现象:出水总氮在冬季容易走高
进入秋冬季节,不少污水处理厂会观察到相似的情况:进水水质与运行参数没有明显变化,出水总氮却逐步上升,反硝化段的硝酸盐氮去除效果变差。这一现象与水温下降关系密切,属于季节性的运行问题,需要提前安排应对。
原因:反硝化菌对温度比较敏感
反硝化过程依靠反硝化菌在缺氧条件下利用碳源,把硝酸盐氮还原为氮气。水温下降后,反硝化菌的代谢速率随之降低,污泥的沉降性能与传质条件也会发生变化,碳源与硝酸盐的接触效率下降。因此冬季往往需要提高碳源投加量,或对回流比、溶解氧等运行参数作相应调整。
碳源怎么选
常用的外加碳源包括甲醇、乙酸钠以及复合碳源等。甲醇成本相对低,但属于危险化学品,储存与使用需要专门管理,低温下反硝化菌对其适应期也较长;乙酸钠反硝化速率较快,但单位成本偏高,长期使用需要考虑费用;复合碳源由多种有机组分复配,兼顾速效与缓释,储存与投加相对方便,近年使用范围在扩大。选择哪一种,需要结合进水水质、出水标准与运行成本综合考虑。
投加要关注的三个参数
一是碳氮比。反硝化需要足够的碳源,通常按需去除的硝酸盐氮量估算所需碳源,再结合进水自身携带的碳源折算实际投加量;这个比值不是固定值,需要通过水质试验与运行数据确定。二是投加点位置。碳源应投加在缺氧段前端,使碳源与回流硝态氮充分接触;投加在好氧段会被直接氧化消耗,起不到反硝化作用。三是与混凝药剂的配合。碳源属于有机物,与聚氯化铝等无机混凝剂宜分开投加,加药点之间保持足够距离,计量设备分开设置,避免相互干扰。
两个容易被忽略的问题
一个是投加过量。碳源投加过量不仅增加药耗成本,还可能造成出水化学需氧量升高、污泥产量增加。另一个是只调碳源、不改工艺。脱氮效果由碳源、溶解氧、回流比、污泥龄等多个因素共同决定,如果溶解氧控制偏高或内回流比不足,单纯加大碳源投加量往往收效有限。
小结
冬季脱氮需要提前安排。比较稳妥的做法是在入冬前对系统做一次评估,确定碳源种类与大致投加区间,运行中依据出水总氮数据逐步微调,同时把溶解氧与回流比等参数一并纳入调整范围。现场实际药耗通常高于理论估算值,把试验数据与实际运行记录结合起来判断,结果更为可靠。