本周公众号将继续围绕硝化反应的工艺细节进行探讨。
污水处理的生物池内的硝化反应相对于好氧的有机物降解反应来说，速率较慢，同时硝化菌在整个污水处理的生物池内活性污泥系统中所占据的比例也不是很高，由于自身数量等级和生存的敏感性来说，硝化细菌受外界环境因素干扰的影响较大，因此在实际的运行管理中，硝化反应是需要在工艺细节的管理中认真对待的。
污水厂的工艺管理人员实施水质针对性的运行管理，需要深入的了解活性污泥中的相关菌种的特性，对于污水厂来说，污水厂的运行管理需要针对活性污泥中的一些在特定生物化学反应中占据主导的微生物提供其相应的生存良好的环境因素，促使其在适宜的环境因素下优质的生长繁殖，同时利用自身生长的特性同时也达到了管理人员所需的污水中污染物质消解的目的。而针对氨氮的去除是源于对硝化反应的主导硝化菌的特性进行的工艺细节的管理。
活性污泥中的硝化菌在公众号前面的系列文章中都有详细的描述和说明，这里仅重复几个要点，感兴趣的读者可以阅读以往的脱氮系列文章《脱氮很难么》来详细了解。硝化菌的一些与工艺管理相关的特点主要有：
1、溶解氧DO：
充足的溶解氧是保证氨氮达标的重要工艺条件，这个主要是从硝化菌自身的硝化速率远低于异养型好氧菌的有机物的氧化速率考虑的。在上一周的文章中，讨论了好氧池具备了有机物氧化和氨氮硝化的工艺功能，这两种功能的发挥的主要影响因素其中之一就是充足的溶解氧，溶解氧的充足供给主要考虑的是两种细菌的反应速率不一致，异养型的细菌利用氧气降解有机物的速率高，进水中的有机物含量远高于氨氮含量，根据微生物和进水水质的匹配情况来说，在活性污泥中这部分细菌会占据较大的比例。因此大比例和高速率的这部分异养型细菌，在推流式的生物池内，前段的溶解氧会被异养型细菌降解有机物快速消耗掉，而此时处于数量少，速率低的硝化细菌，是完全没有什么能力竞争氧气的，当生物池进水中的有机物大部分消耗完成后，有机物数量减少，异养型的降碳的反应几率开始逐步下降，此时生物池内的硝化菌具备了可供硝化反应利用的氧气，此时生物池内的硝化反应开始进行，氨氮逐步转化为亚硝酸盐和硝酸盐，并在生物池曝气区域内充足的曝气条件下，最终完成硝化反应。
从这个生物学角度来说，在曝气池提供充足量的氧气，是保证有机物降解和硝化反应的重要前提，没有充足的氧气，是无法保障氨氮的稳定达标的。在污水厂的运行中，这一点基本已经成为共识，日常管理中，曝气量的保障，是氨氮达标的重要工艺控制细节。这个条件在运行中一般会受到进水水量和水质变化的影响，当进水的水量增大，水质变差（主要反应在进水污染物当量的增加上）的工况下，原有的曝气量会被异养型细菌消耗在有机物的去除上，在不增加曝气量的条件下，硝化菌势必缺少足够的氧气来满足硝化反应所需，就会导致氨氮的超标。因此对进水水质水量（污染物当量）的实时核算，是氨氮工艺管理细节的基础前提。
但是也需要注意的是，随着除磷脱氮工艺的强化设计，在反硝化区和厌氧区对小分子易降解碳源被反硝化反应和厌氧释磷过程中消耗掉，这样总体进入到好氧区内的有机物总量明显低于进水的有机污染物的含量，这样就使好氧区有机物的降解所需的溶解氧下降，在推流式的生物池中，更快的进入到硝化反应为主体的好氧曝气区域内，这样在生物池曝气末端就会出现过多的剩余溶解氧，通过在线或者人工检测，可以发现末端溶解氧非常高，末端的高溶解氧导致内回流中携带大量的游离态的溶解氧，进入到缺氧池的反硝化区域内，同样为活性污泥中的异养型细菌提供了好氧环境，造成缺氧池的部分区域好氧功能化，缩减了缺氧池的有效池容。基于这种脱氮的特殊的工艺情况，需要工艺运行人员针对溶解氧合理的进行工艺管控，可以通过检测曝气区水流沿程溶解氧、有机物COD、氨氮的变化曲线，绘制污染物降解的曲线，根据曲线的平缓变化来进行进行溶解氧的合理调控，而不是尽可能的保持高溶解氧来维持低浓度的出水氨氮指标，好氧末端的高溶氧不论从脱氮的反应机理，运行的经济性都是不合理的。
不同的曝气装置和不同状态下的曝气装置带来的氧气的转移率不同，也是工艺的细节管理中需要认真注意的。生物池的曝气装置安装在生物池内，或者表面，或者池底，基于生物池本身的结构特性，曝气装置处于一个较为尴尬的位置，功能重要但是难于检修，检修就意味着停水停产，而监管部门不容许停产，不检修又严重影响曝气装置的功能发挥，导致污染物去除能力下降，这就造成了污水厂运行到一定时段后出现的困局。同时还有部分地区的污水中钙镁离子的硬度，造成曝气装置内部的堵塞，曝气装置的安装过程中的漏洞，使曝气装置损坏或者堵塞，都是曝气装置的通常会遇到的问题。生物池良好的曝气的管理是需要在污水厂的整体的设备管理中进行系统化通盘考虑的一项工作，结合曝气装置的生命周期，根据进水水质水量的历史数据状况，建设曝气设备的工艺管理细节，也是污水厂运行管理中的细节内容之一。
延伸阅读：
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（一）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（三）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（四）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（五）-污水提升泵房的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（六）-调节池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（七）-细格栅的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（八）-除砂池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（九）-初沉池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十）-生化池的运行细节1
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十一）-生化池的运行细节2
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十二）-生化池的运行细节3
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十三）-生化池的运行细节4
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十五）——生化池的运行细节6
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十六）-生化池的运行细节7
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十七）-生化池的运行细节8
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十八）-生化池的运行细节9
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十九）-生化池的运行细节10
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