本文將介紹硝化菌培養時(shí)應控制的7個(gè)重要指標及硝化系統管理的8個(gè)運行參數。
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硝化系統的培養
硝化菌的培養相對于異養菌來(lái)講比較難，硝化菌的培養過(guò)程同時(shí)也是污泥的馴化過(guò)程。硝化細菌的培養應遵循循序漸進(jìn)、有的放矢、精心控制的的原則，出水穩定后并逐步增加原水的進(jìn)水量。
每次增加的進(jìn)水量為設計進(jìn)水量的5—10%，每增加一次應穩定2-3個(gè)周期或2天左右，發(fā)現系統內或出水指標上升應繼續維持本次進(jìn)水量，直至出水指標穩定，如出水指標一直上升，應暫停進(jìn)水，待指標恢復正常后，進(jìn)水量應稍微減少，或略大于上周期進(jìn)水量。以此類(lèi)推，最終達到系統設計符合。
根據影響硝化菌生長(cháng)的因素來(lái)確定硝化菌培養時(shí)應控制的指標：
1、溫度
在生物硝化系統中，硝化細菌對溫度的變化非常敏感，在5～35℃的范圍內，硝化菌能進(jìn)行正常的生理代謝活動(dòng)。當廢水溫度低于15℃時(shí)，硝化速率會(huì )明顯下降，當溫度低于10℃時(shí)已啟動(dòng)的硝化系統可以勉強維持，硝化速率只有30℃時(shí)的硝化硝化速率的25%。盡管溫度的升高，生物活性增大，硝化速率也升高，但溫度過(guò)高將使硝化菌大量死亡，實(shí)際運行中要求硝化反應溫度低于38℃。
例如高氨廢水工程的調試應盡量選擇氣溫15度以上的季節，如果必須在冬季啟動(dòng)，應盡量選用高氨污水廠(chǎng)的菌種，或有保溫、加溫措施的系統。
2、pH值
硝化菌對pH值變化非常敏感，最佳pH值是8.0～8.4，在這一最佳pH值條件下，硝化速度，硝化菌最大的硝化速度可達最大值。在硝化菌培養時(shí)，如果進(jìn)水pH值較高，能夠達到8.0左右最好，如果達不到也不應刻意追求，只要系統內pH值不低于6.5即可，如低于此值，應及時(shí)補充堿度，如NaOH、Na2CO3等。
3、溶解氧
氧是硝化反應過(guò)程中的電子受體，反應器內溶解氧高低，必會(huì )影響硝化反應進(jìn)程。
在活性污泥法系統中，大多數學(xué)者認為溶解氧應該控制在1.5～2.0mg/L內，低于0.5mg/L時(shí)硝化反應趨于停止。
當前，有許多學(xué)者認為在低DO（1.5mg/L）下可出現SND（同步硝化反硝化）現象。在DO＞2.0mg/L，溶解氧濃度對硝化過(guò)程影響可不予考慮。
但DO濃度不宜太高，因為溶解氧過(guò)高能夠導致有機物分解過(guò)快，從而使微生物缺乏營(yíng)養，活性污泥易于老化，結構松散。此外溶解氧過(guò)高，能量消耗過(guò)大，在經(jīng)濟方面也不合適。
4、生物固體平均停留時(shí)間（污泥齡）
為了使硝化菌群能夠在連續流反應器系統存活，微生物在反應器內的停留時(shí)間（θc）N必須大于自養型硝化菌最小的世代時(shí)間（θc）minN，否則硝化菌的流失率將大于凈增率，將使硝化菌從系統中流失殆盡。一般對（θc）N的取值，至少應為硝化菌最小世代時(shí)間的2倍以上，即安全系數應大于2。
5、重金屬及有毒物質(zhì)
有毒物質(zhì)除了重金屬外，對硝化反應產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)還有：高濃度氨氮、高濃度硝酸鹽有機物及絡(luò )合陽(yáng)離子等。
6、COD/BOD
如果系統內COD/BOD較高，系統內的異養菌就會(huì )與硝化菌爭奪溶解氧，由于異養菌的數量遠遠大于硝化菌，硝化菌常常在系統內COD/BOD較高的情況下得不到一定的溶解氧，而無(wú)法生長(cháng)增殖。
一般系統內BOD（筆者個(gè)人傾向于COD）高于20mg/l，就會(huì )對硝化菌產(chǎn)生抑制。如果進(jìn)水COD/BOD 過(guò)高或碳氮比較高，硝化菌的培養就必須通過(guò)延時(shí)曝氣來(lái)實(shí)現，即系統內COD/BOD 已經(jīng)合格或處于較低水平時(shí)，繼續曝氣，給予硝化菌足夠的生長(cháng)時(shí)間，曝氣時(shí)，同樣要控制好溶解氧，盡量低于3mg/L，防止污泥加速老化。
7、氨氮濃度
在系統氨氮濃度200mg/L時(shí)硝化菌就會(huì )被抑制，因此建議系統內氨氮濃度不高于150mg/L，在高氨污水處理中，由于進(jìn)水氨氮濃度高，如果不注意，幾個(gè)周期下來(lái)氨氮濃度就會(huì )升高到一定程度，常常在A(yíng)池高于200mg/L，因此在硝化菌培養過(guò)程中以及正常運行時(shí)，應始終維持系統出水氨氮濃度在工藝要求指標以?xún)龋ＷC從調試開(kāi)始，系統即出合格水。
結合以上幾種因素，在培養硝化菌時(shí)，應盡量創(chuàng )造其生長(cháng)的有利條件，制定出最佳方案。
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硝化系統的管理
污水中氨氮的去除主要是在傳統活性污泥法工藝基礎上采用硝化工藝，只有控制好運行參數才能管理好硝化系統，保證出水氨氮達標！運行參數如下：
1、污泥負荷與污泥齡
生物硝化屬低負荷工藝，F/M一般在0.05～0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低，硝化進(jìn)行得越充分，NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。
與低負荷相對應，生物硝化系統的SRT一般較長(cháng)，因為硝化細菌世代周期較長(cháng)，若生物系統的污泥停留時(shí)間過(guò)短，即SRT過(guò)短，污泥濃度較低時(shí)，硝化細菌就培養不起來(lái)，也就得不到硝化效果。SRT控制在多少，取決于溫度等因素。對于以脫氮為主要目的生物系統，通常SRT可取11～23d。
2、回流比
生物硝化系統的回流比一般較傳統活性污泥工藝大，主要是因為生物硝化系統的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸鹽，若回流比太小，活性污泥在二沉池的停留時(shí)間就較長(cháng)，容易產(chǎn)生反硝化，導致污泥上浮。通常回流比控制在50～100％。
3、水力停留時(shí)間
生物硝化曝氣池的水力停留時(shí)間也較活性污泥工藝長(cháng)，至少應在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機污染物的去除率低得多，因而需要更長(cháng)的反應時(shí)間。
4、BOD5/TKN
TKN系指水中有機氮與氨氮之和，入流污水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個(gè)重要因素。
BOD5/TKN越大，活性污泥中硝化細菌所占的比例越小，硝化速率就越小，在同樣運行條件下硝化效率就越低；反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。很多污水處理廠(chǎng)的運行實(shí)踐發(fā)現，BOD5/TKN值最佳范圍為2～3左右。
5、硝化速率
生物硝化系統一個(gè)專(zhuān)門(mén)的工藝參數是硝化速率，系指單位重量的活性污泥每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決于活性污泥中硝化細菌所占的比例，溫度等很多因素，典型值為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
6、溶解氧
硝化細菌為專(zhuān)性好氧菌，無(wú)氧時(shí)即停止生命活動(dòng)，且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。因此，需保持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上，特殊情況下溶解氧含量還需提高。
7、溫度
硝化細菌對溫度的變化也很敏感，當污水溫度低于15℃時(shí)，硝化速率會(huì )明顯下降，當污水溫度低于5℃時(shí)，其生理活動(dòng)會(huì )完全停止。因此，冬季時(shí)污水處理廠(chǎng)特別是北方地區的污水處理廠(chǎng)出水氨氮超標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌對pH反應很敏感，在pH為8～9的范圍內，其生物活性最強，當pH＜6.0或＞9.6時(shí)，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。因此，應盡量控制生物硝化系統的混合液pH大于7.0。
