反硝化浮泥產生的原因及預防措施

反硝化浮泥產生的因素 

沉淀池底部的高固體濃度以及廢(污)水需在池內停留一定時間(缺氧條件)增加了反硝化產生氮氣的可能性。當氮氣的溶解度超過臨界值(一定水壓下的飽和濃度)時就會釋放出來。在泥水混合液向沉淀池底層壓縮沉淀的過程中，氮氣的飽和程度取決于水深(其增加會導致氮氣溶解度增加)和反硝化反應(使氮氣濃度增加)程度。在池中一定水深下，影響氮氣濃度的因素有許多，泥水混合液中的氮氣濃度達到臨界值將會增加浮泥出現的幾率。

氮氣在水中的溶解度取決于特定溫度、壓強下的氣液相平衡，隨著溫度的升高水中氮氣的飽和濃度將下降。在曝氣池中，氧氣的消耗導致氣相中的氮組分所占比例增加，這促使液相中的氮組分也增加，最終氣、液兩相中的氮組分達到平衡。

沉淀池中的污泥濃度高而DO低，這極大地促進了反硝化的進行，且停留時間越長產生的氮氣越多。沉淀池的深度影響氮氣的飽和濃度(隨水深的增加飽和濃度相應增大)，因此沉淀池底部氮氣的飽和濃度最高。在出水排出沉淀池的過程中，隨著壓力的減小氮氣的飽和濃度將下降，這導致氮氣釋放出來而產生浮泥。

沉淀池中的氮氣主要是由反硝化產生的，而反硝化速率主要取決于四個因素：沉淀池進水的硝酸鹽濃度、溫度、可利用的碳源、沉淀池中的污泥濃度。

r_v=r_x▪x

式中：

r_v——單位體積的反硝化速率；

r_x——微生物的反硝化速率，是溫度及可利用碳源的函數；

x——微生物濃度，是污泥濃度、沉淀池操作方式、SVI等的函數。

對于有硝化工藝的活性污泥系統來說，到達沉淀池的碳源是緩慢降解的，因此反硝化速率相對較低。溫度對反硝化過程有重要的影響，隨著溫度的升高則內源碳的反硝化速率將大幅上升。

氧氣對反硝化過程有抑制作用(O₂接受電子的能力遠遠高于NO₂^-和NO₃^-)，沉淀池進水中一定量的氧氣將延遲反硝化過程和抑制沉淀池中氮氣的產生。

避免反硝化浮泥的措施 

首先應盡可能地降低進入二沉池的硝酸鹽濃度，這可通過將硝化過程控制在低負荷下運行或設置缺氧池(單獨或合建)使反硝化在前序構筑物內完成來實現。另外，也可延長污泥齡以穩定污泥(降低活性部分)和可生化的有機質，從而降低沉淀池中的反硝化速率。

溫度對不同池在水溫較低的情況下由沉淀池深度增加所引起的飽和濃度差異較顯著(深度為3.5m和5m時的飽和濃度相差近6mg/L)，但當水溫上升到20℃以上時，其濃度的差異顯著減小，在30℃時飽和濃度之差＜2mg/L。

隨著沉淀池深度的增加，氮氣的臨界飽和濃度也相應增加，但在溫度高時不足以抵消因水力停留時間延長而產生的那部分氮氣，反而更易產生浮泥，故只能適當增加設計池深。

溫度上升時，反硝化速率上升是導致浮泥產生的主要原因。在不影響泥水分離效果的前提下，適當減少二沉池中的污泥停留時間以降低反硝化生成的氮氣量，有助于解決由反硝化引起的浮泥問題。

沉淀池進水中一定量的氧氣將延遲反硝化過程，但氧氣對大部分反硝化細菌本身卻并不抑制，而且這些細菌呼吸鏈的一些成分甚至需要在有氧的情況下才能合成。當溫度＞20℃時，進水中的溶解氧(濃度很低)對反硝化過程的延遲極為有限，試驗中可投加H₂O₂作為氧源，但在工程上很難實現。

綜上所述，在溫度較低時采取增加二沉池池深、適當減少污泥停留時間及增加進水的溶解氧濃度等措施來避免浮泥產生都是可行的，但當溫度高時這些措施收效甚微，其原因一方面是水中氮氣的飽和濃度明顯下降，另一方面是硝化細菌活躍而使得硝化作用加強，造成沉淀池進水硝態氮濃度升高。

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