流程图分析在污水厂工艺管理中的应用（四）
这一期公众号将继续围绕氨氮超标的流程分析进行探讨，流程分析通过这种简单的对错判断把工艺管理人员的思路引向不同的分析途径，是作为一种问题的分析解决方案，特别是作为污水厂生化环境复杂，干扰因素较多的情况下，精准判断某项指标的超标问题，往往需要从纷繁芜杂的线索中寻找真正有效的影响因素，没有一种系统的方法进行寻找，往往会使运行人员陷入迷茫和困惑。公众号希望通过氨氮超标的流程分析，一步步把污水处理环境内影响氨氮处理的情况进行分析，最终形成一种系统的分析途径，也同时希望能把这种污水厂工艺异常分析的系统方法和更多的同行之间交流。
下面继续流程图的分析内容。
速查5：总碱度<100 mg / L。
如果曝气池出水的氨氮浓度>5mg / L，则曝气池中还有可能存在限制进水完全转化的条件，使硝化菌无法正常进行硝化反应。曝气池内的硝化细菌在好氧条件下将污水厂进水中的氨氮（NH3-N）转化为曝气池中的硝酸盐氮（NO3-N）。在硝化菌将氨氮转化为硝酸盐的过程中，硝化细菌也会产生酸。如果在硝化反应中生成的酸积累的足够多，会把曝气池的pH将降低，如果降到很低以后，大量的酸会最终抑制硝化过程，导致硝化反应停止，造成曝气池出水氨氮超标。由于生活污水厂的进水中一般都在6~8之间，并且会偏在碱性范围内，保持在7.5左右，这部分的PH值可作为硝化细菌在硝化过程中产生酸的缓冲剂。如果进水中有足够的碱度，曝气池内的pH值会保持在硝化细菌的反应向右进行的所需范围内，并完成转化。但是在运行中，如果有工业偷排的废水进入到污水厂内，这部分废水的氨氮浓度远远高于生活污水，或流入的废水的本身的PH值就很低，这两种情况都可能导致曝气池内的pH降低并抑制硝化过程，造成曝气池出水氨氮超标。
测量曝气池出水中的总碱度可以使用各种快速的检测仪，或者通过实验室做法来进行。一般情况下，当曝气池的总碱度> 100 mg / L时，氨氮的硝化过程不会受到曝气池内的碱度限制，这种情况下，我们要继续根据流程图的指向去分析氨氮超标的其他可能原因。如果曝气池总碱度<100 mg / L，就说明碱度是可能的主要限制因素。当然对碱度的监测仅仅一次或每天同一时间测量，这种监测方式并不能准确的说明曝气池内的碱度变化，为了得出总碱度的真实变化曲线，需要在厂内进行一周中不同日子和一天内不同时间的总碱度测量。监测总碱度（注意这里是总碱度，而不是我们日常化验室所做的pH值）对于预防氨氮出水超薄情况至关重要。因为当硝化过程中消耗碱度时，曝气池内pH将迅速下降，但是一旦检测到PH下降，说明硝化产生的酸已经富集，硝化反应已经停止，因此在氨氮的硝化反应中，检测总碱度的意义大于检测PH值。
扩展内容 “如何测量曝气池中的总碱度？“
速查6：曝气池的热量损失。
减少曝气池的热量损失为了防止曝气池水温过低导致硝化反应受到抑制，从前面的分析中，可以知道生物池内的过量的曝气容易导致冬季水温的损失，因此曝气池内的曝气量与所接收的有机负荷应当相互匹配，北方地区的中小型污水厂还会受到季节性流量变化影响，在冬季可能会出现明显的进水水量的下降。如果冬季的进水量严重减少，工艺的调整是利用系统设计的双线运行的灵活性，将单条曝气池从工艺线路中超越掉，以满足曝气量和有机负荷的匹配。注意不要添加有机碳源以增加有机负荷来维持所有的曝气池的投用，因为我们花钱购买了有机碳源来喂养活性污泥中的细菌，然后再花钱（曝气风机的电费，污泥脱水的药剂费，电费）将其从污水中去除，这种方式毫无经济性。
减少热量损失的措施１：要精确的统计计算冬季低温下运行的有机负荷，并根据实际的运行负荷，合理的调控曝气风机的开启，满足曝气量和有机负荷匹配。过量的曝气将会造成曝气池内活性污泥和较冷的环境空气加大接触，造成温度交换致使水温下降。同时也会浪费更多的电力，因此在冬季水量减少导致有机负荷下降的情况下，要减少曝气时间周期以防止过度曝气。
减少热量损失的措施２：加盖。当较冷的环境空气与较温暖的曝气池内活性污泥表面接触时，来自曝气池内混合液的热量会流失到大气中。这种可以用防水布或其他类型的保温隔热材料覆盖在曝气池表面，防止这部分的热量流失。在极端寒冷的情况下，是要建设整体的厂房来保持构筑物的冬季防冻问题。
扩展内容：“如何确定需要多少曝气量？“
速查7：曝气池出水溶解氧DO<2 mg / L
如果曝气池出水氨氮浓度>５mg / L，前面的几项都满足的情况下，就要检查曝气池出口的溶解氧含量。硝化反应中，硝化细菌在整个曝气池将氨氮转化为硝酸盐的反应需要足够的DO。如果DO不足，则硝化过程就会受到抑制，曝气池出水氨氮可能>５mg / L。这个是需要在曝气池现场监测整个曝气池中的DO浓度，以确定是否是因为溶解氧DO不足导致硝化反应不完全的原因。曝气池内的DO浓度与进水的有机负荷，也就是进水的COD／BOD浓度密切相关。因此，如果要了解每天曝气池内实际的DO浓度的变化，需要在白天的不同时间，以及在一周内选择不同日期进行监测，通过多组的检测数据来判断和绘制每天的各个时段的溶解氧变化的情况。曝气池上的在线DO仪可以帮助运行人员在较长时间内对曝气池环境中的DO浓度进行趋势分析，但是要注意保持DO探头的定期清洁和数据的校核。如果现场DO仪表没有设置或者数据不准确，就需要运行人员使用手持的便携式溶氧仪进行全天和一个星期内的定期进行测量曝气池出口处的溶解氧，根据这些数据来绘制DO曲线。测量曝气池内不同深度和位置的DO浓度可反映出曝气池内氧化条件的最佳总体情况。在实际的日常记录中，测量DO浓度的最关键位置是曝气池出水，这也是曝气池的DO值最高的位置。
溶解氧＜２mg/L的解决方案：增加曝气池的溶解氧浓度。在工艺调整中，增加鼓风机运行台数或者增加运行频率（变频），调整部分关闭的阀门的开启度，或者可能需要清洁曝气池底部的曝气装置（这个要根据实际的风压的变化来进行判断）。如果现场设备都已经不能满足的情况下，可以使用外部的附加的曝气设备以在必要时增加曝气能力，但是这种情况下就要及时考虑生物池的升级扩容工作了。
速查8：增加曝气池总碱度
将曝气池中的碱度提高到>100 mg / L。当测量曝气池出水的总碱度＜１００mg/L时，需要进行曝气池碱度的补充，一般可以采用投加片碱（氢氧化钠）等方式提高碱度。一般来说，硝化细菌将每毫克/升氨氮转化为硝酸盐的过程中需要7倍以上的碱度来平衡产生的酸。因此，在高浓度氨氮进水的情况下，曝气池内的碱度浓度变化的速度很快，并且需要立即进行调整。使用一些化验方式可以快速的测定现场的总碱度。当总碱度降至<100 mg / L时，也就是进水中的碱性物质即将被硝化细菌产生的酸消耗完，这个时候，曝气池内的pH值会迅速从从碱性转为酸性，从大于７转为小于７。因此监测总碱度，并根据检测数值有效的补充碱度来保证硝化菌的正常反应，是氨氮超标检测中的重要的一个部分，而且检测碱度可以在氨氮超标之前，改善曝气池的硝化环境，从而预防出水氨氮的超标。
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