例约为0.8%（日处理水量平均1.2万吨/日，投加乙酸钠平均0.95吨/日），截至3月6日已投加21天。
2.1 总氮去除效果分析
投加乙酸钠前后总氮排放浓度走势图
2.2 总氮浓度走势图分析
污水厂一期自2月13日～3月6日开始投加乙酸钠。从走势图数据看，13日开始投加乙酸钠后，2月14日～3月6日一期出水总氮平均浓度为12.10 mg/L，全部达标； 2月26日夜间因加药管道维修，停止加药8小时，27日总氮浓度骤升至15.22 mg/L。
实验表明：乙酸钠对总氮的去除效果具有明显的提升作用，出水浓度稳定达标，具有可操作性；乙酸钠投加除氮效果快，效果稳定可靠，中断加药或药量不足会导致总氮浓度的迅速反弹；自2月份以来，生化池水温变化幅度在1℃以下，可忽略水温的变化对总氮去除的影响。
2.3 项目建设运行成本分析
本工程建设项目主要是药剂储存间、加药设备间、加药计量泵、配电仪表及配套工艺管线，建设投资约为20万元。按乙酸钠投加比例0.8%，乙酸钠价格3499元/吨（含税价，纯度58%-60%）， 单位加药运行成本为0.28元/吨（电费忽略不计）。根据本次实验数据确定，一座处理水量为4.0万吨/日的污水处理厂，投加时间为每年11月1日～次年3月31日，即年投加天数为150天，11月份和3月份投加比例为0.7%，12月份～2月份投加比例为0.8%，乙酸钠市场价格按3499元/吨（纯度58%-60%），年度运行总成本约为160万元。
2.4 其他影响及安全
2.4.1 投加乙酸钠对出水COD的影响
乙酸钠作为优质碳源，在为微生物提供营养物质的同时，也会提高污水中COD的浓度，2月份投加药剂之前总出水COD平均浓度为16mg/L，投加药剂之后变为18mg/L，结合进水及二沉池COD浓度走势发现，乙酸钠对出水COD的影响在排放限值合理波动范围内，不会出现因投加碳源导致COD超标的环保风险。
2.4.2 药剂的安全保存
乙酸钠为白色晶体，在空气中可被风化，可燃，易溶于水。应存于密闭、干燥、防火的空间内。
3 结论
通过实验表明乙酸钠投加对降低总氮起重要作用，出水浓度稳定达标，具有可操作性。
参考文献
[1]张栋俊. 泥膜共生多级A/O工艺特性及脱氮除磷效能研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2015.
[2] 苏君博， 赵凯， 李国兵. 城市污水处理厂出水氮磷超标因素分析及对策[J]. 生物技术世界， 2012（3）：52-52.
收稿日期：2018-06-15
作者简介：边向征（1975-），高级工程师，研究方向为环境保护。
