反硝化池脱氮效率差 是什么原因？

【社区案例】缺氧池反硝化看着还可以啊，产生的小气泡很多，打上来观察一下，一会就浮着一层泥，但是总氮还是非常高，是什么原因？

缺氧池脱氮效率差，其实和TN超标的问题重合度很高，颜胖子之前写过很多氨氮和TN的文章，反硝化脱氮效率低的问题并也不是很复杂，对照文内原因一一对应就行了，本文增加了一些公式的推导，让小伙伴们能更深刻的理解所写的内容！

一、缺少碳源

对于脱氮系统，反硝化池中理论上只要CN比为2.86时，就可以完全脱氮，如果再加上微生物自身生长，CN比为3.70时可以完全脱氮公式如下：

假设C为甲醇，甲醇氧化的过程可用（1）式所示，

CH3OH+1.5O₂→CO₂+2H₂O（1）

1、反硝化的时候，如果不包含微生物自身生长，方程式非常简单，通常以甲醇为碳源来表示。

6NO₃^-+5CH₃OH→3N₂+5CO₂+7H₂O+6OH^-（2）

由（1）式可以得到甲醇与氧气（即COD）的对应关系：1mol甲醇对应1.5mol氧气，由（2）式可以得到甲醇与NO3-的对应关系，1mol甲醇对应1.2molNO3-，两者比较可以得到，1molNO₃^--N对应1.25molO2，即14gN对应40gO₂，因此C/N=40/14=2.86。

2、反硝化的时候，如果包含微生物自身生长，如（3）式所示。

NO₃^-+1.08CH₃OH→0,065C5H7NO₂+0.47N₂+1.68CO₂+HCO₃^-（3）

同样的道理，我们可以计算出C/N=3.70。

但是理论终究是理论，并没有考虑内回流所携带的氧气。正常情况下，反硝化菌只有在消耗完内回流携带的氧气之后才进行反硝化，所以，这一部分的氧气也是消耗了碳源，所以在一些手册中也给予了规定，要求AO脱氮工艺的CN比控制大于4，实际运行中CN（COD：TN）比一般控制在4~6，缺少碳源，是我目前遇到很多朋友TN不达标的*多的原因之一！

解决办法：按CN比4~6，投加碳源

二、回流比过小

其实在反硝化脱氮中，回流比与碳源都是站C位的！

反硝化效率的公式η=(r+R)/(1+ r+R)，其中R是外回流比，r是内回流比。公式推导：

推导这个公式之前，咱们需要设置一些前提条件！假设进水硝态氮是0，反硝化脱氮完全，而硝化液回流中TN（硝态氮）含量与出水的TN（硝态氮）含量是相同的，那么反硝化脱氮的量为进入反硝化池的氮的总量为（r+R）QTN出，根据物质守恒定律：进水TN等于出水TN+反硝化脱氮+细菌同化消耗的氮源的和！公式如下：

QTN进=QTN出+（r+R）QTN出+TN同化

对于细菌同化消耗的氮源，我们忽略不计！那么公式就变为：

QTN进=QTN出+（r+R）QTN出↓TN出/TN进=1/（1+r+R）～①将公式①带入脱氮效率公式：

η=（TN进-TN出）/TN进

↓η=1-TN出/TN进↓η=［（1+r+R）-1］/（1+r+R）↓η=（r+R）/（1+r+R）

因为外回流比控制的比较小（30-50%），所以我们一般会省略为η=r/(1+ r)！

根据公式来看，在碳源充足的情况下，反硝化的脱氮效率只和内回流有关系！内回流的大小决定了脱氮效率。

目前的脱氮工艺，我们应用的都是前置反硝化及变种，但是内回流再大，都会有部分硝态氮随着水流走的，并不能达到100%的硝化液回流！所以我们会将其控制在一个合适的范围！

过低的内回流比会导致脱氮效率下降，出水TN超标，但是过高的内回流，一方面会携带更多的DO，消耗碳源和破坏缺氧环境，并且导致电费增长，在内回流比大于600%时，内回流的提高，脱氮效率并不会提高很多，导致性价比比较差！

解决办法：

在保证脱氮效率的情况下结合DO影响及性价比的关系，一般控制在200~400%，有的脱氮工艺是内外回流合并在一起的，内外回流比也要控制在这个范围，这个范围既保证了污泥的回流，也保证了硝化液的回流，保证反硝化的脱氮效率！

三、反硝化池环境破坏

这种情况的出现的标志是，反硝化池DO大于0.5，破坏了缺氧环境，使兼性异养菌优先利用氧气来代谢，硝态氮无法脱除，整体导致TN的升高，反硝化池缺氧环境破坏，后面往往带来的可能是氨氮的超标，原因是硝化细菌无法形成优势菌种，不过曝气池足够大，还是没有问题的！

解决办法：

1、内回流过大，导致携带DO过多的，调小内回流比或者关小内回流处曝气。

2、其他问题导致的DO高，例如进水与水面相隔过高，导致跌落充氧，要减少高度差等。

四、反硝化反应时间不够

在设计规范中反硝化池的水力停留时间（HRT）要求在2～10h，也就是*低的HRT要控制在2h以上，低于*低停留时间反硝化会进行的不彻底！

解决办法：

1、超出设计标准的进水量导致的HRT缩短，可以考虑增加反硝化池的容积，例如新建或者将一些过余的建筑改成反硝化池。

2、污泥回流导致的HRT缩短，在实际中水力停留时间的计算需要算上污泥回流的量，污泥回流比越大反硝化的HRT越短，过大的污泥回流会导致反硝化的HRT不足，这一点很少有人去考虑，其实污泥回流并不需要控制很大，控制的越大，回流污泥浓度越小，回流中水越多！这种情况可以适当控制污泥回流比来解决。

五、脱氮效率过高

在设计规范中脱氮效率一般在60～85%，问题中一级AO脱氮效率已经超过了90%，对于市政污水来说已经很不错了，但是在高氨氮的工艺废水中，要求TN达到一级A，对一级AO工艺来说有点强人所难了。

解决办法：

采用二级或者多级AO的工艺来解决。