污水總氮超標是水處理過程中常見的問題，主要源于氮元素在污水中的多種存在形式（如氨氮、硝態氮、亞硝態氮、有機氮等）未能被有效去除。以下是總氮超標的主要原因及相應的處理方法：
污水總氮超標的主要原因
進水負荷過高
工業廢水混入：某些工業廢水（如化肥、制藥、食品加工、養殖等）含有極高濃度的有機氮或氨氮，超出污水處理廠的設計處理能力。
生活污水變化：人口增長、飲食結構變化（高蛋白攝入增加）導致生活污水中氮含量上升。
雨污混流：雨水攜帶地表污染物（如化肥、動物糞便）進入污水系統，造成氮負荷沖擊。
生物脫氮過程受阻
碳源不足：反硝化過程需要充足的碳源（如BOD、COD）作為電子供體。若進水碳氮比（C/N）過低（通常<4），反硝化不徹底，導致硝態氮積累。
溶解氧（DO）控制不當：
好氧區DO不足，影響硝化細菌將氨氮氧化為硝態氮。
缺氧區DO過高，會抑制反硝化菌活性，阻礙硝態氮還原為氮氣。
pH值不適：硝化過程適宜pH為7.5-8.5，反硝化為6.5-7.5。pH過低或過高都會抑制相應微生物的活性。
溫度影響：硝化菌和反硝化菌對溫度敏感。水溫低于15℃時，硝化速率顯著下降；低于5℃時基本停止。高溫（>35℃）也可能抑制菌群活性。
有毒有害物質：重金屬、酚類、氰化物、高濃度鹽分等會抑制或毒害硝化菌和反硝化菌。
污泥齡（SRT）不足：硝化菌（尤其是亞硝酸鹽氧化菌）屬于自養菌，生長緩慢，需要較長的污泥齡（通常>10-15天）。若排泥過頻，SRT過短，硝化菌無法在系統中有效富集。
工藝設計或運行管理問題
工藝選擇不當：現有工藝（如僅A/O、傳統活性污泥法）脫氮效率有限，難以應對高氮負荷或高標準排放要求。
水力停留時間（HRT）不足：硝化和反硝化都需要足夠的時間，HRT過短導致反應不充分。
混合液回流比（R）不足：內回流比過小，導致缺氧區硝態氮濃度不足，影響反硝化效率。
設備故障或老化：曝氣系統效率下降、回流泵故障、攪拌器失效等。
污泥問題
污泥膨脹或流失：導致活性污泥系統中功能菌群數量減少。
污泥老化：老化的污泥活性差，脫氮效率降低。
污水總氮超標的處理方法
優化現有生物處理工藝
調整運行參數：
精確控制DO：好氧區DO控制在2-3 mg/L，缺氧區DO<0.5 mg/L。
調節pH：通過投加堿度（如NaHCO?、NaOH）維持硝化所需堿度（每氧化1g NH??-N約消耗7.14g CaCO?堿度）。
優化SRT：根據水溫調整排泥量，確保硝化菌有足夠的生長周期。
提高HRT：在允許范圍內延長水力停留時間。
增大內回流比：通常控制在200%-400%，以保證足夠的硝態氮進入缺氧區。
補充碳源：對于C/N比低的污水，投加外部碳源（如乙酸鈉、甲醇、葡萄糖、復合碳源）以促進反硝化。需注意投加量，避免過量導致出水COD超標。
改善混合與傳質：確保缺氧區攪拌充分，避免死角；提高好氧區曝氣效率。
升級改造脫氮工藝
采用強化脫氮工藝：
A²/O工藝：在A/O基礎上增加厭氧區，兼顧脫氮除磷。
氧化溝（Orbal, Carrousel）：通過溝型設計實現好氧-缺氧環境，具有較長SRT，脫氮效果好。
SBR及其變種（如CASS, CAST）：通過時間序列控制，實現厭氧、缺氧、好氧交替，脫氮效率高。
MBR（膜生物反應器）：可維持高污泥濃度和長SRT，強化脫氮能力。
短程硝化-反硝化（SHARON）：控制條件使氨氮只氧化到亞硝態氮，然后直接反硝化，節省能耗和碳源。
厭氧氨氧化（Anammox）：利用厭氧氨氧化菌直接將氨氮和亞硝態氮轉化為氮氣，能耗和碳源需求極低，適用于高氨氮廢水。
增設后置反硝化濾池（Denitrification Filter）：在生物處理單元后設置以石英砂、活性炭或陶粒為濾料的濾池，投加碳源進行深度反硝化，可有效去除硝態氮。
物化處理方法（作為補充或應急）
化學沉淀法（鳥糞石法）：投加Mg²?和PO?³?，與NH??生成鳥糞石（MgNH?PO?·6H?O）沉淀，可回收氮資源，適用于高濃度氨氮廢水。
折點加氯法：投加過量氯或次氯酸鈉，將氨氮氧化為氮氣。成本高，可能產生消毒副產物，多用于應急或小水量處理。
離子交換法：利用沸石等離子交換劑去除氨氮，適用于低濃度、小水量。
吹脫法：調節pH至堿性，通過曝氣將氨氮以NH?形式吹脫。適用于高濃度氨氮，但可能造成空氣污染，需處理尾氣。
源頭控制與管理
嚴格管控工業廢水：對排入市政管網的工業廢水進行預處理監管，防止高氮廢水沖擊。
完善雨污分流：減少初期雨水對污水處理廠的沖擊負荷。
加強監測與預警：實時監控進水水質、關鍵工藝參數和出水指標，及時發現問題并調整。
解決污水總氮超標問題，應首先分析超標原因（是負荷沖擊、工藝缺陷還是運行問題），然后采取針對性措施。優先考慮優化現有生物系統的運行管理（如補碳源、調DO、控SRT），若效果不佳，則需考慮工藝升級改造（如增加缺氧區、采用SBR、增設反硝化濾池等）。對于特定情況，也可輔以物化方法。長遠來看，源頭控制和精細化管理是保障穩定達標的關鍵。