生物硝化系统一个专门的工艺参数是硝化速率,系指单位重量的活性污泥每天转化的氨氮量,一般用NR表示,单位一般为gNH3-N/(gMLVSS·d) 。NR值的大小取决于活性污泥中硝化细菌所占的比例,温度等很多因素,典型值为0.02 gNH3-N/(gMLVSS·d),即每克活性污泥每天大约能将0.02 gNH3-N转化成NO3—-N 。
5、BOD5/TKN对硝化的影响
TKN系指水中有机氮与氨氮之和 。入流污水中BOD5与TKN之比是影响硝化效果的一个重要因素 。BOD5/TKN越大,活性污泥中硝化细菌所占的比例越小,硝化速率NR也就越小,在同样运行条件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高 。典型城市污水的BOD5/TKN大约为5-6,此时活性污泥中硝化细菌的比例约为5%;如果污水的BOD5/TKN增至9,则硝化菌比例将降至3%;如果BOD5/TKN减至3,则硝化细菌的比例可高达9% 。其次,BOD5/TKN变小时,由于硝化细菌比例增大,部分会脱离污泥絮体而处于游离状态,在二沉池内不易沉淀,导致出水混浊 。综上所述,BOD5/TKN太小时,虽硝化效率提高,但出水清澈度下降;而BOD5/TKN太大时,虽清澈度提高,但硝化效率下降 。因而,对某一生物硝化系统来说,存在一个最佳BOD5/TKN值 。很多处理厂的运行实践发现,BOD5/TKN值最佳范围为2~3 。
6、 pH和碱度对硝化的影响
硝化细菌对pH反应很敏感,在PH为8~9的范围内,其生物活性最强,当PH<6.0或>9.6时,硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止 。在生物硝化系统中,应尽量控制混合液的pH大于7.0,当pH<7.0时,硝化速率将明显下降 。当pH<6.5时,则必须向污水中加碱 。
混合液pH下降的原因可能有两个,一是进水中有强酸排入,导致入流污水pH降低,因而混合液的pH也随之降低 。如果无强酸排入,正常的城市污水应该是偏碱性的,即pH一般都大于7.0,此时混合液的pH则主要取决于入流污水中碱度的大小 。由硝化反应方程可看出,随着NH3-N被转化成NO3-N,会产生出部分矿化酸度H+,这部分酸度将消耗部分碱度,每克NH3-N转化为NO3-N约消耗7.14g碱度(以CaCO3计) 。因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时,便会耗尽污水中的碱度,使混合液pH降低至7.0以下,使硝化速率降低或受到抑制 。
7、有毒物质对硝化的影响
某些重金属离子、络合阴离子、氰化物以及一些有机物质会干扰或破坏硝化细菌的正常生理活动 。当这些物质在污水中的浓度较高,便会抑制生物硝化的正常运行 。例如,当铅离子大于0.5mg/L、酚大于5.6mg/L、硫脲大于0.076mg/L时,硝化均会受到抑制 。有趣的是,当NH3-N浓度大于200mg/L时,也会对硝化过程产生抑制,但城市污水中一般不会有如此高的NH3-N浓度 。
8、温度对硝化的影响
硝化细菌对温度的变化也很敏感 。在5~35℃的范围内,硝化细菌能进行正常的生理代谢活动,并随温度的升高,生物活性增大 。在30℃左右,其生物活性增至最大,而在低于5℃时,其生理活动会完全停止 。在生物硝化系统的运行管理中,当污水温度在16℃之上时,采用8~10d的泥龄即可;但当温度低于10℃时,应将泥龄SRT增至12~20d 。
三、影响硝化细菌生长和硝化效率的化学物质
1、无机氮类化合物
1、主要是游离氨(FA):游离氨的抑制作用对2类硝化细菌是不同的,对亚硝酸菌,F A的抑制质量度范围是10一150 mg / L ,而对硝酸菌, 这个范围仅仅为0.1一1.0 mg / L 。
2、游离态的亚硝酸:在水中亚硝酸根以游离态和离子态两种形式存在 。游离态的亚硝酸是硝化细菌的主要基质,同时也是亚硝酸盐氧化菌的抑制剂 。游离态的亚硝酸对氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化菌的生长、繁殖均具有一定的毒性,游离态的亚硝酸对亚硝酸细菌的抑制浓度为0.06 mgN/ L,对硝酸细菌也有抑制作用,抑制浓度为2.8mgN/ L 。相对于亚硝化细菌,硝化细菌有更强的适应性 。
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