【正文】 硫酸鹽含量過高會(huì)導(dǎo)致反硫化的進(jìn)行，進(jìn)而影響反硝化的正常進(jìn)行，鈣和氨的濃度過高也會(huì)抑制反硝化作用。因此，一般認(rèn)為，當(dāng)污水的BOD5/TKN值大于4～6時(shí)，可認(rèn)為碳源充足，不需要另外投加碳源，否則，應(yīng)當(dāng)投加甲醇或其它易降解有機(jī)物作為碳源。揮發(fā)性有機(jī)酸、甲醇等是理想的反硝化反應(yīng)碳源物質(zhì)，因此，啤酒污水等含揮發(fā)性有機(jī)物質(zhì)的污水可作為反硝化反應(yīng)脫氮的碳源，而以城市污水或內(nèi)源代謝物質(zhì)作為反硝化反應(yīng)碳源時(shí)的反硝化速率就要低得多。此外，pH值還影響反硝化的最終產(chǎn)物，pH值﹥，pH值﹤。反硝化反應(yīng)將受到強(qiáng)烈抑制。因此，為使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行，由于生物膜對氧傳遞的阻力較大，即使混合液中有一定量的DO，生物膜內(nèi)層仍呈缺氧狀態(tài)而繼續(xù)進(jìn)行反硝化，所以附著型生物處理系統(tǒng)可以容許較高的溶解氧濃度（一般低于1mg/L）。所以為了保證反硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行，必須保持嚴(yán)格的缺氧狀態(tài)，保持氧化還原電位為50～110mV。②溶解氧：反硝化菌是兼性菌，既能進(jìn)行有氧呼吸，也能進(jìn)行無氧呼吸。溫度對反硝化反應(yīng)的影響與反硝化設(shè)備的類型（微生物懸浮生長型與附著生長型）及硝酸鹽負(fù)荷有關(guān)。一般認(rèn)為，(MLVSS?d)時(shí)，硝化反應(yīng)才能正常進(jìn)行。硝化菌是一類自養(yǎng)菌，有機(jī)物濃度不是其生長的限制因素，如果有機(jī)物濃度過高，會(huì)使生長速率較快的異氧菌迅速繁殖，爭奪混合液中的溶解氧，從而使生長緩慢且好氧的硝化菌得不到優(yōu)勢，降低硝化速率。較長的泥齡可增強(qiáng)硝化反應(yīng)的能力，并可減輕有毒物質(zhì)刺激的抑制作用。⑤泥齡：為保證反應(yīng)器中的存活并維持一定數(shù)量和性能的硝化菌，活性污泥在其中的停留時(shí)間SRT即泥齡必須大于硝化菌的最小世代周期，否則硝化菌的流失率大于其繁殖率，最終使其從系統(tǒng)中數(shù)量越來越少。有機(jī)物濃度高時(shí)，異養(yǎng)菌的數(shù)量會(huì)大大超過硝化菌，從而阻礙氨向硝化菌的轉(zhuǎn)移，硝化菌能利用的溶解氧也因異養(yǎng)菌的利用而減少，硝化反應(yīng)能順利進(jìn)行所要求的BOD5值一般應(yīng)低于20mg/L。④有毒物質(zhì)：過高的氨氮、重金屬、有毒物質(zhì)及某些有機(jī)物對硝化反應(yīng)都有抑制作用。硝化菌經(jīng)過一段時(shí)間的馴化后，硝化反應(yīng)可以在較低的pH值條件下進(jìn)行，但pH值突然降低也會(huì)引起硝化反應(yīng)速度的驟降。另外，因此，如果污水沒有足夠的堿度進(jìn)行緩沖，硝化反應(yīng)將導(dǎo)致pH值下降、反應(yīng)速率減緩。因此當(dāng)泥齡降低時(shí)，為維持較高的硝化速率，應(yīng)該相應(yīng)提高溶解氧濃度。因此，在低泥齡條件下，由于含碳有機(jī)物氧化速率的增加使耗氧速率增加，減少了溶解氧對生物絮體的穿透力，進(jìn)而降低了硝化反應(yīng)速率。對于同時(shí)去除有機(jī)物和進(jìn)行硝化的工藝，硝化菌約占活性污泥的5%左右，且大部分處于生物絮體的內(nèi)部。低溫對硝酸菌的抑制作用更為強(qiáng)烈，因此在12～14oC的系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。在5～35oC的范圍內(nèi)，硝化反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快；但達(dá)到30oC后，蛋白質(zhì)的變性會(huì)降低硝化菌的活性，硝化反應(yīng)增加的幅度變小。生物脫氮的工藝控制⑴硝化過程的影響因素即對硝化菌有影響的因素可歸納如下：①溫度：硝化反應(yīng)的最適宜溫度范圍是30～35oC，溫度不但影響硝化菌的比增長速率，而且影響硝化菌的活性。事實(shí)上反硝化過程只是硝酸鹽還原的其中一個(gè)過程—異化過程，在異化過程的同時(shí)，還有一個(gè)同化過程，硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氨氮用于細(xì)胞合成。反硝化過程是反硝化菌異化硝酸鹽的過程，即由硝化菌產(chǎn)生的硝酸鹽和亞硝酸鹽在反硝化菌的作用下，被還原為氮?dú)夂髲乃幸绯龅倪^程。這兩類細(xì)菌統(tǒng)稱為硝化菌，這些細(xì)菌所利用的碳源是CO3HCO3和CO2等無機(jī)碳。污水中氮在生物處理過程中的轉(zhuǎn)化過程如圖161所示。硝化菌把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，這一過程稱為“硝化反應(yīng)”；反硝化菌把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，這一過程稱為“反硝化反應(yīng)”。只有不到20%～40%的氮在傳統(tǒng)的二級處理中被去除。近十年來城市二級污水處理廠生物除磷脫氮技術(shù)取得了顯著成果，但出水仍不能滿足工業(yè)和城市的回用要求，新的除磷脫氮技術(shù)正被不斷研究開發(fā)，因此無論是新建污水廠還是已有污水廠都面臨著污水脫磷除氮的要求。表51列舉了污水深度處理的目的、去除對象和所采用的處理技術(shù)的部分內(nèi)容。第六節(jié) 特殊水質(zhì)要求的深度處理單元技術(shù)特殊水質(zhì)要求，包括進(jìn)一步去除廢水中的懸浮物（SS）、有機(jī)物、氮和磷等營養(yǎng)鹽、可溶的無機(jī)鹽等。此時(shí)可多加1mL鄰聯(lián)甲苯胺標(biāo)準(zhǔn)溶液，即可產(chǎn)生正常的淡黃色?？傆嗦葴p去游離性余氯即是化合性余氯。在測定過程的所有操作都要避免陽光直接照射，最好在盡可能低的溫度下和柔和的光線下進(jìn)行，而且所有的比色法都需要用顏色和濁度空白來補(bǔ)償原水的顏色和色度，尤其是濁度和色度較高時(shí)必須測定空白值。由于氯在水溶液中非常不穩(wěn)定，特別是在濃度較低時(shí)或受到陽光等強(qiáng)光的照射及受到攪動(dòng)時(shí)，氯含量會(huì)迅速減少。余氯的測定可以使用碘量滴定法、鄰聯(lián)甲苯胺目視比色法、N,N二乙基對苯二胺（DPD）亞鐵滴定法、N,N二乙基對苯二胺分光光度法等。一般水中沒有氨或銨存在時(shí)，余氯為游離性余氯，而水中含有氨或銨時(shí)，余氯通常只含有化合性余氯，有時(shí)是余氯和化合性余氯共存。余氯有游離性余氯（ClHOCl和OCl）和化合性余氯（NH2Cl、NHCl2和NCl3）兩種形式，這兩種形式能同時(shí)存在于同一水樣中，兩者之和稱為總余氯。這就要求向水中投加的消毒劑，其投加量不僅能滿足殺滅水中病原體的需要，而且還要保留一定的剩余量防止在水的輸送過程中出現(xiàn)病原體的再增殖，如果使用氯消毒，那么超出當(dāng)時(shí)消毒需要的這部分消毒劑就是余氯。余氯是水經(jīng)加氯消毒接觸一定時(shí)間后余留在水中的氯，其作用是保持持續(xù)的殺菌能力。一般在開泵前，應(yīng)檢查好加氯設(shè)備，做好加氯前的各項(xiàng)準(zhǔn)備，以確保接到開泵信號后能及時(shí)加氯；停泵前應(yīng)提前23min關(guān)閉出氯總閥，停止加氯；當(dāng)澄清過濾后的濁度、PH值發(fā)生變化時(shí)要及時(shí)調(diào)整加氯量。加強(qiáng)前后工序的聯(lián)系加氯量與出水量、水的澄清、過濾處理效果有密切的關(guān)系。三、運(yùn)行管理與維護(hù)掌握好原水水質(zhì)的變化原水水質(zhì)變化對加氯量影響很大，氯在水中為殺滅細(xì)菌所消耗的數(shù)量很小，而存在于水中的各種有機(jī)無機(jī)物質(zhì)都消耗大量氯，因此，加氯量不足就不能有效地殺菌，也不能保證出廠余氯。PH控制廢水pH值的變化對采用加氯消毒的效果影響很大，～， pH值升高會(huì)使消毒效果下降，使用中應(yīng)予以適當(dāng)?shù)目紤]。而廢水水質(zhì)越復(fù)雜對消毒效果影響越大。但在大多數(shù)情況下，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定消毒劑的投加量和反應(yīng)接觸時(shí)間，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。因此需要選擇確定一個(gè)適宜的投藥量，以達(dá)到既能滿足消毒殺菌的指標(biāo)要求，同時(shí)又能使運(yùn)行費(fèi)用較低。比如臭氧達(dá)到某種消毒效果要求投加量與接觸時(shí)間的乘積是5的話，要達(dá)到同樣效果，二氧化氯和氯的投加量與接觸時(shí)間的乘積分別是120和1440。二、工藝控制投加量控制消毒效果與消毒劑的投加濃度和接觸時(shí)間成正比，因此控制和影響消毒效果的最主要因素是消毒劑的投加量和接觸時(shí)間。⑷臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通入污水中的臭氧往往不能被全部利用。⑶臭氧具有強(qiáng)烈的腐蝕性，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對其分解有強(qiáng)烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。⑵臭氧極不穩(wěn)定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。使用臭氧時(shí)要注意以下事項(xiàng)：⑴臭氧是一種有毒氣體，對人體眼和呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是(1～4)108m3/m3，當(dāng)空氣中臭氧體積比濃度達(dá)到(1～10)106m3/m3時(shí)，就會(huì)使人出現(xiàn)頭痛、惡心等癥狀。為此，臭氧氧化工藝主要包括空氣凈化干燥裝置、臭氧發(fā)生器以及水臭氧的接觸池。為了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深較大的接觸池，而且應(yīng)使臭氧以微氣泡形式，在水中迅速混合和擴(kuò)散。內(nèi)、外管之間留有1～2mm的環(huán)形放電間隙。每根放電管均有兩根同心圓管組成，外管為金屬管（不銹鋼管或鋁管），內(nèi)管為玻璃管作介電體。臭氧消毒水處理中應(yīng)用的臭氧發(fā)生器多是無聲放電法，其生產(chǎn)臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間通入高壓交流電后，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。④設(shè)備安裝維修簡單，運(yùn)行安全可靠，除了定期或根據(jù)需要更換紫外燈管外，幾乎沒有什么操作，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，管理簡單。世界上最大的紫外消毒工程在新西蘭，每天處理超過120萬m3水量的消毒間面積僅為20m40m。②細(xì)菌病毒等病原微生物暴露在C波段紫外光UVC下，僅6s內(nèi)產(chǎn)生的物理化學(xué)反應(yīng)就能使其DNA受到致命破壞，達(dá)到消毒殺菌的目的。如果水流處于層流狀態(tài)，因?yàn)樽贤鉄粼谒械姆植疾豢赡芙^對均勻，所以水流平穩(wěn)地流過紫外燈區(qū)，部分微生物就有可能在紫外線強(qiáng)度較弱的部位穿過，而紊流狀態(tài)可以使水流充分接近紫外燈，達(dá)到較好的消毒效果。化學(xué)清洗除了要消耗藥劑外，還要將消毒裝置停運(yùn)，因此實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗防止燈管表面結(jié)垢是UV消毒技術(shù)運(yùn)行中的最實(shí)際問題。為使污水得到充分的消毒，必須綜合考慮這三個(gè)因素，使紫外線劑量適中。紫外線劑量=紫外線強(qiáng)度曝光時(shí)間。③紫外線劑量大小是決定微生物失活的關(guān)鍵。因此紫外燈與其鎮(zhèn)流器（），再加上監(jiān)測控制（校驗(yàn)調(diào)整UV強(qiáng)度）系統(tǒng)是UV消毒的核心。⑴紫外消毒的技術(shù)關(guān)鍵①紫外線的最有效范圍是UVC，波長為200～280nm的紫外線正好與微生物失活的頻譜曲線相重合，尤其是波長為254nm的紫外線，是微生物失活的頻譜曲線的峰值。按燈管內(nèi)汞蒸汽壓力的大小，紫外燈可分為低壓汞燈（～133Pa）、中壓汞燈（～1MPa）、高壓汞燈（汞蒸汽壓力高達(dá)20MPa）。紫外消毒紫外消毒技術(shù)是利用特殊設(shè)計(jì)制造的高強(qiáng)度、高效率和長壽命的C波段254 nm紫外光發(fā)生裝置產(chǎn)生的強(qiáng)紫外光照射水流，使水中的各種病原體細(xì)胞組織中的DNA結(jié)構(gòu)受到破壞而失去活性，從而達(dá)到消毒殺菌的目的。⑤穩(wěn)定二氧化氯溶液本身沒有毒性，活化后才能釋放出二氧化氯，因此活化時(shí)要控制好反應(yīng)強(qiáng)度，以免產(chǎn)生的二氧化氯在空氣中的積聚濃度過高而引起爆炸。③采用現(xiàn)場制備二氧化氯的方法時(shí)，要防止二氧化氯在空氣中的積聚濃度過高而引起爆炸，一般要配備收集和中和二氧化氯制取過程中析出或泄漏氣體的措施。當(dāng)僅作為消毒劑時(shí)，～；當(dāng)兼用作除嗅劑時(shí)，～；當(dāng)兼用作氧化劑去除鐵、錳和有機(jī)物時(shí)，投加范圍是1～。④二氧化氯不與水中的氨氮等化合物作用而被消耗，因此在相同的有效氯投加量下，可以保持較高的余氯濃度，取得較好的消毒殺菌效果。③二氧化氯在較廣泛的pH范圍內(nèi)具有很強(qiáng)氧化能力，氧化能力為自由氯的2倍。在較高的 PH 值下，ClO2 消毒能力比氯強(qiáng)。⑴二氧化氯消毒的特點(diǎn)①二氧化氯不與含氮有機(jī)物等某些耗氯物質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng)，消毒時(shí)可不致產(chǎn)生氯酚臭味和三鹵甲烷等氯代烴類物質(zhì)，因此尤其適合于含酚或有機(jī)物污垢較多的污水。二氧化氯消毒使用氯、鹽酸或稀硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應(yīng)的辦法生產(chǎn)二氧化氯的裝置很多，其主要過程是使用兩個(gè)計(jì)量泵分別向壓力反應(yīng)室內(nèi)送入一定濃度和一定比例的酸液和堿液，然后將生成的二氧化氯定量投加到消毒池，并根據(jù)出水中的余氯量對投加量進(jìn)行調(diào)整。生物濾池后的二次沉淀池，當(dāng)污水不回流時(shí)，可作為加氯消毒的接觸池；曝氣池后的二沉池不能兼做接觸池，而應(yīng)在二沉池后另外設(shè)置單獨(dú)的接觸池。當(dāng)水中余氯為化合性余氯時(shí)，消毒作用緩慢但持久，水的氯味也較輕。加氯量包括需氯量和余氯量兩部分，需氯量是指用于殺死細(xì)菌和氧化水中還原性物質(zhì)（H2S、SO3Fe2+、NH4+和胺等）及有機(jī)物所需要的氯量，余氯量是指為維持水中的消毒效果即不出現(xiàn)細(xì)菌的再繁殖所多加的氯量。來自氯瓶的氯氣首先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，再通過彈簧膜閥和控制閥進(jìn)入轉(zhuǎn)子流量計(jì)和中轉(zhuǎn)玻璃罩，最后經(jīng)水射器與壓力水混合并溶解于其中后輸送到加氯點(diǎn)。如果閥門難以開啟，不能用榔頭敲擊，也不能長板手硬扳，以防將閥桿擰斷。④開啟前要檢查氯瓶的放置位置是否正確，一定要保證出口朝上，即放出來的是氯氣而不是液氯。但切不可用明火、蒸汽直接加熱氯瓶，也不宜使氯瓶溫度升高太多或太快，一般可使用15～25oC的溫水連續(xù)淋灑氯瓶的方法對氯瓶加溫。②液氯變成氯氣要吸收熱量，1kg液氯變成1kg氯氣約需要289kJ熱量。液氯和干燥的氯氣對銅、鐵和鋼等金屬?zèng)]有腐蝕性，但遇水或受潮時(shí)，化學(xué)活性增強(qiáng)，能腐蝕大多數(shù)金屬。⑵使用液氯瓶時(shí)的注意事項(xiàng)液氯通常在鋼瓶中貯存和運(yùn)輸，使用時(shí)，液氯轉(zhuǎn)變成氯氣加入水中。當(dāng)發(fā)現(xiàn)氯瓶有嚴(yán)重泄漏時(shí)，戴好防毒面具，然后將氯瓶迅速移入堿液池中。通向加氯間的壓力水管必須保證不間斷供水，并保持水壓穩(wěn)定，同時(shí)還要有應(yīng)對突然停水的措施。所以加氯間的底部必須安裝強(qiáng)制排風(fēng)設(shè)施，進(jìn)氣孔要設(shè)在高處。加氯間建筑要堅(jiān)固防火、耐凍保溫、通風(fēng)良好、大門外開，并與其他工作間嚴(yán)格分開、沒有任何直接連通。因此操作人員的值班室要和加氯間分開設(shè)置，并在加氯間安裝監(jiān)測及警報(bào)裝置，隨時(shí)對其中的氯濃度進(jìn)行檢測。輕度急性中毒表現(xiàn)為喉干胸悶、脈搏加快等癥狀，重度急性中毒表現(xiàn)為支氣管痙攣和水腫，甚至出現(xiàn)昏迷或休克。⑴防止氯中毒的措施雖然空氣中最高允許濃度為1mL/m3，但長期在低于此值的環(huán)境中工作，也會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙齦炎、口腔炎、皮膚搔癢癥等疾病。pH﹤6時(shí)，水中的氯幾乎100%地以HOCl的形式存在，pH=，HOCl和OCl的含量大致相等同，因此氯的殺菌作用在酸性水中比在堿性水中更有效。另外，由于HOCl是中性分子，容易接近細(xì)菌而予以氧化，而OCl帶負(fù)電荷，難以靠近同樣帶負(fù)電的細(xì)菌，雖然有一定氧化作用，但在濃度較低時(shí)很難起到消毒作用。污水處理系統(tǒng)的消毒方式為氯、二氧化氯、臭氧和紫外線消毒。第五節(jié) 消毒消毒的目的主要是利用物理方法或化學(xué)方法殺滅水中的細(xì)菌、病毒和病蟲卵等致病微生物，以防止其對人類及畜禽的健康產(chǎn)生危害和對環(huán)境造成污染。對策是保證沖洗水質(zhì)量。對策是改善沖洗條件。對策是刮除表層濾砂，換上符合要求的濾砂。對策是改善沖洗條件并用預(yù)加氯殺藻。對策是先用清水倒濾排出濾料層內(nèi)的空氣后，再進(jìn)水過濾，反沖洗后進(jìn)水過濾前使濾池始終處于淹沒狀態(tài)。對策是及時(shí)提高濾料層上部水的深度，避免水中溶解性氣體析出的現(xiàn)象。對策是對濾池進(jìn)行充分反沖洗后，縮短過濾運(yùn)行周期。濾池反洗時(shí)有大量氣泡冒出濾池反沖洗時(shí)有氣泡從濾料層中冒出來的現(xiàn)象又稱為濾料層氣阻，濾料層氣阻可導(dǎo)致水的短流，嚴(yán)重影響出水水質(zhì)