污水处理厂反硝化（脱总氮）反应控制要点汇总

污水处理厂反硝化（脱总氮）反应控制要点汇总

污水处理厂反硝化反应控制要点的系统性汇总，涵盖了核心原理、关键控制参数、工艺操作要点及异常情况处理等方面。
反硝化（Denitrification）是生物脱氮的关键环节，其本质是在缺氧条件下，异养型兼性厌氧菌以硝酸盐（NO??）或亚硝酸盐（NO??）作为电子受体，利用有机物作为电子供体和碳源，将硝态氮还原为氮气（N?）的过程。
    控制的核心目标是：在保证硝态氮被高效、彻底去除的同时，尽可能节约碳源消耗，并维持系统稳定运行。
一、 核心控制参数
1. 溶解氧（DO）控制 - 最关键的因素
       A、控制范围： 0.2 - 0.5 mg/L。
       B、控制理由： 溶解氧是比硝酸盐更强的电子受体。当DO过高时，反硝化菌会优先利用氧气进行有氧呼吸，抑制了还原硝酸盐的酶系统活性，导致反硝化反应停滞。
        C、控制方法：
        a. 通过搅拌（仅提供混合，不充氧）来避免污泥沉积，同时防止DO升高。
       b.优化内回流（硝化液回流）的带入的DO，必要时可对内回流进行脱氧处理（如增加跌落、涡流等）。
       c.严格控制前置缺氧区的进水曝气量。

2. 碳源（BOD?/TN）与C/N比
        A、控制范围：
      a.碳源充足时： 原水BOD?/TN > 4 : 1 （实际运行中建议4-6以上更稳妥）。
       b.需投加外部碳源时： 保证COD/NO??-N > 4 （理论上为2.86，实际运行需考虑碳源利用效率和安全余量）。
        B、碳源类型：
       a.原水碳源： 最经济的选择，适用于进水C/N比较高的污水厂。
       b.外部碳源： 当原水碳源不足时（如低碳氮比污水）需投加。常用有：
      （1）.甲醇： 反硝化速率快，成本相对较低，但有毒性和安全性问题。
       （2）.乙酸钠： 反应速度快，投加方便，但成本较高，可能增加碱度。
       （3）.葡萄糖、蔗糖等： 反应速度稍慢，可能引发污泥膨胀。
       C.控制方法：
      （1）.根据进水水质和设定的脱氮效率，精确计算所需碳源投加量。
       （2）.采用前馈-反馈联动控制策略：以前馈（进水流量、硝酸盐浓度）计算初步投加量，以后馈（缺氧区末端硝酸盐浓度）进行微调。

3. 硝酸盐（NO??-N）负荷
       A、控制要点： 通过内回流比（R内） 将好氧池产生的硝酸盐有效地输送至缺氧池。
        B、控制范围： 内回流比通常为200% - 400%（可根据工艺要求调整，AO工艺较低，AAO等较高）。
        C、控制理由： 内回流比过低，会导致硝酸盐氮在好氧池积累，总氮去除率下降；过高则会带入过多DO，破坏缺氧环境，且能耗增加。
4. 污泥龄（SRT）
       A、控制范围： 反硝化菌世代时间较短，只要系统总SRT能满足硝化菌的要求（通常>5-10天，取决于温度），反硝化菌一般也能得到充足保留。
       B、控制理由： 确保系统内有足够数量的反硝化菌群。
5. 温度（T）
       A、影响： 反硝化反应受温度影响显著。最适温度通常在20-35℃。
        B、低温对策（<15℃）：
        a.降低污泥负荷。
        b.延长缺氧区水力停留时间（HRT）。
        c.增加碳源投加量。
        d.保证更严格的缺氧环境（DO更低）。

 

6. pH值
       A、控制范围： 7.0 - 8.0。
       B、控制理由： 反硝化反应会消耗H?，产生碱度（OH?），有助于补偿硝化过程消耗的碱度，稳定系统pH。pH过低（<6.0）或过高（>9.0）会抑制反硝化菌活性。

7. 混合搅拌强度
       A、控制目标： 保证污泥处于悬浮状态，与污染物充分接触，同时避免曝气或空气卷入。
       B、控制方法： 使用水下推流器或低速搅拌器，形成推流式循环。
二、 工艺运行控制要点
1. 水力停留时间（HRT）
       A、确保缺氧池有足够的HRT来完成反硝化过程。通常设计HRT为1-3小时，具体需根据进水TN浓度、温度和碳源情况确定。

2. 回流比调控
       A、内回流比（R内）： 根据好氧池末端硝酸盐浓度和出水总氮目标进行调节。
       B、污泥回流比（R外）： 主要为了保证生物池的污泥浓度（MLSS），通常控制在50%-100%。其变化也会影响进入缺氧池的硝酸盐量。
3. 监测与化验分析
      A、在线仪表监测： 实时监测缺氧池的DO、ORP（氧化还原电位）、pH。ORP值在缺氧条件下通常为-100 to -300 mV，可作为反硝化进行程度的辅助指示参数。
        B、实验室分析：
       a.定期检测各工艺单元（尤其是缺氧池进出口）的NO??-N、NO??-N、NH??-N浓度，计算实际反硝化速率和脱氮效率。
        b.检测COD、BOD?，评估碳源情况。
三、 异常问题及处理对策
1.反硝化效率低，出水TN高 

       A、可能原因：

             a.碳源不足（最常见） 

             b.DO过高，破坏缺氧环境 

             c.内回流比过低或泵故障 

             d.温度过低 

             e.pH异常 

             f.C/N比分配不均（前置脱氮工艺） 

       B、处理对策：

             a.检测并投加外部碳源 

            b.检查搅拌、回流带来的DO，确保DO<0.5mg/L 

             c.检查并调整内回流比 

             d.延长HRT或增加碳源 

             e.调整系统pH至中性 

             f.优化初沉池运行，保留碳源

2. NO??-N 积累（亚硝酸盐累积） 

        A、可能原因：

            a.碳源投加不足或分配不均 

            b.温度、pH不适 

            c.有毒物质抑制 

        B、处理对策

             a.保证充足的碳源，并确保混合均匀 

             b.优化环境条件 

             c.排查有毒工业废水流入

3.碳源消耗过大，成本高 

        A、可能原因

            a.DO控制不当，碳源被氧气消耗 

            b.碳源投加点不合理，被好氧菌消耗 

            c.内回流带入过多DO 

        B、处理对策

             a.严格控制系统DO，特别是缺氧池 

             b.优化碳源投加点（如直接投加至缺氧区前端） 

              c.优化内回流方式，减少DO带入

4.污泥沉降性变差 

        A、可能原因

             a.过量投加高糖类碳源（如葡萄糖） 

             b.缺氧池DO长期偏高，丝状菌滋生 

         B、处理对策

             a.切换碳源类型（如改用乙酸钠）或优化投加量 

            b.严格控制DO，必要时投加絮凝剂助沉
四、 总结：核心控制策略
1. 创造并维持严格的缺氧环境（DO<0.5mg/L）：这是反硝化反应发生的前提。

2. 提供充足且适宜的碳源：这是反硝化反应的动力，需精确投加，经济高效。
3. 保障足够的硝酸盐接触机会：通过合理的内回流将“原料”（NO??）输送至“反应器”（缺氧池）。
4. 保持稳定的运行条件：包括温度、pH、污泥浓度等，为反硝化菌创造良好的生存环境。
5. 基于数据的精细化管理：依靠在线仪表和手工检测数据，及时调整工艺参数，实现智能化控制。
    通过系统性地把握以上要点，可以有效提升污水处理厂的脱氮效率，确保出水总氮稳定达标，并实现节能降耗的运行目标。