隨著環保的日益嚴格，污水處理廠的穩定運行尤為重要。目前，污水廠脫氮主要通過硝化、反硝化過程實現，硝化細菌多為自養菌，增殖緩慢，世代周期長，對外界因素敏銳，易受水質、水量沖擊。一旦生化系統進水水質及水量發生大幅度變化，將對生物系統造成沖擊，硝化細菌大量消失，很難自然恢復。
導致污水處理廠氨氮超標的因素包括以下幾個方面：
1. 進水濃度過高
高濃度進水COD、氨氮和有機氮均影響硝化系統氨氮處理效果。COD對硝化階段的影響主要體現在異養細菌與硝化細菌對氧的競爭。當COD高時，它有利于異氧細菌的生長，異養細菌占主導地位，硝化細菌較少，導致硝化效果差。有機氮經過水解酸化后，可轉化為氨氮，間接導致進水氨氮升高。過量的氨氮負荷對活性污泥系統產生巨大影響。此外，過高的氨氮會導致游離氨濃度增加，進而導致亞硝酸鹽的積累。
2. COD與SS含量比例失調
受進水水質及系統設計的影響，初沉池沉淀不充分，無機質無法充分去除，致使活性污泥的有效成分偏低，實際有機污泥負荷偏高。SV30即使在正常范圍內，但是無機物含量高，MLSS含量高，MLVSS/MLSS偏低，這種情況計算負荷有偏差，排泥量過大。此外，無機顆粒沉降于好氧區，易堵塞曝氣頭，影響曝氣效果。
3. 溫度影響
低溫下，硝化細菌的繁殖速率降低，體內的酶活性被抑制，代謝速度緩慢。硝化速率一般低于15℃活性開始降低，當溫度低于12℃時硝化反應速率顯著下降，在污水溫度小于8℃時，微生物菌膠團的硝化、反硝化活動受到明顯抑制甚至停止。因此冬季容易造成氨氮處理能力下降。
4. 其它因素
此外，影響硝化作用的因素很多。例如，高pH值會影響微生物的正常生長，增加水中游離氨的濃度，抑制硝化細菌。硝化細菌對重金屬、酚類等有毒物質也特別敏銳。因此，硝化細菌對水樣的毒性試驗可用于確定廢水對硝化作用是否有抑制作用。
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