污水廠的處理流程中的工藝細節管理（二十）-生化池的運行細節11
本周公眾號將繼續圍繞硝化反應的工藝細節進行探討。
污水處理的生物池內的硝化反應相對于好氧的有機物降解反應來說，速率較慢，同時硝化菌在整個污水處理的生物池內活性污泥系統中所占據的比例也不是很高，由于自身數量等級和生存的敏感性來說，硝化細菌受外界環境因素干擾的影響較大，因此在實際的運行管理中，硝化反應是需要在工藝細節的管理中認真對待的。
污水廠的工藝管理人員實施水質針對性的運行管理，需要深入的了解活性污泥中的相關菌種的特性，對于污水廠來說，污水廠的運行管理需要針對活性污泥中的一些在特定生物化學反應中占據主導的微生物提供其相應的生存良好的環境因素，促使其在適宜的環境因素下優質的生長繁殖，同時利用自身生長的特性同時也達到了管理人員所需的污水中污染物質消解的目的。而針對氨氮的去除是源于對硝化反應的主導硝化菌的特性進行的工藝細節的管理。
活性污泥中的硝化菌在公眾號前面的系列文章中都有詳細的描述和說明，這里僅重復幾個要點，感興趣的讀者可以閱讀以往的脫氮系列文章《脫氮很難么》來詳細了解。硝化菌的一些與工藝管理相關的特點主要有：
1、溶解氧DO：
充足的溶解氧是保證氨氮達標的重要工藝條件，這個主要是從硝化菌自身的硝化速率遠低于異養型好氧菌的有機物的氧化速率考慮的。在上一周的文章中，討論了好氧池具備了有機物氧化和氨氮硝化的工藝功能，這兩種功能的發揮的主要影響因素其中之一就是充足的溶解氧，溶解氧的充足供給主要考慮的是兩種細菌的反應速率不一致，異養型的細菌利用氧氣降解有機物的速率高，進水中的有機物含量遠高于氨氮含量，根據微生物和進水水質的匹配情況來說，在活性污泥中這部分細菌會占據較大的比例。因此大比例和高速率的這部分異養型細菌，在推流式的生物池內，前段的溶解氧會被異養型細菌降解有機物快速消耗掉，而此時處于數量少，速率低的硝化細菌，是完全沒有什么能力競爭氧氣的，當生物池進水中的有機物大部分消耗完成后，有機物數量減少，異養型的降碳的反應幾率開始逐步下降，此時生物池內的硝化菌具備了可供硝化反應利用的氧氣，此時生物池內的硝化反應開始進行，氨氮逐步轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，并在生物池曝氣區域內充足的曝氣條件下，最終完成硝化反應。
從這個生物學角度來說，在曝氣池提供充足量的氧氣，是保證有機物降解和硝化反應的重要前提，沒有充足的氧氣，是無法保障氨氮的穩定達標的。在污水廠的運行中，這一點基本已經成為共識，日常管理中，曝氣量的保障，是氨氮達標的重要工藝控制細節。這個條件在運行中一般會受到進水水量和水質變化的影響，當進水的水量增大，水質變差（主要反應在進水污染物當量的增加上）的工況下，原有的曝氣量會被異養型細菌消耗在有機物的去除上，在不增加曝氣量的條件下，硝化菌勢必缺少足夠的氧氣來滿足硝化反應所需，就會導致氨氮的超標。因此對進水水質水量（污染物當量）的實時核算，是氨氮工藝管理細節的基礎前提。
但是也需要注意的是，隨著除磷脫氮工藝的強化設計，在反硝化區和厭氧區對小分子易降解碳源被反硝化反應和厭氧釋磷過程中消耗掉，這樣總體進入到好氧區內的有機物總量明顯低于進水的有機污染物的含量，這樣就使好氧區有機物的降解所需的溶解氧下降，在推流式的生物池中，更快的進入到硝化反應為主體的好氧曝氣區域內，這樣在生物池曝氣末端就會出現過多的剩余溶解氧，通過在線或者人工檢測，可以發現末端溶解氧非常高，末端的高溶解氧導致內回流中攜帶大量的游離態的溶解氧，進入到缺氧池的反硝化區域內，同樣為活性污泥中的異養型細菌提供了好氧環境，造成缺氧池的部分區域好氧功能化，縮減了缺氧池的有效池容。基于這種脫氮的特殊的工藝情況，需要工藝運行人員針對溶解氧合理的進行工藝管控，可以通過檢測曝氣區水流沿程溶解氧、有機物COD、氨氮的變化曲線，繪制污染物降解的曲線，根據曲線的平緩變化來進行進行溶解氧的合理調控，而不是盡可能的保持高溶解氧來維持低濃度的出水氨氮指標，好氧末端的高溶氧不論從脫氮的反應機理，運行的經濟性都是不合理的。
不同的曝氣裝置和不同狀態下的曝氣裝置帶來的氧氣的轉移率不同，也是工藝的細節管理中需要認真注意的。生物池的曝氣裝置安裝在生物池內，或者表面，或者池底，基于生物池本身的結構特性，曝氣裝置處于一個較為尷尬的位置，功能重要但是難于檢修，檢修就意味著停水停產，而監管部門不容許停產，不檢修又嚴重影響曝氣裝置的功能發揮，導致污染物去除能力下降，這就造成了污水廠運行到一定時段后出現的困局。同時還有部分地區的污水中鈣鎂離子的硬度，造成曝氣裝置內部的堵塞，曝氣裝置的安裝過程中的漏洞，使曝氣裝置損壞或者堵塞，都是曝氣裝置的通常會遇到的問題。生物池良好的曝氣的管理是需要在污水廠的整體的設備管理中進行系統化通盤考慮的一項工作，結合曝氣裝置的生命周期，根據進水水質水量的歷史數據狀況，建設曝氣設備的工藝管理細節，也是污水廠運行管理中的細節內容之一。
延伸閱讀：
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