隨著城市化、工業(yè)化進程的加快和環(huán)保的日益嚴格，城市污水處理廠的穩(wěn)定運行尤為重要。目前，大型污水廠多采用傳統(tǒng)活性污泥法、A/O法和A2/O法等生物處理法。在處理過程中，脫氮主要通過硝化、反硝化過程實現(xiàn)，硝化細菌多為自養(yǎng)菌，增殖緩慢，世代時間長，對外界因素敏感，易受水質、水量沖擊。一旦工業(yè)廢水進入城市生活污水處理系統(tǒng)，將對生物系統(tǒng)造成沖擊，硝化細菌可能大量消失，很難自然恢復，并導致出水氨氮超標。這種情況下，通常采取投加高效生物菌種、有機營養(yǎng)劑和折點加氯等措施，但費用較高。

研究針對北方某城市污水處理廠運行過程中出水氨氮含量超標突發(fā)事故，實地考察分析了該事故發(fā)生的可能原因、存在問題及影響，并提出了相應的處理措施，以供其他污水處理廠參考。

1氨氮含量超標突發(fā)事件介紹

某城鎮(zhèn)污水處理廠設計總規(guī)模為10×104m3/d，進水主要是該市的生活污水。該污水處理廠主要采用A/O和A2/O可互相調節(jié)的生化處理工藝，建成后主要運行A/O工藝，剩余污泥采用板框壓濾機脫水處理工藝，出水執(zhí)行GB18918-2002的一級A標準[9]。設計進出水指標：COD≤350mg/L，BOD5≤160mg/L，pH為6.5～8.5，SS、NH3-N、TN、TP的質量濃度分別≤200、≤32、≤45、≤2.5mg/L。

該污水處理廠一直運行良好，二沉池出水NH3-N的質量濃度穩(wěn)定在1～4mg/L。但某天凌晨開始，進水水質出現(xiàn)大幅度波動，來水COD在300～1951mg/L波動，NH3-N的質量濃度30～49mg/L波動;pH也波動，且偏小;從現(xiàn)場來水水質觀察，可以看出進水階段性含有大量不同顏色泡沫，水質顏色發(fā)黑。此污水處理廠位于北方，來水沖擊發(fā)生在冬季1月末，水溫較低，低于12℃;階段性沖擊共持續(xù)約10d;初沉池未投運;生物池運行工藝為A/O工藝。

運行人員根據(jù)以往經(jīng)驗，減少進水量至7×104m3/d，增開1臺鼓風機，加大曝氣量，但出水仍沒有改善，出水NH3-N含量仍持續(xù)升高，直至超標。管理人員初步判斷是進水瞬間沖擊造成的，在入水端投加乙酸鈉補充碳源，出水端投加氯化鎂、磷酸氫二鈉，但出水水質并沒有明顯改善。

根據(jù)現(xiàn)場感官和數(shù)據(jù)分析可知，生物池好氧區(qū)表面有大量泡沫夾帶浮泥，顏色為棕褐色;好氧區(qū)DO的質量濃度為2.0～5.0mg/L，不存在DO含量不足的問題;好氧區(qū)污泥解體嚴重，但污泥沉降比(SV30)高達94%，污泥容積指數(shù)(SVI)為200～225，污泥趨于膨脹;好氧區(qū)微生物鏡檢未見絲狀菌大量繁殖，初步判斷并非是絲狀菌污泥膨脹;總出水NH3-N含量超標，且持續(xù)升高;總出水COD升高但幅度不大，未超標。

2存在問題及影響

通過現(xiàn)場運行情況和數(shù)據(jù)分析，可判斷此次NH3-N含量超標事故存在的問題及影響主要有：

1)來水高負荷沖擊，這是影響此次出水NH3-N含量連續(xù)超標的主要原因。來水COD波動較大，瞬間沖擊高達1950mg/L，NH3-N的質量濃度升高至30～49mg/L，間斷沖擊持續(xù)約為10d，對生物系統(tǒng)造成沖擊。分析原因可能是亞硝化菌和硝化菌大多為專性無機營養(yǎng)型，而在污水處理中常存在大量兼性有機營養(yǎng)型細菌，COD高時，主要進行有機物的氧化分解過程，以獲得更多的能量來源，而硝化反應緩慢，成為劣勢菌種，導致硝化效果不好。此外，工業(yè)廢水中可能含有有毒有害物質，對硝化系統(tǒng)造成沖擊。

2)COD與SS含量比例失調。設計COD和SS的質量濃度比為35:18，目前約為1:1，初沉池未投用，無機灰分無法去除，致使活性污泥的的有效成分偏低，實際有機污泥負荷偏高。SV30不正常，無機物含量高，導致MLSS含量高，但ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)為0.39～0.46，計算負荷有偏差，排泥量過大。此外，無機顆粒沉降于好氧區(qū)，易堵塞曝氣頭，影響曝氣效果。

3)來水攜帶大量泡沫。生物池出現(xiàn)污泥沉降比和污泥指數(shù)均高的現(xiàn)象，而泡沫是嚴重影響生物反應池污泥性狀的主要因素。來水呈現(xiàn)不同顏色泡沫，泡沫影響壓縮沉降，生物池污泥沉降比高達94%;從感官和數(shù)據(jù)分析，污泥指數(shù)高屬于非絲狀菌污泥膨脹，不排除產(chǎn)生泡沫物質包裹活性污泥菌團，影響了硝化菌效率。

4)來水pH變化幅度大。硝化反應受pH影響很大，硝化菌在生長過程中會消耗大量堿度，故pH稍高于7～8，有利于硝化作用，7.5～8.5最佳。在來水沖擊期間，pH變化幅度大，有時偏低，導致活性污泥沉降絮凝性變差，污泥解體，活性污泥系統(tǒng)受抑制恢復需要時間長。

5)長期低負荷運行。該廠正常運行時COD為139.4～245.5mg/L，平均為169.4mg/L，生物池長期低負荷運行，活性污泥處于老化狀態(tài);當來水沖擊時，污泥的抗沖擊性能差，破壞了微生物硝化系統(tǒng)。

6)曝氣量過大。該廠長期低負荷運行，污泥老化，當來水沖擊時，運行人員調大曝氣量，在曝氣頻繁的剪切作用下會加劇污泥解體和自氧化;在來水沖擊期間，由于營養(yǎng)劑補充不足，活性污泥合成新生代的細胞壁受阻，不能有效提高活性污泥含量。此外，生物池部分曝氣頭損壞脫落，影響曝氣效果，且曝氣頭脫落處易對污泥絮體造成沖擊。

7)生物池表面有棕褐色且堆積過度的液面浮渣。分析原因可能是：一方面，來水COD波動大，污泥負荷過高，易形成粘稠不易破碎的泡沫，且堆積性好;另一方面活性污泥老化、解體，在過度曝氣作用下，包裹大量的細小氣泡而浮于液面，在不斷曝氣的作用下，浮渣也不斷的積聚，最終形成厚厚的棕褐色浮渣層。

8)其他影響NH3-N含量超標的原因。此次突發(fā)事件發(fā)生在1月份，氣溫低于12℃，一般認為水溫<15℃后系統(tǒng)的硝化能力會減弱，抗沖擊能力差[10];部分設備損壞，沒有及時維修，影響運行效果;在線儀表有COD和NH3-N含量監(jiān)測，但數(shù)據(jù)不準確;沒有pH監(jiān)測，其他數(shù)據(jù)都是分析化驗得來，每天早上化驗1次，不能及時監(jiān)測來水指標，工藝調整滯后;事故發(fā)生后，沒有及時采取有效措施，造成系統(tǒng)崩潰。

3工藝調整方案

1)恢復初沉池和生物池A2/O工藝條件。進水處理量調至8×104m3/d，并重新核算調整污泥負荷等參數(shù)。回流比調至外回流體積比100%，內回流體積比由100%逐漸提升至200%，維持生物池較高的污泥含量，增加系統(tǒng)的抗沖擊能力。

2)投加活性污泥。增加生物池排泥量，將污泥的質量濃度降至2g/L，再補充生物污泥至污泥的質量濃度為5g/L。每次投加2車，每車10t，投加后觀察污泥性狀和處理效果，3d后再進行此項操作。經(jīng)過適應性培養(yǎng)及馴化提高活性污泥有機成份的比例，穩(wěn)定污泥負荷。

3)調整曝氣量。前期由于過度曝氣導致污泥老化，先減少1臺風機，待投加污泥和補充碳源等操作后，逐漸增開1臺風機，增大曝氣量，以滿足微生物的供氧需求，促進微生物的繁殖。根據(jù)實際運行情況調整好氧區(qū)供氣條件，保證好氧區(qū)出水DO的質量濃度控制在1.5mg/L左右。

4)補充碳源。在進水水質變化且碳源不足時，可適當投加碳源。