污水廠的處理流程中的工藝細節管理（十二）-生化池的運行細節3
上一節圍繞生化池的好氧區的細節進行了探討，這一周繼續圍繞生化池的好氧區來進行討論擴展的運行管理細節內容。
污水廠承擔的降解污染物質的種類和標準越來越來提升，污水廠需要對多種污染物質進行去除，各種污染物質最核心的去除階段都在生物段，充分發揮生物段的處理能力，兼顧各種污染物質去除的基本機理進行合理規范的細節控制，也是作為污水廠新的階段需要進行重點進行的工作內容。
好氧段的功能里除去對于碳源的去除以外，還有脫氮的第一步硝化作用，氨氮在好氧自養型的細菌－硝化菌的作用下，完成氨氮轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程，這個過程用化學方程式表示就是：
亞硝化反應：NH４＋＋1.5O2→NO2-+H2O+2H+
硝化反應：NO2-+0.5O2→NO3-
總的硝化反應：NH４＋＋2O2→NO3-+H2O+2H+
從硝化反應化學方程式中看到，這個過程需要氧氣參與，也就是說這個過程是在好氧區進行的，除去這個必須的要求以外，還要看到硝化反應過程會產生H+，如果要保持反應的混合液的PH不因為H+增多出現下降，需要消耗水中的堿度（以CaCO3）來保持PH的平衡，這就是在一些異常的工況下，要對混合液的堿度進行測量的原因，特別是一些高氨氮的進水，在硝化反應中對堿度的消耗是比較大的，甚至需要補充堿度來保持混合液的中性環境。化學方程式中H+在方程式右側，當沒有及時補充堿度，會造成大量H+存在，導致硝化反應不向右進行，也就是氨氮無法轉化成硝酸鹽，造成出水氨氮、TN的超標。同樣因為這個原因，對生化段好氧區混合液的PH值，保持一個略微堿性的環境，可以及時的中和硝化反應產生的H+，促進硝化反應的進行，因此在日常的管理中，對生化池好氧區域的PH值的檢測，也是保證硝化反應順利進行的工作。
污水處理是依賴于微生物進行的。硝化反應也一樣依賴特殊的微生物來進行反應，不論是亞硝化過程和硝化過程都需要硝化菌來推動化學方程式向右側進行，因此對于好氧段的硝化反應的保障細節，還要考慮到硝化菌的生活習性，在日常管理中要提供適合亞硝化、硝化菌的生存環境條件。這兩種菌類對環境變化比較敏感，要求相對于降解有機物的異養型的好氧菌要苛刻的多，因此在污水廠穩定運行期間，超標的順序往往是氨氮→COD的過程，而不是COD先超，氨氮還沒超，如果出現這種倒置的COD超標，氨氮穩定的情況，一般不需要從生化池排查，只需要排查深度處理段的穿透情況就可以了。
硝化的兩種細菌是需要嚴格好氧條件的菌類，DO不能過低，有效的控制在1mg/L左右來進行，硝化菌的硝化速率低于異養菌的氧化有機物的速率，在有機物比較高的污水廠，好氧段前端是一個快速吸附降解有機物的過程，需要消耗大量的氧氣，檢測這個階段的溶解氧，一般會低于1mg/L，甚至有的會在0.5mg/L以下的情況，這個區域硝化的作用不明顯，中后段隨著有機物的有效降解，對溶解氧的需求降低，硝化菌種得以充足的氧氣進行硝化反應，這也造成了硝化反應的控制需要富氧的保持情況，因此對于曝氣池的精確曝氣的控制是要從難度較大的硝化反應作為控制點來進行的，如果只是考慮COD的去除的精確曝氣控制是不符合生物池好氧區的功能作用的。在結果控制的管理思路下，污水廠通過出口在線的氨氮來進行控制曝氣池的曝氣，往往有滯后的問題，因此在過程控制的思路下，對曝氣池的氨氮進行手工或者在線儀表的檢測，是實現曝氣精準控制的前提，也是運行管理人員進行工藝管理的細節層面要進行的工作內容。
對于好氧區，除了脫氮以外，還有就是聚磷菌的好氧條件下的聚磷作用，這是很多污水廠所忽視的一個問題，但也是生物除磷需要完善的，污水廠承擔降解COD和除磷脫氮的功能，磷的去除也是作為污水廠需要在運行管理中應當注意的問題，單純依靠化學除磷會造成運行成本的極大上升，充分挖掘生物除磷的作用，可以節省大量的藥劑成本，因此對生化除磷的好氧控制也是工藝運行人員需要進行關注的內容。
聚磷菌的去除磷的過程也是分為兩步進行的，在厭氧環境中，聚磷菌將體內的的有機磷轉化為無機磷釋放到水中，并利用這個過程中產生的能量攝取廢水中的溶解性有機基質以合成PHB（聚－β－羥基丁酸鹽）顆粒；在好氧條件下，聚磷菌將PHB降解以提供攝磷所需能量，從而完成聚磷規程。基于這個原理，工藝管控需要注意的就是生物除磷是要利用一部分碳源的，厭氧釋放的越徹底，合成PHB越多，好氧吸收聚集的磷也就越多。但是要注意的是磷的去除最終是通過排放剩余污泥來實現的，越短的污泥齡，對磷的去除越明顯，但是對脫氮的效果就會下降，因此在污水廠的工藝管控中，兩者的平衡越發的重要。聚磷需要小分子的揮發性有機物，進水中較高的BOD會有比較好的除磷效果，在后續的厭氧區域的細節管理中，會針對除磷進行更為詳細的工藝細節的探討，歡迎大家持續關注后續文章。?
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