水处理指标异常 - 氨氮异常/超标（深度解说）

一、氨氮的去除原理

1.氨氮去除：在好氧条件下，亚硝酸菌首先将氨氮氧化为亚硝酸盐氮，接着硝酸菌再将亚硝酸盐氮进一步氧化为硝酸盐氮，这个过程被称为硝化作用。那氨氮就去除了，只剩下硝酸盐氮待处理。

注：咱平时听到的硝化菌就是亚硝酸菌+硝酸菌的统称

逻辑：总氮 =（有机氮+氨氮+亚硝酸盐氮+硝酸盐氮）每降低里面的任何一个元素指标都是在相应的降低总氮。

整个转化过程：有机氮→氨氮→亚硝酸盐氮→硝酸盐氮→亚硝酸盐氮→氮气

2.转化过程的其中

硝化过程：氨氮→亚硝酸盐氮→硝酸盐氮（在好氧池里进行）

反硝化过程：硝酸盐氮→亚硝酸盐氮→氮气（在缺氧池里进行）

接下来分工艺、进水、设备三方面展开说明氨氮超标的异常原因。

二、工艺控制问题

1.溶解氧不足

在硝化阶段，若溶解氧太低，硝化细菌的活性会受到抑制，氨氮不能完全转化为硝态氮，氨氮去除效率降低。

解决办法：通过在线溶解氧监测仪，实时监测曝气池内的溶解氧浓度，并根据实际情况调整曝气量，硝化工艺混合液的DO应控制在2.0 mg/L，一般在2.0~4.0 mg/L之间。实际2.0-3.0mg/L足矣。排查期间建议使用手持溶解氧监测仪，避免在线监测有故障情况。

2.外回流比不合理

外回流比过低，会使进入曝气池的活性污泥量不足，微生物对氨氮的吸附和分解能力下降。相反，外回流比过高按常理来说，反而因为微生物的富集，不会影响氨氮的去除，如果说有影响，就可能外回流比过高导致曝气池内水流速度加快，实际有效 HRT 可能缩短，硝化过程的反应时间不足，影响反应效率。

解决办法：根据二沉池的运行情况和污泥沉降性能，通过经验公式确定外回流比，再根据实际情况合理调整外回流比，一般控制在 20% - 100%。

3.水力停留时间过短

污水在处理系统中的水力停留时间过短，意味着污水中的污染物与微生物接触时间不足，氨氮等污染物无法充分被微生物吸附、分解和转化，导致出水氨氮超标。

解决办法：合理调整进水方式、外回流比同步协调等，确保水力停留时间满足处理要求。如AAO工艺，水力停留时间为10-23小时。其中厌氧段1-2小时，缺氧段2-10小时。

4.污泥龄过短

污泥龄是指活性污泥在整个系统中的平均停留时间。硝化细菌的生长速度相对较慢，若污泥龄过短，硝化细菌无法在系统内充分繁殖，会使氨氮硝化不完全。通常脱氮要求的污泥龄比除磷要求的要长。

解决办法：一般来说，处理生活污水时污泥龄应控制在 10 - 30 天。SRT = （曝气池体积*MLSS）/ （剩余污泥浓度*全天排泥量）。根据进水水质和处理效果，合理调整污泥排放量，保证污泥龄在合适的范围内。

5.污泥老化

污泥长时间处于缺乏营养物质等情况下，会出现污泥老化现象。老化的污泥活性降低，絮凝性变差，对氨氮的吸附和分解能力减弱，进而影响出水水质。

解决办法：通过排泥和补充新污泥，结合污泥负荷，污泥龄同步改善污泥的活性。

6.碱度不足（pH值太低）

反硝化产生碱度，硝化反应会消耗碱度，若污水中本身碱度不足，或者反硝化产生的碱度无法弥补硝化反应所需的碱度，且在处理过程中没有及时补充，会使硝化反应体系的 pH 值下降，影响硝化细菌的活性，导致氨氮硝化受阻。

解决办法：当检测到碱度不足时，可向反应池中投加适量的氢氧化钠等碱性物质，补充碱度，维持 pH 值在 7.0 - 8.0 的适宜范围，保证硝化反应的正常进行。

7.有机氮水解受限

由于水解过程是有机氮转化为氨氮的关键步骤，当水解过程受到抑制时，有机氮转化为氨氮的速度减慢，单位时间内生成的氨氮量减少。从表面上看，氨氮生成量的减少似乎有利于氨氮指标的去除，因为需要处理的氨氮量少了。但实际上，系统中的微生物群落是一个平衡的生态系统，氨氮是硝化细菌等微生物的作用底物。如果氨氮生成量大幅减少，会使硝化细菌等微生物的营养源不足，生长和代谢受到抑制，从而影响它们对氨氮的进一步处理能力。

当然这一点的概率相对较低，只能说可能，进行排查的时候几乎不会排到这里就能提前找出问题。

解决办法：必要时添加适量的水解酶制剂，以提高有机氮的水解效率。

8.碳源过量

大量碳源在缺氧池没被利用，进入好氧池，因底物充足，异养菌（有机物降解菌）利用有机物有氧代谢，大量消耗氧气等，因为硝化细菌是自养菌（无机物利用菌），氧气被抢夺，变成劣势菌种，造成硝化反应受抑制伴随氨氮升高，但是这种情况也极少数出现。

解决办法：保证反硝化的正常，也就是保证总氮的去除。

9.温度

硝化细菌和反硝化细菌对温度较为敏感。适宜硝化细菌生长的温度一般在 15 - 30℃，当水温低于 15℃时，硝化细菌活性显著降低，硝化反应速率减慢。反硝化细菌适宜生长温度在 20 - 40℃，当水温低于 15℃ 时同样会影响反硝化效果。

解决办法：对于温度较低的地区或季节，可适当增加曝气和污泥浓度。

10.污泥解体

污泥解体是指活性污泥絮体结构被破坏，这是一个比较大范围导致氨氮异常的原因，解体会导致泥水分离困难，出水悬浮物增加，同时微生物活性下降，对氨氮的吸附和降解能力减弱。常见原因包括过度曝气导致絮体破碎、有机负荷冲击、污泥龄过长或过短、营养失衡、有毒物质进入系统等。

三、进水水质冲击

1.进水氨氮冲击

工业废水排放规律不稳定或集中排放，可能使污水厂进水氨氮浓度在短时间内急剧升高，超出生物处理系统的承受能力。微生物在高氮负荷冲击下，代谢功能紊乱，硝化和反硝化过程都会受到抑制。

2.进水有毒有害物质

污水中若含有重金属、农药、酚类等有毒有害物质，会抑制硝化细菌和反硝化细菌，阻碍微生物的生长、繁殖和代谢，进而影响氨氮的去除效果。

3.有机负荷过高

有机负荷是指单位体积反应器在单位时间内接纳的有机污染物量。有机负荷过高，会使微生物处于过度代谢状态，影响微生物的正常生长和代谢，从而降低对氨氮的去除能力。

解决办法：在污水厂内设置调节池，对进水水质和水量进行均衡调节，缓冲进水异常冲击。实时监测进水水质情况，当浓度过高时，及时调整工艺参数应对。如果超标特别严重，紧急调用应急池，负荷过高时，可加大污泥回流，提高生化池微生物总量。

四、设备方面

1.曝气设备故障

曝气头堵塞会导致空气无法均匀地进入水中，使好氧池内溶解氧分布不均，部分区域缺氧，影响微生物的代谢。风机效率下降则会使曝气总量不足，无法满足好氧微生物对氧气的需求，导致氨氮去除效果下降。

2.污泥回流泵异常

污泥回流异常会导致处理系统中活性污泥的数量和分布失衡，活性污泥量不足或分布不均会削弱对氨氮的去除。

3.搅拌设备失效

缺氧区的搅拌设备失效会导致污泥和废水混合不均匀，局部区域氮元素和微生物分布不均，影响去除效果。

4.在线监测仪表数据失真

DO、pH、ORP等在线仪表长期使用后，传感器会受到污水中污染物、化学物质的侵蚀，导致灵敏度下降、测量不准确，影响工艺的判断调整，长期积累会形成偏差，导致水质处理效果不佳。