反硝化池脫氮效率差 是什么原因？

【社區案例】缺氧池反硝化看著還可以啊，產生的小氣泡很多，打上來觀察一下，一會就浮著一層泥，但是總氮還是非常高，是什么原因？

缺氧池脫氮效率差，其實和TN超標的問題重合度很高，顏胖子之前寫過很多氨氮和TN的文章，反硝化脫氮效率低的問題并也不是很復雜，對照文內原因一一對應就行了，本文增加了一些公式的推導，讓小伙伴們能更深刻的理解所寫的內容！

一、缺少碳源

對于脫氮系統，反硝化池中理論上只要CN比為2.86時，就可以完全脫氮，如果再加上微生物自身生長，CN比為3.70時可以完全脫氮公式如下：

假設C為甲醇，甲醇氧化的過程可用（1）式所示，

CH3OH+1.5O₂→CO₂+2H₂O（1）

1、反硝化的時候，如果不包含微生物自身生長，方程式非常簡單，通常以甲醇為碳源來表示。

6NO₃^-+5CH₃OH→3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-（2）

由（1）式可以得到甲醇與氧氣（即COD）的對應關系：1mol甲醇對應1.5mol氧氣，由（2）式可以得到甲醇與NO3-的對應關系，1mol甲醇對應1.2molNO3-，兩者比較可以得到，1molNO₃^--N對應1.25molO2，即14gN對應40gO₂，因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的時候，如果包含微生物自身生長，如（3）式所示。

NO₃^-+1.08CH₃OH→0,065C5H7NO₂+0.47N₂+1.68CO₂+HCO₃^-（3）

同樣的道理，我們可以計算出C/N=3.70。

但是理論終究是理論，并沒有考慮內回流所攜帶的氧氣。正常情況下，反硝化菌只有在消耗完內回流攜帶的氧氣之后才進行反硝化，所以，這一部分的氧氣也是消耗了碳源，所以在一些手冊中也給予了規定，要求AO脫氮工藝的CN比控制大于4，實際運行中CN（COD：TN）比一般控制在4~6，缺少碳源，是我目前遇到很多朋友TN不達標的最多的原因之一！

解決辦法：按CN比4~6，投加碳源

二、回流比過小

其實在反硝化脫氮中，回流比與碳源都是站C位的！

反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R)，其中R是外回流比，r是內回流比。公式推導：

推導這個公式之前，咱們需要設置一些前提條件！假設進水硝態氮是0，反硝化脫氮完全，而硝化液回流中TN（硝態氮）含量與出水的TN（硝態氮）含量是相同的，那么反硝化脫氮的量為進入反硝化池的氮的總量為（r+R）QTN出，根據物質守恒定律：進水TN等于出水TN+反硝化脫氮+細菌同化消耗的氮源的和！公式如下：

QTN進=QTN出+（r+R）QTN出+TN同化

對于細菌同化消耗的氮源，我們忽略不計！那么公式就變為：

QTN進=QTN出+（r+R）QTN出↓TN出/TN進=1/（1+r+R）～①將公式①帶入脫氮效率公式：

η=（TN進-TN出）/TN進

↓η=1-TN出/TN進↓η=［（1+r+R）-1］/（1+r+R）↓η=（r+R）/（1+r+R）

因為外回流比控制的比較小（30-50%），所以我們一般會省略為η=r/(1+ r)！

根據公式來看，在碳源充足的情況下，反硝化的脫氮效率只和內回流有關系！內回流的大小決定了脫氮效率。

目前的脫氮工藝，我們應用的都是前置反硝化及變種，但是內回流再大，都會有部分硝態氮隨著水流走的，并不能達到100%的硝化液回流！所以我們會將其控制在一個合適的范圍！

過低的內回流比會導致脫氮效率下降，出水TN超標，但是過高的內回流，一方面會攜帶更多的DO，消耗碳源和破壞缺氧環境，并且導致電費增長，在內回流比大于600%時，內回流的提高，脫氮效率并不會提高很多，導致性價比比較差！

解決辦法：

在保證脫氮效率的情況下結合DO影響及性價比的關系，一般控制在200~400%，有的脫氮工藝是內外回流合并在一起的，內外回流比也要控制在這個范圍，這個范圍既保證了污泥的回流，也保證了硝化液的回流，保證反硝化的脫氮效率！

三、反硝化池環境破壞

這種情況的出現的標志是，反硝化池DO大于0.5，破壞了缺氧環境，使兼性異養菌優先利用氧氣來代謝，硝態氮無法脫除，整體導致TN的升高，反硝化池缺氧環境破壞，后面往往帶來的可能是氨氮的超標，原因是硝化細菌無法形成優勢菌種，不過曝氣池足夠大，還是沒有問題的！

解決辦法：

1、內回流過大，導致攜帶DO過多的，調小內回流比或者關小內回流處曝氣。

2、其他問題導致的DO高，例如進水與水面相隔過高，導致跌落充氧，要減少高度差等。

四、反硝化反應時間不夠

在設計規范中反硝化池的水力停留時間（HRT）要求在2～10h，也就是最低的HRT要控制在2h以上，低于最低停留時間反硝化會進行的不徹底！

解決辦法：

1、超出設計標準的進水量導致的HRT縮短，可以考慮增加反硝化池的容積，例如新建或者將一些過余的建筑改成反硝化池。

2、污泥回流導致的HRT縮短，在實際中水力停留時間的計算需要算上污泥回流的量，污泥回流比越大反硝化的HRT越短，過大的污泥回流會導致反硝化的HRT不足，這一點很少有人去考慮，其實污泥回流并不需要控制很大，控制的越大，回流污泥濃度越小，回流中水越多！這種情況可以適當控制污泥回流比來解決。

五、脫氮效率過高

在設計規范中脫氮效率一般在60～85%，問題中一級AO脫氮效率已經超過了90%，對于市政污水來說已經很不錯了，但是在高氨氮的工藝廢水中，要求TN達到一級A，對一級AO工藝來說有點強人所難了。

解決辦法：

采用二級或者多級AO的工藝來解決。

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