南方地区污水处理厂低温生物脱氮对策研究_王阿华

28　　　给水排水　Vol.35　No.10　2009南方地区污水处理厂低温生物脱氮对策研究王阿华1　杨小丽2　叶　峰1(1南京市市政设计研究院有限责任公司,南京　210008;2东南大学市政工程系,南京　210096)　　摘要　对江苏太湖流域的污水处理厂进行调研发现,冬季南方地区污水处理厂的最低水温小于10℃,严重影响了脱氮效果,使出水难以达标。根据污水处理厂冬季水温特征和低温脱氮影响规律,重点分析了低温生物脱氮的影响因子,并以实际工程为例探讨影响低温生物脱氮各运行参数的范围,在此基础上从设计和运行角度分别提出低温生物脱氮的对策。关键词　污水处理厂　低温　生物脱氮　硝化　反硝化　太湖流域1　问题的提出生物脱氮主要由硝化和反硝化两个阶段完成,硝化菌和反硝化菌的生存受低温的负面影响非常显著。从宏观角度来看,冬季寒冷的气候条件致使污水处理系统中微生物数量减少,活性降低;从微观角度来看,温度的降低对微生物的生理特性有重要的影响,如微生物对营养物质的转运减慢、吸收减少,对蛋白质的合成速率降低,生命代谢活动减缓等,导致冬季低温条件下污水生物处理效果大为降低[1,2]。硝化效果往往是生物脱氮的关键,硝化反应受温度影响很大,温度不但影响硝化菌的比增长速率,而且影响其活性。对于同时去除有机物和进行硝化反应的系统,温度低于15℃时硝化速率急剧降低。Head等人发现[3],温度分别由20℃、25℃、30℃迅速降至10℃时,硝化作用分别下降了58%、71%和82%。反硝化反应的适宜温度为20～35℃,低于15℃时,反硝化细菌的繁殖速率、代谢速率和生物活性都降低,进而导致脱氮效果下降。随着温度的降低,反硝化速率明显下降,同时使得缺氧区中溶解氧的含量增加,也抑制了硝酸盐氮的还原。2008～2009年对江苏省太湖流域3个城市6座污水处理厂(分别计为THA1、THA2、THB1、THB2、THC1、THC2)水温进行的调查研究表明,污水水温变化范围为9.6～31℃(对应的气温变化范围为-6～40℃),其中12、1、2、3四个月平均污水水温最低,均低于15℃,水温低于12℃的比例为9%(大约30天)。图1为太湖流域A市某污水处理厂(THA2)水温与NH3—N和TN去除效果的关系。图1　THA2污水处理厂水温与生物脱氮效果的关系由图1可见,THA2污水处理厂NH3—N去除率在11℃左右最低,11～